欠固結(jié)土條件下綠色裝配式土釘基坑護(hù)坡施工技術(shù)

湯亮，紀(jì)來(lái)有，李建華，桓忠雄，田瀚

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司，廣東深圳518000）

1 工程概況

珠海機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建航站樓工程位于廣東省珠海市金灣區(qū)珠海機(jī)場(chǎng)航站區(qū)內(nèi)機(jī)場(chǎng)路西南面現(xiàn)有T1航站樓與珠海航展之間，總建筑面積約187 000m2，由主樓、東指廊、西指廊、南指廊4部分組成，航站樓主樓地上4層，地下2層，建筑高度40.25 m。

珠海機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建航站樓工程基坑周長(zhǎng)約2 200m，基坑占地面積約為103 000m2，基坑深度為6.00 ～19.10 m，坑中坑最大深度為11.2 m?；又ёo(hù)采用多種支護(hù)型式結(jié)合：

1）灌注樁+大直徑攪拌樁止水+預(yù)應(yīng)力錨索（擴(kuò)大頭）+上部放坡；

2）三軸攪拌樁內(nèi)插型鋼+預(yù)應(yīng)力錨索（擴(kuò)大頭）+上部放坡；

3）雙排灌注樁+大直徑攪拌樁止水+上部放坡；

4）灌注樁+大直徑攪拌樁止水+鋼筋混凝土內(nèi)支撐+上部放坡；

5）三軸攪拌樁內(nèi)插型鋼+鋼管支撐+上部放坡；

6）大直徑攪拌樁+三級(jí)放坡。

本工程場(chǎng)地原始地貌單元屬濱海灘涂地貌，原地勢(shì)低洼，后經(jīng)人工填土、填沙抬高，現(xiàn)在地形較平坦。按地質(zhì)年代和成因類型來(lái)劃分，鉆探揭露巖土層分為人工填土層（Qml）、第四系海陸交互相沉積層（Qmc）、殘積層（Qel）和燕山期[γ52(3)]。本工程所在區(qū)域處于丘陵與三角洲沖積平原交匯接觸地帶，場(chǎng)地原始地貌屬濱海平原地貌，后經(jīng)人工整平，地面標(biāo)高5.98 ～7.50 m，地形大體平坦。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，本工程基坑放坡范圍內(nèi)均為人工填土層及粉砂層，屬于欠固結(jié)填土，整個(gè)基坑邊坡處均需采用鋼筋掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)坡。

2 基坑護(hù)坡施工難點(diǎn)

2.1 地理位置因素

珠海機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建航站樓工程位于珠海T1航站樓東側(cè)，南側(cè)為在用飛機(jī)跑道，距離南側(cè)海岸2 km，沿海風(fēng)力大，基坑邊坡若采用傳統(tǒng)混凝土噴錨技術(shù)將產(chǎn)生揚(yáng)塵污染，對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行安全產(chǎn)生潛在威脅，也會(huì)對(duì)施工人員的身體健康造成嚴(yán)重危害。

2.2 技術(shù)因素

本項(xiàng)目地處廣東沿海地區(qū)，地面表層廣泛分布有一定厚度的欠固結(jié)填土層，尚未完成固結(jié)。因此，土體有效自重應(yīng)力仍在持續(xù)增加，相應(yīng)側(cè)向土壓力也在增加，導(dǎo)致傳統(tǒng)噴射混凝土面層內(nèi)部應(yīng)力增大，極易產(chǎn)生裂縫，一旦地下水通過(guò)裂縫滲入基坑，就會(huì)造成松散粉細(xì)砂層土顆粒大量流失，帶來(lái)一定的安全隱患[1]。針對(duì)廣東沿海地區(qū)欠固結(jié)填土以及粉細(xì)砂層土顆粒易流失這一情況，項(xiàng)目擬采用新型綠色裝配式土釘護(hù)坡技術(shù)。該技術(shù)施工步驟簡(jiǎn)便，綠色環(huán)保，獨(dú)有的柔性面層能夠與土體變形相協(xié)調(diào)，填土固結(jié)過(guò)程中應(yīng)力增加不會(huì)導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，同時(shí)，可增強(qiáng)土壤面層結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度，使之足以抵抗由于填土層固結(jié)而產(chǎn)生的額外土壓力。另外，該技術(shù)特有的防護(hù)布具有反濾功能，可大量減少砂層中土顆粒的流失。因此，綠色裝配式面層整體上對(duì)基坑坡面起到了良好的防護(hù)作用[2]。

