文／張?jiān)ブ蕖⒂览?青島新銳家禾置業(yè)有限公司 山東青島 266000

引言：

就目前來看，地下空間正成為寶貴的資源被很多建筑項(xiàng)目重視并逐步加大了開發(fā)力度，這體現(xiàn)在工程建設(shè)中就是基坑開挖深度不斷加大，這無疑對基坑支護(hù)提出了更高的要求。因此，在建筑工程建設(shè)實(shí)際情況中，必須重視支護(hù)形式的選擇和相關(guān)施工工藝確定，以從根本上保證深基坑支護(hù)質(zhì)量和效果，防止坍塌和滲漏等一系列問題的發(fā)生。

1.工程概況

某建筑工程總建筑面積約1.5 萬m2，具體包含5 幢地上2 層至4 層、高度在12.15-22.65m 范圍內(nèi)的商業(yè)樓和1 幢地上20 層、高度為81.65m 左右的酒店，以及2 層標(biāo)高在-7.00m 左右的地下室。以上所有建筑的基礎(chǔ)均為樁基礎(chǔ)，因基礎(chǔ)深度大，所以需開挖深基坑，平均深度在7.55m 左右，基坑的總周長在520m 左右，設(shè)計(jì)采用攪拌樁和加勁樁相結(jié)合的方式支護(hù)。

2.深基坑支護(hù)方案比選

該建筑工程所在場地的地基巖土層包括素填土層（層號為1）、含淤泥粉砂層（層號為2-1）、中細(xì)砂層（層號為2-2）、粉質(zhì)粘土層（層號為2-3）、淤泥質(zhì)土層（層號為2-4）、粉質(zhì)粘土層（層號為2-5）、淤泥質(zhì)土層（層號為2-6）、中粗砂層（層號為2-7）、強(qiáng)風(fēng)化泥巖層（層號為3-1）與中風(fēng)化泥巖層（層號為3-2），不同巖土層的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1 所示。

表1 工程所在場地地基巖土層主要設(shè)計(jì)參數(shù)一覽表

該工程深基坑挖深預(yù)計(jì)在7.55-7.85m 范圍內(nèi)，在此深度范圍內(nèi)主要存在以下幾種巖土層：填土層、含淤泥粉砂層和粉質(zhì)粘土層。通過對安全性、技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性的綜合分析，最終將該工程的深基坑支護(hù)方式確定為攪拌樁和加勁樁相結(jié)合，相較于格構(gòu)墻與微型鋼管樁相結(jié)合的方案，能節(jié)省近24%的成本。

3.深基坑支護(hù)施工工藝

3.1 技術(shù)指標(biāo)

該建筑深基坑的支護(hù)方式以直徑較大的攪拌樁為主，其主要技術(shù)指標(biāo)包括：樁徑為1500mm，樁距為1300cm，樁強(qiáng)為不小于1.5MPa，樁長在23-33m 范圍內(nèi)，壓頂板由強(qiáng)度等級為C30 的混凝土澆筑而成，厚度為250mm，寬度在7.0-17.1m 范圍內(nèi)，壓頂板與墻體之間采用單根長度為2000mm 的鋼管相連，鋼管間的設(shè)置距離為1.3m，灌注材料所用水泥以42.5 硅酸鹽水泥為主，水灰比按照0.7-0.8 的范圍控制，單位長度樁體摻入數(shù)量為625kg。

基坑作業(yè)實(shí)施前，需對其周圍地面做好硬化處理，提供穩(wěn)固可靠的場地并避免地表上的積水進(jìn)入；在基坑外部增設(shè)截水溝，并在內(nèi)側(cè)布置排水盲溝與集水井；基坑挖設(shè)期間，禁止在周圍2m 之內(nèi)進(jìn)行堆載；土方開挖務(wù)必按設(shè)計(jì)規(guī)定實(shí)施，防止超挖；按圖紙要求將挖土所需機(jī)械設(shè)備放置好，并做好車道準(zhǔn)備，規(guī)劃正確的挖土順序，確定適宜的堆土部位。為避免車輛對成型的結(jié)構(gòu)造成撞擊，或?qū)е禄拥撞康脑瓲钔帘粐?yán)重?cái)_動，務(wù)必采取針對性措施，土方開挖應(yīng)遵循分段分層原則，同時(shí)注意單個(gè)段落的長度不能20m，且每一層的挖深不能超過1.5m；若超挖，且超出設(shè)計(jì)要求的深度50cm 以上，則要在經(jīng)安全驗(yàn)算確認(rèn)合規(guī)之后才可以進(jìn)行之后的施工；在做好動態(tài)設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息化施工，也就是在施工期間做好監(jiān)控和檢測，尤其是重要部位與關(guān)鍵工序必須增設(shè)測點(diǎn)，或指派專人加以監(jiān)督控制，以免施工中的疏漏使之后的基坑施工處于不穩(wěn)定狀態(tài)[1]。

