復(fù)合土釘墻支護技術(shù)應(yīng)用

張明輝

（山西一建集團有限公司 山西太原 030006）

1 前言

根據(jù)危險性較大的分部分項工程實施管理辦法的規(guī)定，深度超過5m的基坑土方開挖、支護、降水工程屬于超過一定規(guī)模的危險較大的分部分項工程范圍，施工難度因?qū)嶋H情況而異。我單位在山西太原市高新開發(fā)區(qū)承接了一項工程，基礎(chǔ)最深開挖約6.5m，地下水位在地表5.1～5.5m以下，周圍場地環(huán)境復(fù)雜，其中場地東側(cè)為一棟四層辦公樓及一棟地上六層、地下一層的辦公樓。場地西、北、南三側(cè)均為市政主干道路，東側(cè)為住宅小區(qū)，擬建建筑物邊線距道路及建筑物紅線在4～6m之間，基槽坑口距離道路及建筑物紅線為2～4m之間。場地西側(cè)北段距基坑邊1.1m處有一趟南北向市政自來水管網(wǎng)（總長11m）。施工作業(yè)涵蓋基槽開挖、降水、支護等施工內(nèi)容。

2 施工難點

場地周邊臨近街道及旁邊建筑物近，施工基坑除了基坑側(cè)壁的施工安全，還需對臨近建筑物及周邊道路的施工加強監(jiān)測，保證施工安全。另外，現(xiàn)場水位位于基底標(biāo)高以上1.5m，施工時需要考慮降水。本工程基坑開挖面積雖然只有4000m2，但基坑開挖存在的影響因素較多。編制合理、經(jīng)濟、適用、安全的施工方案，通過動態(tài)的過程管理指導(dǎo)施工。

3 施工方法

（1）基坑支護設(shè)計：基坑上部4m采用1：0.2放坡，下部采用直徑500mm、長度8m的水泥土攪拌樁；從自然地坪開始往下6m范圍內(nèi)分別設(shè)置兩道9m長的土釘、15m長的預(yù)應(yīng)力錨索和一道長度為6m的鋼管作為土釘；預(yù)應(yīng)力錨索采用1860級鋼絞線，孔徑150mm，水平間距1.5m，入射角15°，施加預(yù)應(yīng)力100kN。面層采用100mm厚C20細(xì)石混凝土噴面防護（內(nèi)置φ6.5@200鋼筋網(wǎng)片）。

（2）基坑開挖方法：基坑四周整體考慮采用水泥土攪拌樁和土釘墻支護相結(jié)合的施工方法。施工按照止水帷幕施工→土方開挖至止水帷幕頂端（4.0m）→第一步土釘墻支護→降水作業(yè)→開挖第二步→土釘墻支護→基坑坑底樁頭處理。

圖1

4 施工操作要點

4.1 水泥土攪拌樁施工方法（用做止水帷幕）

水泥土攪拌樁（止水帷幕樁）一般采用32.5MPa礦硅酸鹽水泥，水泥攪拌配合比：水灰比0.6～0.7、水泥摻量15%、每米摻灰量60kg、高效減水劑0.5%。水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。操作時，首先進行樁機定位，樁機在指定樁位對中，調(diào)平底盤，保證樁基主軸垂直；第二進行預(yù)攪鉆進，鉆開土體，當(dāng)遇到土質(zhì)較硬或下沉緩慢時可適量沖水；第三進行漿液配制，待樁機下沉到一定深度時，按設(shè)計配比要求進行投料，拌制水泥漿，應(yīng)在送漿前不停攪拌；第四為提升注漿攪拌，待攪拌機下沉到設(shè)計深度，啟動漿液泵將水泥漿注入，然后邊注漿，邊攪拌提升，提升速度用慢速檔約0.8m/min；第五為重復(fù)下沉，樁機提至設(shè)計樁頂標(biāo)高時，關(guān)閉灰漿泵，重復(fù)下沉攪拌，使?jié){液與土體攪拌均勻，下沉速度約為1.5m/min；第六重復(fù)噴漿提升：待下沉至設(shè)計深度時，開啟灰漿泵，將余漿注入土層中，并且邊攪拌邊噴漿，提升直至地面，提升速度約為1m/min；最后一步?jīng)_洗灰漿泵和輸漿管系統(tǒng)，并清除鉆頭粘附的軟土。移至新樁位，重復(fù)以上工藝。

