基坑圍護(hù)工程施工技術(shù)淺析

邱中林

(寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司,上海 201900)

基坑圍護(hù)工程施工技術(shù)淺析

邱中林

(寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司,上海 201900)

基坑施工是建筑工程施工的基礎(chǔ)性工作,基坑施工質(zhì)量的好壞直接影響著建筑項(xiàng)目后續(xù)施工的操作質(zhì)量,本文以光亮退火機(jī)組基坑圍護(hù)工程為例,從基坑圍護(hù)、施工技術(shù)兩處著手,闡明了基坑工程相關(guān)施工技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)。

基坑 鉆孔灌注樁 旋噴樁 鋼支撐 開挖

就建筑項(xiàng)目來說，扎實(shí)的基礎(chǔ)是確保工程施工質(zhì)量的前提，確?；A(chǔ)項(xiàng)目的施工質(zhì)量是保證建筑工程順利實(shí)施的前提，基坑施工是建筑項(xiàng)目基礎(chǔ)施工的重要組成部分，對建筑項(xiàng)目有著至關(guān)重要的影響。下文將以具體工程為例，詳細(xì)闡述基坑工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)、旋噴樁施工技術(shù)、鋼支撐施工技術(shù)、開挖施工技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)。

1 工程概況

光亮退火機(jī)組基坑圍護(hù)工程位于原有廠房內(nèi)，周邊環(huán)境復(fù)雜，地質(zhì)條件差，基坑內(nèi)標(biāo)高有多種：-3.6m，-4.2m，-4.3m，-4.6m，-5.5m，-6.5m，-7.2m等，基坑支護(hù)和開挖都非常不便。本工程基坑極不規(guī)則，長度最長124.2m，最寬34.4m，±0.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高3.28m；自然地坪標(biāo)高-0.2m，廠房高度10m，吊車梁下翼緣標(biāo)高5.9m。施工順序依次為：圍護(hù)鉆孔灌注樁→砼圈梁施工→止水帷幕旋噴樁→工程樁(鉆孔灌注樁)→坑底加固旋噴樁→鋼支撐施工→土方開挖。

2 基坑圍護(hù)

本基坑-5.5m，-7.2m，-6.8m采用鉆孔灌注樁圍護(hù)，高壓旋噴樁止水，一道鋼支撐的設(shè)計(jì)方案，-3.6m，-4.2m，-4.3m基坑采用高壓旋噴樁做重力式擋墻，部分高低差采用高壓旋噴樁處理。由于基坑的坑底標(biāo)高較多，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的斷面較為復(fù)雜。有∮600和∮800的灌注樁，鋼筋配筋也不同，旋噴樁的厚度也有所不同?；訃o(hù)樁位示意圖如圖1所示。

圖1 基坑圍護(hù)樁位示意圖

3 施工技術(shù)

3.1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

在建筑工程中運(yùn)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)，首先必須對場地進(jìn)行整理和測量，其次實(shí)施鉆孔護(hù)筒的埋設(shè)，護(hù)筒埋設(shè)好之后，實(shí)施鉆機(jī)就位、成孔、下鉆、清孔、排放泥漿等步驟。