3 綠色裝配式護(hù)坡技術(shù)簡(jiǎn)介

3.1 綠色裝配式護(hù)坡技術(shù)

綠色裝配式土釘支護(hù)技術(shù)是在土釘墻支護(hù)機(jī)理的基礎(chǔ)上對(duì)護(hù)坡面層進(jìn)行改進(jìn)，護(hù)坡面層采用綠色裝配式可回收面層取代噴射混凝土層，面層通過(guò)連接構(gòu)件將錨固件（土釘）連接成一個(gè)整體，起到坡體防護(hù)的作用。綠色裝配式護(hù)坡包含加筋層、防護(hù)層、皮膚層、性能層。

1）加筋層：采用合成材料制成，具有一定的抗拉強(qiáng)度，在裝配式面層防護(hù)過(guò)程中，主要起到對(duì)坡面加筋的作用。

2）防護(hù)層：防護(hù)層由纖維加工而成，具有坡面防沖刷以及反濾功能。

3）皮膚層：由纖維編織加工而成的網(wǎng)狀材料，可與土體緊密貼合。

4）性能層：采用具有特殊需求（如防水性能）的復(fù)合薄膜制成，可與坡面緊密貼合。

3.2 綠色裝配式土釘護(hù)坡與傳統(tǒng)混凝土噴錨技術(shù)的對(duì)比

綠色裝配式土釘護(hù)坡與傳統(tǒng)混凝土噴錨技術(shù)的對(duì)比分析見(jiàn)表1。

表1 綠色裝配式土釘護(hù)坡與傳統(tǒng)混凝土噴錨技術(shù)的對(duì)比

3.3 綠色裝配式土釘護(hù)坡設(shè)計(jì)

直接在放坡處理的坡面鋪設(shè)綠色裝配式面層，沿水平跟豎直方向每隔2m設(shè)置1道濾水管，面層插設(shè)1.5 m長(zhǎng)鋼筋，典型剖面如圖1所示。

圖1 新型裝配式護(hù)坡典型剖面圖

4 施工方法

4.1 施工工藝流程

綠色裝配式土釘支護(hù)施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→坡面修正→綠色裝配式面層施工→插筋施工→緊固件及鋼絲繩安裝→泄水孔安裝。

4.2 施工準(zhǔn)備

1）根據(jù)施工部署安排機(jī)械進(jìn)場(chǎng)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行檢查維修、安裝調(diào)試工作，使設(shè)備盡快運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。

2）根據(jù)計(jì)劃施工范圍，核算所需材料用量，并由物資采購(gòu)部門做好材料籌備工作，保證施工過(guò)程中材料順利供應(yīng)。

4.3 邊坡修正

安裝綠色裝配式面層前，要對(duì)邊坡進(jìn)行人工修坡，清理碎石、浮塵，保證坡面平整無(wú)雜物，無(wú)松散土塊。

4.4 鋪設(shè)綠色裝配式面層

1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，確定卷材尺寸，根據(jù)坡面尺寸裁剪出相應(yīng)長(zhǎng)度的面層，保證剪口與側(cè)邊垂直，裁剪后予以試鋪，裁剪尺寸要準(zhǔn)確。

