基坑支護工程設計與施工要點

于 娟，孫志全

1.山東省魯北地質(zhì)工程勘察院，山東 德州 253015

2.山東省地礦工程集團有限公司，山東 濟南 250014

1 工程概況

擬建保利海德公館工程場地位于濟南市歷城區(qū)祝舜路南側(cè)，西側(cè)為佳寶路，東側(cè)為辛祝路，南側(cè)為富翔天地20#、21#樓。本次支護地段為該工程B1地塊基坑?；游鱾?cè)為擬建B2地塊；基坑北側(cè)為三八祝舜路， 基坑東側(cè)為磚混結(jié)構(gòu)4-5層樓房及單層生產(chǎn)車間；南側(cè)為規(guī)劃路。場地地面絕對標高大致30.10m左右，地面起伏較大?；娱_挖深度為7.6m左右。為了保證基坑開挖及施工期間有干燥及安全的施工環(huán)境，并保證周邊環(huán)境不受基坑開挖影響，需對該基坑進行支護。

2 支護方案

基坑邊坡安全等級：二級，基坑重要性系數(shù)取1.0?；又ёo為臨時性工程，設計使用時間為1年。

基于安全、經(jīng)濟、合理的原則，采用支護方案如下：場地北、東部地段場地狹窄，可施工土釘墻支護；場地南、西部地段空間廣闊，可以放坡支護，坡面施工掛網(wǎng)噴漿維護。在基坑北、東兩側(cè)施工單排直徑550mm三軸水泥土攪拌樁作止水帷幕，樁長10.0m。

材料：所有材料施工前提出試驗報告驗收合格后方可使用，除說明外，鋼筋：φ-HPB235級，φ-HRB400級；水泥：32.5普硅水泥。

噴射鋼筋混凝土面層厚度50mm～80mm，掛單層φ6@250×250的鋼筋網(wǎng)，土釘之間插入500mm長φ18鋼筋作固定面網(wǎng)用；面層采用C20細石混泥土；土釘采用φ22鋼筋或采用φ48mm無縫鋼管（壁厚4mm），長度4m～5m；土釘水平間距2.0m，垂直間距1.5m；土釘傾角控制在15°～20°。采用機械或人工成孔，直徑90mm～110mm，孔內(nèi)注漿材料采用水泥漿，水灰比為0.5，分二次注漿?？禹斖夥?.50m作水泥砂漿護頂。注純水泥漿，一次注漿初凝后進行二次注漿，水灰比為0.5。

止水帷幕采用三軸水泥土攪拌樁，樁徑550mm，有效搭接厚度150mm，采用32.5普通硅酸鹽水泥做固化劑，樁體通身復噴，第一遍噴灰50kg/m，第二遍噴灰20kg/m。

3 施工要點

3.1 水泥土攪拌樁止水帷幕

開工前，首先選一開闊地，按樁距550mm定出10個樁位，然后鉆機鉆孔，深7.0m，設備就位以上述參數(shù)進行攪拌試驗，試驗結(jié)束后10天，沿試驗方向進行了斷面開挖，開挖斷面顯示樁體搭接良好，墻體厚0.55m。根據(jù)實驗情況，為確保旋樁間的咬合，樁的垂直度精度必須控制在0.5‰以內(nèi)，引孔孔位誤差小于2cm，才能保證樁間的咬合，否則可能會引起滲水。針對實際情況，采用全站儀精確放出鉆孔位置，然后再進行鉆孔施工，通過采取以上措施，保證了工程的順利進行。但值得注意的是，必須確保全樁長上下至少再重復攪拌一次。

攪拌樁必需控制水灰比在0.45～0.55 范圍內(nèi)，水灰比過大成樁后影響樁的強度。施工現(xiàn)場必須有定量容器，按要求的水灰比加水和水泥，罐內(nèi)攪拌水泥漿時間不能少于3min。

噴漿必須連續(xù)進行。噴漿時下攪速度控制在1 m/min，轉(zhuǎn)速60 r/ min，噴漿壓力1.0MPa～1.4MPa，噴漿量30 L/min。供漿中斷，應及時通知操作者，再噴漿時應下放到噴漿位置以下0.5 m，以防止出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。嚴禁加水下攪施工。遇到硬層，下攪困難，可采取加水泥漿下攪，或增加攪拌機自重，然后啟動加壓裝置加壓。絕對不允許全程加水下攪施工。

3.2 基坑降水

降水井成井后必須及時進行洗井且達到“水清沙凈”為止，否則易造成水井與含水層聯(lián)通不好，達不到降水效果。降水時一是必須保證抽水設備正常運行，且多配備部分抽水設備；二是確保供電，必要時工地備用一臺發(fā)電設備；三是加強巡視和水位觀測，及時掌握水位變化情況。