首先，在實(shí)施場地清理和測量的過程中，必須將鉆孔施工場地的地表雜物清除掉，同時(shí)對鉆孔場地實(shí)施夯壓操作，讓建筑鉆孔場地的密實(shí)度符合要求，測量工作的實(shí)施要點(diǎn)如下：運(yùn)用經(jīng)緯儀等檢測器具，對施工樁基部位和高程實(shí)施放線檢測，確定下樁基施工的樁深和樁基頂部的標(biāo)高，測量誤差必須控制在十毫米之下。其次，實(shí)施鉆孔護(hù)筒埋設(shè)的時(shí)候，一般情況下會采用鋼制材質(zhì)制作鉆孔護(hù)筒，護(hù)筒鋼材質(zhì)通常會采用四毫米厚度的鋼板進(jìn)行，為了防止由于鋼板厚度不夠?qū)е碌淖冃吻闆r的發(fā)生，一般會通過加筋的方式對成型護(hù)筒的中下端部位實(shí)施焊接加固操作，確保護(hù)筒埋設(shè)滿足施工時(shí)所必需的剛度與厚度要求。實(shí)施鉆孔護(hù)筒埋設(shè)的時(shí)候，護(hù)筒埋設(shè)的軸線必須和施工時(shí)所必需的厚度、剛度成中心對稱，埋設(shè)鉆孔護(hù)筒的底部應(yīng)該和周圍有著緊密的接觸。鉆孔施工過程中，一旦發(fā)生傾斜、偏移、沉陷等情況，應(yīng)立即停止糾正，鉆孔施工的速度應(yīng)由慢逐漸加快，鉆孔施工力度也應(yīng)由小到大進(jìn)行控制變化。鉆孔施工過程中，應(yīng)注意通過沖洗循環(huán)方式進(jìn)行鉆進(jìn)成孔，鉆進(jìn)時(shí)注意控制鉆孔內(nèi)泥漿的比重，鉆孔施工操作一定要規(guī)范化和專業(yè)化，防止塌孔問題出現(xiàn)。在鉆孔成型進(jìn)行下鉆施工的過程中，通常鉆頭距離鉆孔底部位置的距離約在50mm到80mm之間，并應(yīng)注意對于泥漿泵的啟動時(shí)間進(jìn)行合理控制。鉆孔結(jié)束后，進(jìn)行第一次清孔。清孔時(shí)將鉆具提離孔底100～200mm，緩慢回轉(zhuǎn)，使鉆頭原地空轉(zhuǎn)15～20鐘左右，以便把孔底殘余淤泥磨成泥漿沖出，確保第一次清孔后孔內(nèi)無泥塊，無粒徑較大的沉渣。鋼筋籠制作前將主筋校直，清除鋼筋表面污垢、銹蝕，鋼筋下料時(shí)準(zhǔn)確控制下料長度。鋼筋籠按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行分節(jié)制作：主筋采用單面搭接焊，搭接長度大于10d，焊接縫寬度不小于0.7d，厚度不小于0.3d，且同一截面的接頭不超過該截面主筋總數(shù)的50%。發(fā)現(xiàn)彎曲、變形鋼筋要作調(diào)直處理。制作鋼筋籠時(shí)采用控制工具，標(biāo)定主筋間距，以便在孔口搭接焊時(shí)保持鋼筋籠垂直度。在鋼筋籠的兩側(cè)焊接定位墊塊，鋼筋籠水平方向每側(cè)兩列，每列墊塊縱向間距為4m。成型的鋼筋籠平臥堆放在平整干凈的地面上，堆放層數(shù)不超過兩層。鋼筋籠在吊運(yùn)過程中嚴(yán)禁高起高落，采取雙點(diǎn)吊，吊點(diǎn)位置在加強(qiáng)箍筋部位，防止鋼筋籠在起吊、運(yùn)輸和安裝中變形。鋼筋籠安裝入孔時(shí)，保持垂直狀態(tài)，對準(zhǔn)孔位徐徐輕放，避免碰撞孔壁，放至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將吊筋用鋼管橫掛在孔口護(hù)筒或焊固在機(jī)架底盤；下籠過程中若遇阻礙不可強(qiáng)行下放，必須查明原因，酌情處理后再繼續(xù)下籠。上、下節(jié)籠主筋焊接部位表面污垢應(yīng)予清除，上、下節(jié)籠各主筋位置要校正，且上、下節(jié)籠保持垂直狀態(tài)時(shí)方可施焊。焊接時(shí)兩面對稱施焊。每節(jié)籠子焊接完畢后補(bǔ)足焊接部位的箍筋，并按規(guī)定經(jīng)中間驗(yàn)收合格后，方可繼續(xù)下籠進(jìn)行安裝。為防止提升導(dǎo)管時(shí)帶動鋼筋籠，嚴(yán)禁將彎曲或變形的鋼筋籠下入孔內(nèi)。鋼筋籠、導(dǎo)管下好后，采用正循環(huán)清孔。清孔結(jié)束后，孔內(nèi)保持水頭高度。二次清孔后測出孔底沉渣厚度≤10cm，泥漿指標(biāo)為1.15～1.20，含砂量為4%左右，方可停止清孔。測定孔底沉渣，用標(biāo)準(zhǔn)測錘測試，測繩讀數(shù)一定要準(zhǔn)確，用3～5孔后校正一次。清孔結(jié)束后，盡快灌注混凝土，其間隔時(shí)間不大于30分鐘。若超過30分鐘，必須重新進(jìn)行清孔。施工時(shí)采用商品混凝土?；炷吝\(yùn)至澆注地點(diǎn)時(shí)，檢查其均勻性和坍落度。混凝土澆灌利用樁架起吊混凝土導(dǎo)管，采用導(dǎo)管回頂法進(jìn)行水下砼灌注。水下混凝土澆灌在二次清孔后的30分鐘內(nèi)進(jìn)行。混凝土初灌時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)須安裝球膽或隔水栓，其懸掛鐵絲在初灌混凝土足量后，方可截?cái)??；炷恋某豕嗔宽毐ＷC混凝土灌入后，導(dǎo)管埋入混凝土面以下深度不少于0.8～1.3m。混凝土灌注過程中，導(dǎo)管自始自終埋于混凝土中，嚴(yán)禁提出混凝土面。導(dǎo)管埋入混凝土面深度以3～10m為宜，最少不得＜2m。導(dǎo)管勤提勤插，一次提管控制在6m以內(nèi)，要注意控制混凝土的澆灌速度，尤其當(dāng)水下混凝土澆灌接近鋼筋籠底端時(shí)，澆灌速度應(yīng)放慢，提升導(dǎo)管要平穩(wěn)謹(jǐn)慎，避免出料沖擊過大或?qū)Ч芙庸裤^帶鋼筋籠造成鋼筋籠上拱(浮籠)。水下混凝土在灌注過程中，充分利用導(dǎo)管的提升反插作用，來達(dá)到擠壓搗實(shí)灌入孔內(nèi)水下混凝土的目的，使之與周圍土體更加緊密結(jié)合。在混凝土澆灌時(shí)，經(jīng)常測定混凝土面的上升高度，并根據(jù)灌入量與上升高度計(jì)算各樁段的充盈系數(shù)，充盈系數(shù)為1.1～1.3。混凝土實(shí)際澆灌高度必須高出樁頂1m以上，混凝土的灌注只有在樁頂標(biāo)高和強(qiáng)度確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)才可停止?；炷翝补嘟Y(jié)束，及時(shí)割斷吊筋，上部混凝土初凝后，拔出護(hù)筒，清除孔口泥漿及混凝土殘漿。