2）檢查寬度是否合適，搭接處應(yīng)平整，松緊適度。

3）綠色裝配式面層采用人工滾鋪方式，布面要平整，并適當(dāng)留有變形余量，面層由上至下鋪設(shè)，上邊與上口線平行，上口翻邊不小于80 cm，下口翻邊不小于30 cm；水平方向從一側(cè)順序鋪設(shè)，搭接處與上口線垂直，水平搭接不小于20 cm；每鋪設(shè)完一塊面層都要用刮板刮至平順。

4.5 坡面插筋施工

1）施工采用直徑為16 mm、長(zhǎng)度為1.5 m的HRB400鋼筋，按基坑從上到下插筋，縱向間距為1.2 m，水平間距為1.2 m。

2）坡頂、中間平臺(tái)、坡腳豎向插筋使用小機(jī)具施打，便于面層翻邊時(shí)安裝固定。插筋施工采用直徑為16 mm的HRB400鋼筋，水平間距1.2 m，長(zhǎng)度1.5 m，施打1排即可。

4.6 緊固件及加固鋼絲繩安裝

1）在坡面上，采用加強(qiáng)筋纏繞錨桿端頭一圈并拉緊，再裝上緊固件固定，最后用卡扣緊固鋼墊板壓緊鋼絲繩。

2）調(diào)正面層后，從地錨開(kāi)始，由上至下依次穿過(guò)鋼筋錨釘外露端。

4.7 安裝泄水口

按照測(cè)量放線定位泄水管，在綠色裝配式面層上切割出滿足泄水管安裝的切口，然后將泄水管插入切口并按照設(shè)計(jì)深度插入土層即可。

5 效益分析

相較于傳統(tǒng)的掛網(wǎng)噴射混凝土工藝，綠色裝配式面層的安裝省去了鋼筋網(wǎng)編制與噴射混凝土步驟，且無(wú)須養(yǎng)護(hù)。因此，裝配式面層可節(jié)約造價(jià)與工期，尤其是工期節(jié)約方面，在部分工程上較傳統(tǒng)網(wǎng)噴可減短50%。另外，傳統(tǒng)的掛網(wǎng)噴射混凝土需要降塵設(shè)備來(lái)控制粉塵，增加了文明施工費(fèi)用，而綠色裝配式面層則沒(méi)有此部分費(fèi)用。

本工程主樓北側(cè)放坡區(qū)域全部采用綠色裝配式土釘護(hù)坡技術(shù)，面積約18 000m2。采用混凝土噴錨施工，原計(jì)劃6名施工人員在30 d內(nèi)完成，而采用綠色裝配式土釘護(hù)坡技術(shù)后，在施工人員數(shù)量不變的情況下，僅7 d就可以完成施工，施工效率大大提高，約為混凝土噴錨施工的5倍，并且相較于傳統(tǒng)混凝土噴錨成本減少了1 170 000元，為項(xiàng)目創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

綠色裝配式土釘護(hù)坡技術(shù)在珠海機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建工程的航站樓基坑工程中的應(yīng)用面積約18 000m2，應(yīng)用期間經(jīng)歷了臺(tái)風(fēng)“海高斯”的考驗(yàn)，新型護(hù)坡未出現(xiàn)任何破壞，證明新型護(hù)坡在臺(tái)風(fēng)天氣下，防撕裂及抗風(fēng)揭性能良好。綠色裝配式土釘技術(shù)施工過(guò)程中不產(chǎn)生揚(yáng)塵和噪聲污染，不使用混凝土，減少了砂石開(kāi)采對(duì)自然環(huán)境造成的破壞。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，綠色新型裝配式土釘護(hù)坡針對(duì)上部填土還未完成固結(jié)，下部粉細(xì)砂顆粒易流失的情況，應(yīng)用效果良好，具有抗拉強(qiáng)度高、防水和反濾功能好的特點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)網(wǎng)噴工藝，其工藝簡(jiǎn)單、施工快捷、可大幅縮短工期并節(jié)省人工，綠色環(huán)保無(wú)污染，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊。