湖州菱湖人民醫(yī)院新建項(xiàng)目基坑支護(hù)的施工控制技術(shù)

羅穆順

龍?jiān)ㄔO(shè)集團(tuán)股份有限公司 上海 200072

1 概述

1.1 項(xiàng)目概況

菱湖人民醫(yī)院異地新建項(xiàng)目，位于湖州市南潯區(qū)菱湖鎮(zhèn)湖菱公路與鳳鳴路交叉口東北角地塊，北鄰費(fèi)家田路（擬建道路，現(xiàn)為未征用魚塘），南至湖菱公路，西至鳳鳴路（待拓寬，現(xiàn)為村道），東側(cè)為老年公寓（擬建）。鄰近無在建工程或重要建筑物、構(gòu)筑物和地下管線分布。本工程用地面積52515.1㎡，總建筑面積：45900㎡（地下建筑面積7535.4㎡）。

1.2 工程地質(zhì)概況

本場地屬湖沼積平原地貌。地形平坦，稍有起伏，基坑各巖土層（從上往下）的分布特征、物理力學(xué)性質(zhì)如下：

①雜填土：層厚1.50～3.40m。全場分布。雜色，松散。上部以回填礦渣為主，下部回填粘性土為主，含少量植物根系，底部夾少量塘泥。系新近回填。成分雜，均勻性差。

②淤泥：層厚16.70～26.40m。全場分布?；疑魉?。含有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)和殘植。含水量高。高壓縮性。

③-1粘土：層厚1.60～5.70m。分布于場地中部區(qū)域?；疑?，軟塑。含有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)。搖振反應(yīng)無，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高，高壓縮性。趨近于淤泥質(zhì)粘土狀。

③-2粉質(zhì)粘土：層厚1.30～8.50m。局部分布?；疑?，硬可塑。含鐵錳質(zhì)色斑、結(jié)核和砂質(zhì)斑點(diǎn)。搖振反應(yīng)無，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，中壓縮性。

③-3粉質(zhì)粘土：層厚0.50～7.10m。局部分布?；疑浛伤?。含鐵錳質(zhì)色斑和砂質(zhì)斑點(diǎn)。搖振反應(yīng)無，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，中壓縮性。

④-1粘土：層厚1.20～5.40m。局部分布?；疑浰?。含有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)。搖振反應(yīng)無，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高，高壓縮性。

④-2粉質(zhì)粘土：層厚1.80～8.20m。全場分布?；尹S色，硬可塑。含鐵錳質(zhì)色斑、結(jié)核和砂質(zhì)斑點(diǎn)。搖振反應(yīng)無，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，中壓縮性。

⑤-1細(xì)砂：層厚0.10～1.70m。局部分布?；尹S色，中密。以細(xì)砂為主，局部夾有少量粘性土。

⑤-2粉質(zhì)粘土：層厚2.00～7.10m。住院部區(qū)域機(jī)鉆孔鉆至土層?；疑?，軟可塑。含鐵錳質(zhì)色斑、結(jié)核和砂質(zhì)斑點(diǎn)。搖振反應(yīng)無，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，中壓縮性。

⑤-3細(xì)砂：層厚0.9m。青灰色，中密。以細(xì)砂為主，夾粉砂。

⑥粉質(zhì)粘土：未揭穿，最大鉆進(jìn)深度14.80m。住院部區(qū)域機(jī)鉆孔鉆至土層?；尹S色，硬可塑。含鐵錳質(zhì)色斑、結(jié)核和砂質(zhì)斑點(diǎn)。搖振反應(yīng)無，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，中壓縮性。

⑥夾粉質(zhì)粘土：層厚1.50m。呈透鏡體狀分布?；尹S色，軟可塑。含鐵錳質(zhì)色斑、結(jié)核和砂質(zhì)斑點(diǎn)。搖振反應(yīng)無，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，中壓縮性。

1.3 水文地質(zhì)概況

場地地下水水位標(biāo)高為1985國家高程1.53～1.65m左右，為孔隙潛水。賦存于上部①層雜填土和②層淤泥中，補(bǔ)給主要來源于大氣降水，排泄方式為滲流與蒸發(fā)。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 基坑支護(hù)方案

本基坑的安全等級為二級。綜合樓住院部北側(cè)及東西二側(cè)采用鉆孔灌注柱圍護(hù)加水泥土攪拌樁止水止水，東北側(cè)及西北側(cè)用鋼筋混凝土支護(hù)，深基坑周邊及高低跨部位采用重力式水泥土擋墻加固，其余地段采用放坡+噴混凝土+松木樁支護(hù)。