3.2 旋噴樁施工技術(shù)

首先，樁位測設(shè)偏差不大于50mm。鉆機(jī)安放在設(shè)計(jì)的孔位上并保持垂直，垂直度允許偏差小于1%。噴射注漿以鉆機(jī)成孔，各樁成孔深度大于設(shè)計(jì)深度0.2m，成孔時(shí)用水平尺檢查鉆機(jī)機(jī)架垂直度，樁機(jī)墊平墊穩(wěn)。旋噴機(jī)架就位，噴管位于自然懸吊狀態(tài)時(shí)，噴管中心必須垂直對準(zhǔn)孔心，保證噴管提升和旋轉(zhuǎn)，漿液首先進(jìn)行高速攪拌，在攪拌機(jī)內(nèi)攪拌時(shí)間不小于五分鐘且連續(xù)制漿。已制成待用的漿液應(yīng)采用低速攪拌，以防止沉淀。漿液存放有效時(shí)間，當(dāng)環(huán)境溫度10℃以下時(shí)，不超過5小時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度10℃以上時(shí)，不超過3小時(shí)。當(dāng)漿液存放超過有效時(shí)間，必須予以廢棄。當(dāng)噴管下至設(shè)計(jì)深度以下10cm左右開始拌送水泥漿，然后開啟壓縮空氣，送漿30秒后且孔口冒漿正常時(shí)方可旋噴提升，提升速度必須控制在12cm/min，漿液壓力16Mpa，水灰比0.5，漿液內(nèi)摻2%水玻璃。噴注中如上節(jié)噴管要卸除，下節(jié)噴管繼續(xù)作業(yè)時(shí)，必須待下部噴管高出井口裝置20cm以上方可停止噴注，接鉆桿后要保證搭接10cm。因旋噴樁成樁后樁頂可能有一個(gè)收縮過程，噴射灌漿完畢后，繼續(xù)向孔內(nèi)灌注水泥漿液，保證樁體頂標(biāo)高。噴漿成樁結(jié)束后，拔出鉆桿，同時(shí)用清水清洗送漿泵，鉆桿及輸漿管道等，然后移位，進(jìn)行下一根樁的施工?，F(xiàn)場放置兩個(gè)采用10mm厚鋼板制作的活動泥漿箱(4×2×2m)，及時(shí)收集廢泥漿渣土，保證施工現(xiàn)場的整潔。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：樁徑：800mm；止水樁水泥摻量20%：400kg/m3(采用P42.5普通硅酸鹽水泥)，重力式擋墻水泥摻量28%，500kg/m3。噴射注漿：壓力16MPa，流量≥50L/min；噴射注漿管：提升速度12cm/min，旋轉(zhuǎn)速度10r/min。

3.3 鋼支撐施工技術(shù)