3.2 攪拌樁施工工藝

攪拌樁進(jìn)場并到達(dá)指定位置后，按設(shè)計(jì)要求于樁中線進(jìn)行標(biāo)記。將鉆頭對準(zhǔn)標(biāo)好的樁位后，即可開始鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行噴漿攪拌，到達(dá)要求的深度后還要在向上提升鉆桿的同時(shí)繼續(xù)噴漿，此時(shí)現(xiàn)場全體施鉆人員務(wù)必做好各項(xiàng)參數(shù)的記錄工作。按規(guī)定的水泥摻加數(shù)量與提升速度施工，以確保攪拌達(dá)到預(yù)期質(zhì)量，并將首根樁進(jìn)行試驗(yàn)檢測，確定鉆桿提升速度和泵漿數(shù)量之間是否良好匹配。在采用兩噴兩攪的方法進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)確保單根樁單位體積水泥摻加數(shù)量合乎規(guī)定。按設(shè)計(jì)規(guī)定將單根樁施工好之后，應(yīng)立即停止泵漿，并將樁機(jī)移動至下一個(gè)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作的樁位繼續(xù)施工。每天形成的記錄都要安排專人做好審核，通過后由監(jiān)理人員及建設(shè)方的代表進(jìn)行簽認(rèn)。

在攪拌樁施工中應(yīng)注意以下幾方面要點(diǎn)：

（1）該建筑深基坑攪拌樁支護(hù)施工中應(yīng)做到唯一可變量，這一變量即為和機(jī)械設(shè)備良好適應(yīng)的時(shí)間參數(shù)。水泥土強(qiáng)度會受到很多因素的影響，包括原狀土類型和性質(zhì)、水平方向上的旋轉(zhuǎn)速度、鉆桿下沉和提升速度、電流、漿液泵送速度和流量、噴漿壓力與漿液配合比。因深度方向上存在多種土層，并且不同土層之間自身性質(zhì)存在顯著差異，故為保證水泥土強(qiáng)度，現(xiàn)場施工中應(yīng)結(jié)合電流與地質(zhì)情況對各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)作必要的調(diào)整[2]。

為按照上述方法施工后達(dá)到理想的質(zhì)量，需在開工前做好地質(zhì)鉆探工作，根據(jù)形成的勘察報(bào)告，掌握攪拌樁所在區(qū)域地質(zhì)情況，為之后的質(zhì)量控制工作提供一些有價(jià)值的參考，最終得出準(zhǔn)確的施工參數(shù)。在攪拌樁施工結(jié)束后，立即采用鉆孔抽芯的方法進(jìn)行檢驗(yàn)，將其作為參數(shù)調(diào)整的依據(jù)，滿足工法基本要求，使樁身強(qiáng)度達(dá)到相關(guān)規(guī)定。

（2）待樁機(jī)到達(dá)指定位置后應(yīng)隨時(shí)做好垂直度控制，基于此，要在明確樁基自身特性的基礎(chǔ)上，從技術(shù)和管理兩方面入手加以控制；與此同時(shí)，施工所用攪拌機(jī)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)跨溝作業(yè)，要求最大跨溝寬度達(dá)到5-7m，這樣能在保證垂直度的基礎(chǔ)上確保樁體順利搭接，在確保強(qiáng)度順利形成的基礎(chǔ)上達(dá)到理想的止水效果[3]。

（3）若制漿的過程主要采用人工進(jìn)行控制則存在很大隨機(jī)性，對此要借助自動控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，以此定時(shí)定量的輸送水泥，滿足樁身強(qiáng)度形成所需。