綜合樓住院部區(qū)域采用排樁+鋼筋混凝土支撐+坡面鋼筋網(wǎng)噴混凝土，具體做法：①支護(hù)體系：700鉆孔灌注圍護(hù)樁+700雙頭水泥土攪拌樁，混凝土等級C25。②支撐體系：設(shè)置一道700×700截面的鋼筋混凝土支撐,混凝土強(qiáng)度C30。③ 立柱樁：Ф800鉆孔灌注樁，混凝土C25，有效樁長29m且應(yīng)進(jìn)入4-2粉質(zhì)粘土不少于1m。④ 立柱：上部480×480鋼格構(gòu)柱，角鋼為Q235鋼，焊條為E50系列，焊接采用圍焊，焊縫高度不小于6mm；鋼構(gòu)架上部伸入支撐，下部進(jìn)入鉆孔灌注樁內(nèi)不少于3.0m。⑤ 壓頂梁：1000×700截面，混凝土強(qiáng)度C30。

其余地段采用放坡+松木樁+噴混凝土支護(hù)形式，具體做法：放坡坡率1∶2，內(nèi)配φ6.5@200x200鋼筋網(wǎng)，雙向焊接，搭接長度大于300mm。坡頂外翻600mm，厚度80mm，混凝土強(qiáng)度C20，配合比-水泥：石子：砂=1：2：1.5，雨季施工加2～5%速凝劑。干噴法，分二層施工。

2.2 降排水方案

基坑外四周0.6m處設(shè)置300×400的排水溝。并在基坑四周每隔30m設(shè)置一個(gè)600×600×1000的集水井。分層挖土期間采用挖臨時(shí)排水溝和集水井排水。

3 劃分施工流水段

根據(jù)圍護(hù)平面布置圖，將基坑分為A、B、C三個(gè)區(qū)域。A區(qū)域：場地平整--支護(hù)樁施工--截水帷幕施工--土方開挖--坡面噴混凝土--壓頂梁施工、支撐梁施工--土方開挖；B、C區(qū)域：場地平整--打松木樁--土方開挖、坡面噴混凝土。

3.1 支護(hù)樁施工

支護(hù)樁樁徑允許偏差50mm，樁位允許偏差50mm；鋼筋籠的焊接點(diǎn)必須牢固，保護(hù)層厚度50mm；樁體按水下混凝土工藝施工，充盈系數(shù)1.10~1.25；垂直偏差不大于0.5%，孔底沉渣厚度不大于100mm；排樁采用隔樁施工，鄰樁在成孔施工時(shí)，須在本樁澆灌后不少于48小時(shí)。立柱樁在穿過地下室底板位置加焊止水鋼板，孔底沉渣厚度小于50mm，支撐放置處加焊鋼托架[1]。

3.2 截水帷幕施工

攪拌樁的樁間搭接長度200mm，R42.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥摻和量15%，水灰比0.55。施工前，進(jìn)行水泥土強(qiáng)度試驗(yàn)，同時(shí)，對于施工面進(jìn)行清障處理，對不合格土進(jìn)行改良或者換填；采用"兩噴四攪"工藝，從設(shè)計(jì)樁頂面0.50m開始送漿，不斷下沉攪拌，同時(shí)連續(xù)噴漿，到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，原地?cái)嚢璋敕昼?，然后反轉(zhuǎn)攪拌，直至設(shè)計(jì)樁頂面0.50m處；再次噴漿攪拌下沉至設(shè)計(jì)樁深度，再反轉(zhuǎn)攪拌提升至設(shè)計(jì)樁頂面0.50m處。樁位偏差在50mm之內(nèi)，垂直度偏差在15%之內(nèi)，樁與樁緊緊咬合，上下均勻一致，養(yǎng)護(hù)不少于28天。

3.3 排水溝、集水井施工

坑內(nèi)，離邊坡0.5m處設(shè)置300×400的排水溝，每隔30m設(shè)600×600×1000的集水井；坑外，坡頂距離基坑邊600mm處設(shè)置300×400截水溝。排水溝坡度大于0.5%，溝底與井底采用120mm厚C15素混凝土；排水溝兩側(cè)以120mm標(biāo)準(zhǔn)磚砌筑，集水井四周以240mm標(biāo)準(zhǔn)磚砌筑?；舆呍O(shè)120mm厚、300mm高的混凝土擋水墻，截水溝外側(cè)3m范圍的地面用混凝土硬化，留坡度流向截水溝[2]。