3.3 基坑開挖

基坑的開挖深度和進度，必須受到一定的控制。因為若開挖進度過快，就意味著邊壁（坡）的加荷速率過大。施工加荷速率對土體的變形和強度的影響是比較顯著的。開挖過快，加荷速率過大，邊壁土體可能產(chǎn)生塑性流動，進而邊壁土體強度降低，邊壁變形增大，嚴重時可能使邊壁產(chǎn)生失穩(wěn)破壞。如果嚴格控制開挖進度，在土釘充分發(fā)揮效力的同時，邊壁軟土層逐步固結(jié)，強度逐步增長，這樣不但可防止基坑邊壁失穩(wěn)，而且可減少邊壁變形。開挖后作業(yè)面裸露時間越短越好。為防止支護前作業(yè)面變形失穩(wěn)，應分層開挖，開挖深度不大于4.0m。

3.4 土釘施工及掛網(wǎng)噴漿

土釘墻的施工技術(shù)是一種由上而下分步修建的過程，可按下列順序進行∶按設計要求開挖工作面，修整邊坡，埋設噴射混凝土厚度控制標志;噴射第一層混凝土;鉆孔安設土釘、注漿、安設連接件;綁扎鋼筋網(wǎng)，噴射第二層混凝土;設置坡頂、坡面和坡腳的排水系統(tǒng)。

1）鉆孔前根據(jù)設計，定出孔位，作出標記。孔徑90mm～110mm.鉆孔底部的偏斜尺寸不得大于桿的3%；

2）土釘水平方向孔距偏差不得大于50mm，豎直方向孔距偏差不得大于100mm.桿體鋼筋應平直，除油、除銹。土釘沿軸線方向，每2m采用Φ6.5鋼筋做對中支架，以保證桿體在孔中央。安放桿體時，應防止桿體的變形。注漿管隨桿體一同放入。注漿管距孔底宜為50mm～100mm；

3）注漿液應攪拌均勻，隨攪隨用，應在初凝前用完。注漿時當能看到孔內(nèi)的漿體時，可邊注漿，邊緩慢地拔出注管，且注漿管始終不得露出漿體。注漿壓力不小于0.3MPa～0.5MPa注漿到孔口時，應停注封孔。當漿體凝固后，不能充滿錨固體時，應補漿。

4）外網(wǎng)與桿連接要牢固，鋼筋網(wǎng)采用Φ6.5＠250雙向鋼筋，接頭搭接＞300mm，用扎絲綁扎牢固，縱向鋼筋插入土中長度應500mm。

5）噴射面板厚度為50mm～80mm，在工作面情況不好時可進行初噴。采用干噴法，采用32.5 普通硅酸鹽水泥，骨料為中砂和粒徑為5mm～10mm的碎石，砼強度＞C20，水泥：砂：石：水=1：2：2：0.5，摻速凝劑10%；噴射槍頭處的工作風壓保持在0.3MPa；噴頭應盡量與受噴面保持垂直，減少回彈及砼流淌現(xiàn)象。在面板上應2500×2500間隔留置一個100×100的泄水洞。

4 基坑變形監(jiān)測結(jié)果

為了確?；又ёo結(jié)構(gòu)、邊坡的安全。在基坑施工過程中，對邊坡進行位移監(jiān)測。監(jiān)測點的設置在基坑變形最大的坡頂，共設置16處，觀測頻率一般2天/次，每層土開挖前后的必須觀測，變形異?；蛴昙镜忍厥馇闆r下加密觀測頻率，基坑正常使用期間且變形趨于穩(wěn)定時，每兩周觀測1次。經(jīng)90多天監(jiān)測，最大沉降12mm，最大水平位移為16mm，并在雨季經(jīng)受住了大雨的考驗，保證了工程施工的安全。

5 結(jié)論

土釘支護工程與土方開挖是密不可分的，相互之間的良好配合尤為重要，不僅可以縮短工期，減少工作量，還可以達到安全施工的目的。近年來，隨著施工技術(shù)和施工條件的發(fā)展，深層攪拌水泥土樁的應用范圍越來越廣泛，除了作為一種復合地基使用之外，更多是作為一種經(jīng)濟型的基坑圍護結(jié)構(gòu)得到推廣。將基坑圍護結(jié)構(gòu)和基坑施工及周圍環(huán)境的保護作為一個統(tǒng)一的整體進行設計和施工，并在實施過程中進行嚴密控制協(xié)調(diào)。

[1]林宗元.巖土工程治理手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[2]余志成，施文華.深基坑支護設計與施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.