深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施解析

胡楓

（江西省地質(zhì)工程（集團(tuán)）公司 江西南昌 330029）

深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施解析

胡楓

（江西省地質(zhì)工程（集團(tuán)）公司 江西南昌 330029）

深基坑支護(hù)是建筑工程的重要組成部分，深基坑支護(hù)質(zhì)量直接決定著后期建筑使用情況。因此為了保證建筑安全，應(yīng)該在實(shí)際施工中采用科學(xué)合理的深基坑支護(hù)施工技術(shù)。本文以土釘支護(hù)技術(shù)為研究對(duì)象，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了詳細(xì)探討，以期促進(jìn)深基坑支護(hù)施工技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。

深基坑支護(hù)；施工技術(shù)

1 引言

在城市化背景下，建筑的數(shù)量和高度不斷增加，對(duì)于基坑的施工要求越來(lái)越高。深基坑支護(hù)技術(shù)有很多類型，科學(xué)選擇合適的施工技術(shù)，對(duì)于確保施工質(zhì)量、提高建筑施工穩(wěn)定性具有重要作用。

2 巖土工程深基坑支護(hù)的類型

（1）擋土系統(tǒng)。在建筑工程中常見(jiàn)的擋土系統(tǒng)主要有地下連續(xù)墻、深層水泥攪拌樁、鋼板樁以及鋼筋混凝土板樁等等，這些不同類型的擋土系統(tǒng)形成了可以抵御外土壓力的支護(hù)排樁和支護(hù)擋土墻。

（2）支撐系統(tǒng)。建筑工程中較為常用的支撐系統(tǒng)主要有鋼和鋼筋混凝土的組合支撐、型管和鋼管內(nèi)部的支撐以及鋼筋混凝土內(nèi)部的支持等，這些支撐系統(tǒng)在建筑施工中的主要作用就是可以對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的位移進(jìn)行限制，有利于維護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)力。

（3）擋水系統(tǒng)。建筑工程中常見(jiàn)的擋水系統(tǒng)主要分為鎖口鋼板樁、水泥攪拌樁、旋噴樁、壓密注漿等等，它們的主要功能就是阻擋外部水份的滲入。

3 土釘支護(hù)

3.1 土釘支護(hù)的原理

土釘支護(hù)采用土釘作為主要的受力構(gòu)件，通過(guò)漿體與土體外界面上的粘結(jié)力，沿著土釘全長(zhǎng)，能夠?yàn)榛舆叡谕馏w提供連續(xù)的支護(hù)抗力，將欲滑移土體的側(cè)向壓力有效傳遞給土體，而且還能夠?qū)仆馏w起到很好的加固作用，提高土體的穩(wěn)定性，最大限度地利用邊壁土體的自承能力。

3.2 土釘支護(hù)工藝流程

土釘支護(hù)工藝流程如圖1所示。

4 深基坑工程支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 工程概況

某綜合樓與鄰近的建筑外墻的距離為1.5m。工程南北方向長(zhǎng)度為100m，東西寬度為30m，地下有二層，基地標(biāo)高為-15.0m，施工場(chǎng)地比較狹小。

圖1 土釘支護(hù)工藝流程圖

通過(guò)對(duì)巖土工程進(jìn)行勘察，得出具體的地質(zhì)資料，該工程場(chǎng)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)情況如下所示：第①層為粘質(zhì)粉土和粉質(zhì)粘土素填土；第②層是粉質(zhì)粘土；第③層是砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土；第④層是粉細(xì)砂；第⑤層是粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土；第⑥層是粉細(xì)砂；第⑦層是圓礫層；第⑧層是粘質(zhì)粉土；第⑨層是卵石層；持力層是第⑥、⑦層。該工程的水文情況為下：上層滯水埋深2.4～5.3m，潛水埋深為19.5m。本文主要介紹巖土工程深基坑支護(hù)中的土釘支護(hù)的施工方法。

4.2 支護(hù)方案選擇

對(duì)工程的實(shí)際情況進(jìn)行考查分析發(fā)現(xiàn)，施工場(chǎng)地比較狹小，而且地下管線復(fù)雜，對(duì)于基坑的開挖和支護(hù)限度較大，主要的制約因素有以下三點(diǎn)：

（1）施工現(xiàn)場(chǎng)范圍內(nèi)沒(méi)有放坡的可能，場(chǎng)地狹小，不能采用大型設(shè)備，對(duì)于外墻，只能夠采用單側(cè)支模的施工方法，在施工中要求邊坡垂直、平整，可以同時(shí)作為外墻外模板；