首先測定鋼支撐的中心標(biāo)高(-2.400m)，在砼圈梁上放出中心點(diǎn)，以確定鋼支撐的安裝位置。其次，鋼支撐必須吊裝到位，松開吊鉤，將2臺100t液壓千斤頂放入頂壓位置，接通油管后開泵施加預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力施加到位后，在活絡(luò)頭中鍥緊墊塊，并燒焊牢固，然后回油松開千斤頂，即完成支撐的安裝。施工時(shí)保證千斤頂頂伸力一致。施工中，先仔細(xì)檢查各節(jié)點(diǎn)的焊接情況，全部節(jié)點(diǎn)檢查合格后，再逐步施加預(yù)應(yīng)力。

3.4 土方開挖施工技術(shù)

基坑開挖遵循的原則：先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖，先中間后四周。在鋼支撐安裝完成后，即開始土方施工。土方開挖從6-46向6-41線推進(jìn)。先用1.2m3挖掘機(jī)開挖-1.500m至-5.5m土方，成一定作業(yè)面后，用吊車吊入0.5m3的小挖機(jī)配合挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高?？紤]到挖機(jī)進(jìn)入基坑對支撐系統(tǒng)的影響，防止土體失穩(wěn)影響支撐穩(wěn)定。由于挖土機(jī)械需在支撐上空運(yùn)作，所以必須覆實(shí)土高于支撐面1m，并架空鋪設(shè)路基箱作為臨時(shí)行走道路。因此，整個(gè)支撐體系將不會受到荷載壓力。挖機(jī)進(jìn)入基坑距支撐的安全距離不小于500mm。挖土臨時(shí)邊坡為1：3。開挖過程中嚴(yán)禁觸碰鋼支撐，基坑周邊堆載不大于20KPa。為防止擾動基底土層，挖土距基底約200～300mm時(shí)，停止用機(jī)械挖土，余土由人工挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再由0.5m3小挖土機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至1.2m3大挖土機(jī)送到地面外運(yùn)。配合挖機(jī)修坡清底的人員在清底時(shí)，同時(shí)將排水溝和集水井挖出，每個(gè)集水井內(nèi)設(shè)置一臺潛水泵將水排至臨時(shí)排水溝內(nèi)。開挖過程中，隨挖隨澆搗墊層?？刂埔罁?jù)為當(dāng)開挖約200m2左右的土方后，墊層需跟進(jìn)澆搗；施工中必須確實(shí)保證墊層的平整度、厚度和強(qiáng)度。挖土示意圖如圖2所示。

圖2 挖土示意圖

4 基坑監(jiān)測

墻頂沉降測量采用精密水準(zhǔn)儀，按國家二等水準(zhǔn)要求觀測。以附合或閉合路線在水準(zhǔn)路線上聯(lián)測各監(jiān)測點(diǎn)，以水準(zhǔn)控制點(diǎn)為基準(zhǔn)，測算出各監(jiān)測點(diǎn)標(biāo)高。同一測點(diǎn)相鄰兩次標(biāo)高差即為本次該測點(diǎn)沉降量，第一次沉降量累加至當(dāng)次本次沉降量即為該測點(diǎn)累計(jì)沉降量。墻頂水平位移測量按小角度法進(jìn)行觀測。在平行與基坑圍護(hù)墻延長線上的平面控制點(diǎn)設(shè)工作站，取遠(yuǎn)方50米外位置穩(wěn)定、成象清晰的永久性目標(biāo)作固定后視方向分別測出各監(jiān)測點(diǎn)相對后視的夾角，每次四測回取平均值A(chǔ)。光電測距量出測站至監(jiān)測點(diǎn)邊長S。同一測點(diǎn)相鄰兩次測角差dA=Ai-Ai-1，從而計(jì)算出該測點(diǎn)本次位移量，第一次位移量累加至當(dāng)次本次位移量即為該測點(diǎn)累計(jì)位移量。在埋設(shè)澆灌混凝土后第一天，用清水沖洗管中泥漿水，檢查測斜管安裝質(zhì)量，例如管內(nèi)有無異物堵塞、深度是否與埋設(shè)深度相當(dāng)?shù)?。第一次測斜前，檢查是否有滑槽現(xiàn)象等。

5 結(jié)語

綜上所述，基坑圍護(hù)工程是一項(xiàng)施工程序繁復(fù)的綜合性工程，施工技術(shù)的合理運(yùn)用是確保建筑工程基坑施工質(zhì)量的前提，本文緊密結(jié)合具體工程案例，詳細(xì)闡述了基坑圍護(hù)工程施工技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)。

[1]雷揚(yáng),鄭剛,陳紅慶.鉆孔咬合樁在天津地鐵基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用[J].建筑科學(xué),2013(03).

[2]楊麗.鉆孔灌注樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制方法[J].建筑施工,2013(29).