4.2 土釘墻施工

土測量放線定位→設(shè)備就位→鉆孔→土釘鋼筋制作→土釘鋼筋安裝→注漿→鋼筋網(wǎng)綁扎→噴射混凝土→養(yǎng)護。

①確定土釘?shù)奈恢靡勒赵O(shè)計圖紙進一步定位，找到并且準(zhǔn)確的標(biāo)明孔位；②采用人工成孔或者機械成孔的方法按照設(shè)計的要求孔深傾角進一步進行鑿孔；③再根據(jù)設(shè)定的土釘直徑還有長度，進行加工達(dá)到合格的桿體，釘體鋼筋多采用HRB400鋼筋，長度為支護圖紙確認(rèn)長度，安裝時要間隔1.5～2.0m，主要為了保證土釘在孔中心的位置，焊接支架，完成后將土釘體安放置于孔內(nèi)。

注漿用水泥漿拌制采用42.5普通硅酸鹽水泥，充盈系數(shù)大于1，水灰比為0.5，注漿壓力為0.65～1.0MPa。為了保證孔壁和土釘兩者之間被水泥漿充滿，應(yīng)該由里向外注的進行注漿，使得注漿管插入孔內(nèi)，當(dāng)水泥漿從孔口溢出后，停止注漿；注滿后保持壓力3～5min并再次間隙補漿。注漿開始或中途停止超過30min時，應(yīng)用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及其管路。注漿完成后，在坡面上綁扎雙向鋼筋網(wǎng)，向上翻邊壓頂寬度為1.0m，網(wǎng)筋之間用22號扎絲間隔綁扎，網(wǎng)筋綁扎要牢靠。噴射混凝土面層使用的混凝土強度等級不低于C20，配合比經(jīng)試驗室配比試驗確定，厚度一般≥100mm。噴射混凝土?xí)r應(yīng)自下而上分段分區(qū)方式進行，噴射區(qū)段間的接合部和結(jié)構(gòu)的接縫處力求平展，不得存在漏噴部位。

4.3 預(yù)應(yīng)力錨索施工

施工順序按照鉆孔→安放拉桿→灌漿→養(yǎng)護→安裝錨頭→張拉錨固和挖土進行。

操作時，采用套管跟進工藝，隔孔跳打形式，鉆孔直徑≥150mm，鉆孔容許水平偏差不大于50mm，垂直偏差不大于100mm，角度偏差0.5。第二步安放拉桿，采用2根鋼絞線。自由端先用黃油涂滿，再用PVC管加套，在每組錨索外再用波紋塑管加套并與自由端末端捆扎結(jié)實保證自由端鋼筋在預(yù)加應(yīng)力時自由拉伸。第三步進行注漿，采用P.O42.5級水泥凈漿，水灰比為0.45～0.50，注漿管最末端到孔底距離不宜大于180mm。施工過程中，漿液應(yīng)始終把注漿管埋裹。溢出口出現(xiàn)水泥漿時停止注漿；在發(fā)現(xiàn)注漿后漿液面有下降時，應(yīng)進行補漿。腰梁采用16a槽鋼進行布置。第四步，土層錨桿灌注養(yǎng)護，進行預(yù)應(yīng)力張拉時，錨固體強度大于15MPa并不小于設(shè)計強度的75%，且已經(jīng)在支護結(jié)構(gòu)上安裝圍檁。張拉所用設(shè)備與預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相同，預(yù)應(yīng)力值一般為設(shè)計錨固力的70～80%。