（4）除了在樁孔鉆進(jìn)過程中確定樁體強(qiáng)度形成所需時(shí)間，還要為包含清孔或掏孔等在內(nèi)的工序配備專門的設(shè)備。

（5）施工時(shí)，鉆桿下沉和提升速度要按照200mm/min 左右控制，基于這一速度的電流值在100A 左右，需持續(xù)攪拌至少5min 的時(shí)間；當(dāng)采用四片刀進(jìn)行攪拌時(shí)，單位樁長攪拌次數(shù)應(yīng)達(dá)到250 次及以上，此時(shí)的轉(zhuǎn)速按每分鐘40 轉(zhuǎn)控制，同時(shí)注意不可變速[4]。

3.3 加勁樁施工工藝

加勁樁的樁徑在800mm 左右，采用C25 混凝土澆筑而成，施工時(shí)要求樁位偏差不超過50mm，垂直度偏差不超過1%。加勁樁施工重點(diǎn)在于和攪拌樁之間緊密結(jié)合，使兩者形成一個(gè)穩(wěn)固的整體。不僅要在鉆孔過程中明確樁體強(qiáng)度形成所需時(shí)間，同樣要為包含清孔以及掏孔在內(nèi)的施工環(huán)節(jié)配備專門的設(shè)備。

3.4 壓頂板施工工藝

設(shè)計(jì)在該建筑深基坑的不同剖面分別增設(shè)壓頂板，其高度為250mm，寬度在7000-17100mm 范圍內(nèi)。攪拌樁形成后，與壓頂板間通過鋼管相連，單根鋼管的長度為2m，按照1.3m 的間隔距離設(shè)置，其目的在于使圍護(hù)樁形成整體。待攪拌樁施工結(jié)束，且達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定以后，才能開始壓頂板的澆筑施工。施工中應(yīng)先對攪拌樁的頂部進(jìn)行鑿毛，將頂部浮土清理干凈，直到內(nèi)部鋼管露出，然后進(jìn)行鋼筋綁扎，再按照分段的方法對壓頂板進(jìn)行澆筑。澆筑用混凝土以商品砼為宜，借助斗車與混凝土泵將其泵送至預(yù)先設(shè)置好的模槽當(dāng)中[5]。

施工務(wù)必遵照圖紙實(shí)施，將鋼筋綁扎好后，使模板準(zhǔn)確就位，然后開始混凝土澆筑，待澆筑結(jié)束后還應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。為確保鋼筋綁扎順利完成，應(yīng)先做好支護(hù)樁的清理工作，將分布在樁頂范圍內(nèi)的雜質(zhì)清理干凈。

壓頂板澆筑需采用商品砼，由泵車運(yùn)抵現(xiàn)場，采用泵送的方法入模。壓頂板施工設(shè)計(jì)投入兩套振搗裝置和一組由四人組成的專業(yè)施工隊(duì)伍?；炷翝仓陂g的重點(diǎn)在于做好振搗，振搗結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為表面出現(xiàn)大量浮漿以及骨料停止沉落。施工期間需對包含鋼筋與模板在內(nèi)的部分進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)可能對后續(xù)施工造成影響的因素，應(yīng)立即暫停施工，進(jìn)行針對性處理，之后才可以繼續(xù)澆筑。若需要進(jìn)行分段施工，則一般不建議在轉(zhuǎn)角與邊界等部位設(shè)縫，同時(shí)要注意在先行澆筑完成的端頭處進(jìn)行臺階預(yù)留和鋼筋搭接處理，完成上述各道工序后，清除接頭部位存在的浮渣，并在沖洗干凈后即可開始后續(xù)施工[6]。

混凝土澆筑完成后不斷干燥，這是對基坑支護(hù)成效有很大影響的因素，為確?；炷翆?shí)際強(qiáng)度達(dá)到要求，必須重視并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，具體的流程和方法為：在澆筑完成的12h 之內(nèi)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，使?jié)仓瓿傻牟糠忠恢碧幱跐駶?，避免由于干燥速度過快導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，通常情況下這個(gè)過程需要持續(xù)至少5d。此外，在夏季等水分蒸發(fā)速度很快的情況下，可考慮在澆筑完成的部分鋪設(shè)一層麻袋，以此起到減慢水分蒸發(fā)速度的作用。

3.5 降排水施工

集水井開挖借助反鏟實(shí)施，對于坑腳處的排水溝，可借助人工進(jìn)行開挖，要求處在實(shí)土上，若存在松土，應(yīng)及時(shí)將其夯實(shí)。該建筑基坑的挖深相對較大，坑周圍土層包括素填土、含淤泥粉砂與淤泥質(zhì)土，由于沒有太多自由水，所以基坑范圍內(nèi)的降排水實(shí)際上就是降低地下水和排除雨水。在實(shí)際的降排水安排過程中，需遵循內(nèi)降外不降，也就是在基坑范圍內(nèi)開挖排水溝和集水井，以此降低基坑范圍內(nèi)地下水位。抽水需安排專人負(fù)責(zé)，經(jīng)排水溝達(dá)到集水井，再通過適當(dāng)?shù)某恋聿捎盟贸榕诺焦芫W(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中。

按預(yù)先放出的位置和挖深借助各類工器具實(shí)施開挖，此時(shí)要將平面位置和深度誤差分別控制在2cm 以內(nèi)，同時(shí)既有建筑物和土石方之間接觸部分的平整度偏差也要控制在3cm 以內(nèi)，整個(gè)平面上相鄰兩個(gè)非直線段之間的連接必須達(dá)到圓滑和平順，經(jīng)檢查確認(rèn)合乎要求后采用蛙式打夯機(jī)等機(jī)械對地基進(jìn)行夯壓，直到密實(shí)。集水井和排水溝的底部都使用強(qiáng)度等級為C10 的素混凝土，兩者墊層厚度分別按100mm 和60mm 控制，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的配合比進(jìn)行配料，并保證攪拌均勻，對此要連續(xù)攪拌至少90s 的時(shí)間。排水溝與集水井都使用灰磚進(jìn)行砌筑，砌筑完成后的規(guī)格符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。在砌筑灰磚的過程中要注意用水均勻淋濕。在整個(gè)砌筑過程中務(wù)必做好檢查工作，以確認(rèn)墻面是否垂直與平整，并根據(jù)檢查結(jié)果隨時(shí)進(jìn)行糾正，以免在事后通過鑿墻處理[7]。

在基坑開挖過程中因各方面原因可能導(dǎo)致側(cè)壁發(fā)生滲漏的問題，對此結(jié)合以往工程建設(shè)積累的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致基坑滲漏的原因包括：在基坑攪拌樁施工中因機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障使相鄰兩根樁之間未能良好搭接；由于搭接長度不足或?qū)ΜF(xiàn)場的記錄與真實(shí)情況不相符使基坑側(cè)壁產(chǎn)生不同程度的滲漏；場地內(nèi)地下水的水頭有顯著差別，加之地下水有很強(qiáng)的流動性，使部分泥漿被地下水沖走，進(jìn)而對成樁質(zhì)量造成不利影響，最終引起基坑側(cè)壁滲漏；場地內(nèi)分布地下障礙物，使止水帷幕無法閉合，導(dǎo)致基坑的側(cè)壁產(chǎn)生滲漏；同樣是由于地下水的水頭存在明顯差別，使止水帷幕無法從基坑的底部穿過，導(dǎo)致基坑底部出現(xiàn)涌水或涌砂。對于因以上原因?qū)е碌臐B漏或涌水以及涌砂等問題，需在出現(xiàn)問題后立即進(jìn)行推土反壓，以此避免基坑發(fā)生坍塌，之后還可以考慮通過引入注漿等方法對基坑范圍內(nèi)設(shè)置的止水帷幕予以補(bǔ)強(qiáng)，使止水帷幕發(fā)揮出理想的止水效果。

3.6 基坑監(jiān)測

基坑挖設(shè)與地下空間施工期間，為了能盡可能早的發(fā)現(xiàn)潛在的問題并能盡快制定針對性對策，確保基坑部分的施工可以順利完成，必須對整個(gè)基坑施工實(shí)施監(jiān)控，并做好對監(jiān)控所用元器件的檢測及指標(biāo)分析，以保證監(jiān)控成果的準(zhǔn)確性?；油谠O(shè)開始前應(yīng)先檢查確定附近是否存在既有管線，同時(shí)還要確認(rèn)發(fā)現(xiàn)的管線是否處于需監(jiān)測區(qū)域。

工作中需監(jiān)測的內(nèi)容包括：頂部水平和豎向位移、地下水位、周圍既有建（構(gòu)）筑物沉降、深層水平方向位移和地表道路沿豎向發(fā)生的位移，其監(jiān)測頻率為：基坑挖設(shè)前5d 按1 次/2d 的頻率監(jiān)測，超過5d 時(shí)按1 次/d 的頻率監(jiān)測，底板澆筑完成前7d 按1 次/2d 的頻率監(jiān)測，澆筑完成7-14d 按1 次/3d 的頻率監(jiān)測，之后按1 次/5d的頻率監(jiān)測，監(jiān)測進(jìn)行到澆筑完成28d 后。

按規(guī)定針對二級基坑提出的報(bào)警與控制值，可得出如下初步取值范圍：對于頂部沿水平方向產(chǎn)生的位移，按60mm 的標(biāo)準(zhǔn)控制，在達(dá)到50mm 后報(bào)警，在達(dá)到35mm 后預(yù)警；對于頂部沿豎向產(chǎn)生的位移，按60mm的標(biāo)準(zhǔn)控制，在達(dá)到50mm 后報(bào)警，在達(dá)到35mm 后預(yù)警；對于基坑周圍既有建（構(gòu)）筑物沉降，其中，沉降按20mm 的標(biāo)準(zhǔn)控制，在達(dá)到15mm 后報(bào)警，在達(dá)到10mm 后預(yù)警；相對沉降則按照1/1000 的標(biāo)準(zhǔn)控制，在達(dá)到1/1500 后報(bào)警，在達(dá)到1/2000 后預(yù)警；對于區(qū)域地下水位發(fā)生的變化，在其累計(jì)值達(dá)到1000m 后報(bào)警，同時(shí)在變化速率達(dá)到500mm/d 時(shí)報(bào)警。

監(jiān)測的目的并非得出各項(xiàng)監(jiān)測結(jié)果，而是要根據(jù)所得監(jiān)測結(jié)果為之后的施工提出合理化建議。在將該基坑挖設(shè)至設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高，且將新出土口填充完成，但舊出土口還沒有開挖的情況下，新挖設(shè)的部分暫時(shí)還存在一定程度的位移，其它部位雖然也有變形，但幅度并不大。部分區(qū)域累計(jì)變形數(shù)量較大，對此要在之后的施工中注意防止這些區(qū)域有重載車輛通過或堆放任何重物。此外，由于基坑北側(cè)與既有道路之間的距離很近，所以在挖設(shè)結(jié)束后應(yīng)以最快的速度做好底部硬化處理，這樣能將基坑施工可能對鄰近道路造成的不利影響程度降至最低。從水平和豎向沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)果可以看出，基坑不同位置產(chǎn)生的水平方向位移和豎向沉降，以及區(qū)域地下水位升高和下降都處于預(yù)先確定的報(bào)警值以內(nèi)，同時(shí)還能保持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)，這在很大程度上驗(yàn)證了上述施工方法是合理可行的，具有一定的參考借鑒價(jià)值。

結(jié)語：

綜上所述，深基坑開挖和支護(hù)是現(xiàn)在很多建筑工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，該建筑深基坑支護(hù)在各參與方積極配合之下，順利完成支護(hù)和開挖施工，并且都達(dá)到了預(yù)期的效果，基坑在整個(gè)開挖和基礎(chǔ)施工中都處在安全穩(wěn)定的狀態(tài)，驗(yàn)證了以上深基坑支護(hù)方法的合理性與有效性，可作為其它類似建筑工程的深基坑支護(hù)技術(shù)參考。在將來的建筑深基坑支護(hù)和開挖施工中，一方面要根據(jù)深基坑所在場地的地基巖土層性質(zhì)與特點(diǎn)以及現(xiàn)場施工條件選擇適宜的支護(hù)形式，另一方面則要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定開展施工，并在做好支護(hù)的同時(shí)高度重視和加強(qiáng)防排水，以此保證支護(hù)體系可靠性，確保整個(gè)建筑基礎(chǔ)施工過程安全性。