（2）該建筑周邊建筑的地下管線比較復(fù)雜，而且十分重要，邊坡位移變形應(yīng)該控制在允許范圍內(nèi)，避免破壞到地下管線；

（3）工程基坑?xùn)|西兩側(cè)都臨近道路，人員密集，對(duì)于施工環(huán)保的要求比較高，基礎(chǔ)施工處于雨季，因此，支護(hù)方案設(shè)計(jì)必須確保安全可靠。

本工程采用15m深“垂直外模微型樁——土釘支護(hù)”施工方案對(duì)深基坑進(jìn)行護(hù)坡施工。

4.3 垂直外模復(fù)合土釘支護(hù)設(shè)計(jì)與施工

4.3.1 土釘工程

垂直外模復(fù)合土釘支護(hù)采用土釘布置，在施工的注漿流程中，土釘需要采用加壓注漿，確保土釘周邊的土體縫隙能夠充滿水泥漿體，有效擠走滯水，起到加固土體的作用。噴射混凝土面層的主要功能是防止土釘之間土體發(fā)生變形，并且能夠有效的將土體側(cè)向的壓力傳遞給土釘，并以此調(diào)節(jié)相鄰?fù)玲數(shù)氖芰η闆r，同時(shí)將土體中的水分封堵在土體中。土釘?shù)脑O(shè)計(jì)原則如下：在前期土釘施工的基礎(chǔ)上，大致確定土釘長(zhǎng)度，然后采用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行復(fù)核，再做修正。綜合考慮在實(shí)際施工中的施工材料堆載問(wèn)題以及施工車輛的行駛問(wèn)題，地面荷載確定為20kN/m2。土釘?shù)闹谱髟牧峡梢允褂忙?0mm的鋼筋材料，首先將土釘放置在φ80mm鉆孔中，然后使用強(qiáng)度等級(jí)M10的水泥漿或者水泥砂漿注入孔中。

4.3.2 垂直外模面層噴射混凝土

根據(jù)注漿土釘?shù)膶?shí)際受力情況進(jìn)行詳細(xì)分析，在錨頭位置和面層位置的受力比較小，所以面層的厚度不需要太大。另外，可以將土釘支護(hù)面層作為結(jié)構(gòu)外墻的外模板，因此，表面精度要求比較高，與此同時(shí)，還需要注意預(yù)留邊坡位移量，保證主體結(jié)構(gòu)的尺寸大小，綜合考慮基坑的不同位置以及不同深度，合理設(shè)置預(yù)留位移量。對(duì)于四周邊坡可以預(yù)留位移3cm；對(duì)于基底以上5cm范圍內(nèi)的預(yù)留位移應(yīng)該適量減少1cm。

支護(hù)面層的參數(shù)為：?jiǎn)螌愉摻罹W(wǎng)為φ6.5@200×200；加強(qiáng)鋼筋為φ18@1500×1500（@1200×1200）；噴射混凝土厚度為10cm，強(qiáng)度C20；噴射混凝土配比為：水泥：水：砂：石=1：0.6：2：2；水泥為P.032.5，石頭為碎石，砂為中砂。

4.3.3 微型鋼管樁及帽梁

在基坑的東側(cè)和西側(cè)設(shè)置微型鋼管樁，具體的參數(shù)如下：孔徑130mm；樁間距1.5m；樁長(zhǎng)約15m，樁底標(biāo)高為-16.0m；中心線位置在面層外側(cè)175mm。東側(cè)的鋼管直徑為φ70（δ=3.8），西側(cè)的鋼管直徑為φ100（δ=3.5）。水泥漿原材料為P.032.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.6；在鋼管柱底部注漿，持續(xù)時(shí)間為1min，在注漿過(guò)程中，仔細(xì)觀察漿面的下降情況，并隨時(shí)補(bǔ)漿。對(duì)于微型鋼管鉆孔，可以采用套管鉆機(jī)成孔，成孔完成后繼續(xù)注漿至-5.0，然后拔出套管，下放鋼管，注漿至管頂。

在基坑周邊設(shè)置一道帽梁，以提高面層整體的穩(wěn)定性，而且有利于協(xié)調(diào)基坑邊坡變形。在本工程中，帽梁內(nèi)側(cè)與土釘?shù)耐饽Ｃ鎸悠烬R，所以帽梁內(nèi)側(cè)的平整度至關(guān)重要。具體的帽梁參數(shù)為：寬×高：400mm× 400mm；主筋8φ18，箍筋φ8@200；混凝土的強(qiáng)度等級(jí)C20。微型鋼管樁進(jìn)入帽梁300m。

4.3.4 錨桿

在基坑?xùn)|部設(shè)置一道錨桿，這樣就可以滿足基坑?xùn)|部的交通運(yùn)輸需求，而且還可以有效消除塔吊基礎(chǔ)對(duì)于邊坡的不良影響，將基坑邊坡變形控制在合理范圍內(nèi)。

錨桿參數(shù)：錨桿直徑為100mm，標(biāo)高為-4.5m；水平間距1.5m；自由段5m；錨固段14m；傾角為5°；鋼絞線為2φ15.24；腰梁為2120a；鎖定荷載150kN。錨桿用水泥漿液的抗壓強(qiáng)度M15，水灰比為0.46，水泥為P.032.5普通硅酸鹽水泥。注漿壓力應(yīng)該大于0.5MPa。注漿完成后持續(xù)1min后停止灌漿。

4.4 降水工程

自滲井中心線距基坑上口1.5m，直徑為400mm；深16m；間距6m；濾料主要是碎石屑。觀測(cè)井直徑設(shè)為150mm；深18m；井管為φ50鋼管；濾料為碎石屑。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，進(jìn)入圓礫層，這樣就能夠形成過(guò)水通道。完成鉆孔后，話應(yīng)該立即填濾料，濾料可以采用中砂，鉆進(jìn)完成后可能會(huì)出現(xiàn)局部塌陷的問(wèn)題，此時(shí)還應(yīng)該繼續(xù)填入填料。

4.5 深基坑工程支護(hù)施工技術(shù)的監(jiān)測(cè)及效果

4.5.1 基坑變形監(jiān)測(cè)

在本工程在基坑的開挖階段，需要連續(xù)不斷的對(duì)基坑進(jìn)行變形檢測(cè)，并且采用視準(zhǔn)線法測(cè)量基坑在水平方向的位移。在基坑邊緣的縱橫方向上埋設(shè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及控制點(diǎn)，對(duì)于埋設(shè)的控制點(diǎn)的數(shù)量，應(yīng)該確保在3個(gè)以上，控制點(diǎn)之間的距離以及相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)與控制點(diǎn)之間的距離應(yīng)該控制在30m以內(nèi)，對(duì)于控制點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志應(yīng)該保證明顯、牢固。在每次觀測(cè)前，首先應(yīng)該對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核檢查，避免其自身發(fā)生變化。觀測(cè)選在成像清晰、穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行，確保測(cè)量的的精準(zhǔn)度。觀測(cè)工作結(jié)束后，還應(yīng)該及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，并根據(jù)數(shù)據(jù)繪制基坑位移曲線圖。

4.5.2 施工效果及監(jiān)測(cè)結(jié)果

采用土釘支護(hù)方案在本工程實(shí)際施工中能夠達(dá)到預(yù)期效果，基坑邊坡在雨季經(jīng)受住了檢驗(yàn)，最大水平位移在2‰以內(nèi)，在平整度方面也完全符合要求。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出：由于開挖順序的不同以及支護(hù)結(jié)構(gòu)有所差異，所以水平位移也存在明顯差異，由此說(shuō)明，邊坡水平位移與土體應(yīng)力的釋放過(guò)程以及受力情況有很大的關(guān)聯(lián)；隨著基坑開挖深度的增大，邊坡位移也會(huì)隨之增大，而這一過(guò)程就是土體應(yīng)力的釋放過(guò)程；當(dāng)土體開挖至基地后，在一定時(shí)間內(nèi)，水平位移還是會(huì)不斷增加，這一過(guò)程就是土體應(yīng)力重新分配的過(guò)程；基坑邊坡位移穩(wěn)定在一個(gè)定值附近，定值取決于護(hù)坡方案的可靠程度。

5 結(jié)語(yǔ)

深基坑支護(hù)施工是巖土工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，施工時(shí)受各方面因素比較大，雖然目前有更多新型理念與技術(shù)被應(yīng)用，但是還存在一定不足，需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行更為深入的研究，結(jié)合工程施工特點(diǎn)，從多個(gè)角度進(jìn)行研究，爭(zhēng)取不斷提高設(shè)計(jì)、施工以及管理等方面的控制效果。

[1]張廣.論巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施[J].商品與質(zhì)量·理論研究，2014（05）：52.

[2]朱德勤，劉東彥.論巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施[J].城市建設(shè)理論研究，2014（05）：52.

[3]章鴻鋒.論巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施[J].中國(guó)科技博覽，2013（29）：131.

TU753

A

1004-7344（2016）03-0311-02

2015-11-26

胡楓（1982-），男，巖土工程師，本科，主要從事房屋建筑基坑施工、地質(zhì)災(zāi)害治理、路基軟基處理等工作。