圖2 錨索外錨固端大樣圖

4.4 降水管井

降水井選用300mm無砂混凝土濾水井管，井管外采用厚度≥100mm的濾料，井管均應(yīng)設(shè)置井底封閉，并考慮井底沉砂管長度。

管井施工按照測量定位→埋設(shè)護筒→鉆機就位→鉆孔→吊放井管→四周填毛砂濾料→洗井的順序進行。

首先進行測量定位，定井時要錯開建筑物的臺、梁及承重墻位置。降水井鉆孔可用汽車鉆或沖擊鉆，要保證井壁垂直，垂直度＜1.5%，以能夠順利下入井管，井徑不小于600mm，以保證有足夠的環(huán)形空間。然后進行吊放井管，下井管前孔內(nèi)泥漿要充分稀釋，下井管時要小心謹(jǐn)慎，不能碰傷井管，對破壞井管及時更換，絕對不能入孔。井管下方完成后四周填毛砂濾料，填料時要用鐵鍬沿井管四周緩慢填入，填至地面為止，不能整車倒入，防止濾料搭橋堵塞，保證環(huán)形空間內(nèi)全部填滿濾料。填完濾料后要及時下泵抽水洗井，直至將井內(nèi)泥漿抽清方可停止。待降水作業(yè)完成后，對降水井作封井處理。井口裝置為：用鐵皮卷成鐵筒，筒外焊止水環(huán)，將鐵筒、止水環(huán)與混凝土底板澆注到一起。鐵筒頂高出建筑物底板10mm，鐵筒底與管井井管相連。降水結(jié)束后，井管內(nèi)填入碎石搗實，鐵筒內(nèi)填C20混凝土，井口用鐵板焊死。

5 變形監(jiān)測

基坑變形監(jiān)測，應(yīng)由建設(shè)單位委托具有基坑監(jiān)測資質(zhì)的第三方進行，監(jiān)測單位編審監(jiān)測方案，報監(jiān)理審批后實施，確?；影踩?。施工單位根據(jù)基坑變形規(guī)范要求，自行監(jiān)測基坑變形。

（1）土方開挖及基坑使用期間應(yīng)對基坑及周邊環(huán)境進行變形監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測要求和相關(guān)技術(shù)規(guī)范制定詳細(xì)監(jiān)測方案，并報審。

（2）基坑開挖及地下室施工期間，對維護結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境全面檢測，做到信息化施工，監(jiān)測內(nèi)容至少包括以下內(nèi)容：

①坡頂水平位移、沉降；

②坡頂?shù)乇碡Q向位移；

③坑外地表沉降、道路裂縫、活動房周圍變形。

（3）基坑監(jiān)測報警值

表1 基礎(chǔ)檢測報警值

（4）監(jiān)測頻率依據(jù)方案，并根據(jù)施工情況隨時做出調(diào)整，在監(jiān)測值的日變化量較大、達(dá)到報警值或遇到不良天氣等時，應(yīng)加密觀測，做好監(jiān)測和相關(guān)特征狀態(tài)記錄，并會同有關(guān)人員分析安全狀態(tài)。

（5）基坑施工前應(yīng)對周邊建筑物的現(xiàn)狀做好調(diào)查及取證工作，以免產(chǎn)生糾紛；周邊建筑物的報警值應(yīng)結(jié)合建筑物的裂縫觀測確定，并應(yīng)考慮建筑物原有變形與基坑開挖造成的附加變形的疊加。

（6）監(jiān)測數(shù)據(jù)必須做到及時、準(zhǔn)確和完整，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，加強監(jiān)測；監(jiān)測數(shù)據(jù)未達(dá)到報警值期間，應(yīng)向設(shè)計單位及監(jiān)理單位每周提交一次書面監(jiān)測結(jié)果（包括每天的監(jiān)測數(shù)據(jù)及周報），監(jiān)測材料上應(yīng)注明對應(yīng)的施工工況及工況平面分布圖等施工信息，便于相關(guān)各方分析監(jiān)測結(jié)果所反映的情況。

（7）監(jiān)測數(shù)據(jù)如達(dá)到或超過報警值應(yīng)及時通知有關(guān)各方，以期盡快采出有效措施保證本工程進展順利。

（8）除了儀器測量外，監(jiān)測單位還應(yīng)每天派專人對基坑內(nèi)部和周邊環(huán)境進行巡視、檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時上報。

（9）監(jiān)測日報24h內(nèi)必須送達(dá)在建各方。

6 結(jié)束語

深基坑已是一種常見基坑形式，我們需要從開挖、支護方式、基坑的暴露時間等細(xì)節(jié)上做好前期策劃工作，確保工程優(yōu)質(zhì)、高速、安全、低耗，做到科學(xué)組織、精心安排，才能圓滿的完成施工任務(wù)。