3.4 壓頂梁、支撐梁及土方開挖施工

施工流程為：土方開挖至壓頂梁、支撐梁底--墊層施工--安裝支撐梁及壓頂梁鋼筋--立側(cè)模板--澆筑混凝土--混凝土養(yǎng)護(hù)--下一層土方開挖。壓頂梁和支撐梁施工前，將支護(hù)樁樁頂及樁身焊接部位的浮漿鑿除清理干凈；鋼筋搭接長度不小于35d，素混凝土墊層100mm厚C15強(qiáng)度，冠梁和支撐混凝土強(qiáng)度為C30。采用200挖機(jī)開挖，按照"大基坑、小開挖"的原則，根據(jù)后澆帶位置分塊間隔開挖；每層分段開挖不超過15m，各塊之間的土方開挖以1：5坡度分層盆式進(jìn)行；最后300厚土層采用人工開挖；局部深坑采用長臂挖機(jī)PC300開挖，配合人工修土，挖出后立刻澆筑墊層，并砌筑磚胎膜至地下室底板處，邊砌筑邊回填土方[3]。

3.5 噴射混凝土面層施工

坡面噴射混凝土內(nèi)配鋼筋網(wǎng)，坡頂外翻600mm，厚度80mm；施工前，清除坡面虛土。鋼筋為φ6.5@200×200鋼筋網(wǎng)，綁扎搭接，搭接長度300mm，采用φ16的短鋼筋固定，橫向間距2.0m。豎向2m、橫向3m，梅花型布置匯水孔。噴射混凝土配合比通過試驗(yàn)確定，粗骨料粒徑在12mm之內(nèi)，水灰比不宜大于0.45，按需添加2~5%的速凝劑；噴射應(yīng)分段分片，同一片內(nèi)自下而上進(jìn)行噴射，噴頭與受噴面保持垂直，距離為0.6~1m，終凝后，噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫確定，宜為5~7天。

3.6 松木樁施工

松木樁梢徑110，L=5m，間距500mm施打。

4 施工過程關(guān)鍵控制

4.1 支護(hù)樁施工

4.1.1 鉆孔灌注樁混凝土初灌量控制

初灌量計(jì)算公式為

式中：

V 為混凝土初灌量，m3；h為樁孔深度，m，取本項(xiàng)目最小值29m；h2為初灌混凝土下灌后，導(dǎo)管外混凝土面高度，為1.3～1.8m，取1.3；d 為導(dǎo)管內(nèi)徑，m，取0.25m；k為混凝土充盈系數(shù)，取1.2；D為樁孔直徑，m，取0.8m；h1為導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度與導(dǎo)管外的泥漿的壓力平衡所需要的高度，h1計(jì)算見式( 2 )：

式中：γw為泥漿密度，取1.05×103～1.15×103kg/m3，取1.05×103。

γc為混凝土密度，取值2.3×103kg/ m3。

經(jīng)過計(jì)算，樁徑800mm支護(hù)樁混凝土初灌量為1.40 m3，本工程的支護(hù)樁的混凝土初灌量只要滿足大于等于該數(shù)值即可。

4.1.2 鋼筋籠安裝

鋼筋籠焊接完成后，運(yùn)至樁孔附近；專人指揮，吊機(jī)吊運(yùn)，緩慢下放至樁孔內(nèi)；嚴(yán)禁下鐓、砸籠，每3m在鋼筋籠四周，每隔相同距離設(shè)置6個(gè)水泥保護(hù)塊；鋼筋籠到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，應(yīng)進(jìn)行固定，以防止由于孔內(nèi)的水浮力，導(dǎo)至鋼筋籠上浮[4]。

4.1.3 導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管居于樁孔中間，順直、緩慢下放，過程中，防止碰撞鋼筋籠；連接時(shí)，導(dǎo)管的管口連接應(yīng)牢固；導(dǎo)管的下口距樁孔底部30cm-50cm。

4.1.4 混凝土灌注

商品混凝土車在運(yùn)輸過程中需勻速緩慢旋轉(zhuǎn)料斗運(yùn)至工地現(xiàn)場，防止運(yùn)輸過程中因?yàn)檐噧?nèi)混凝土靜止而產(chǎn)生沉淀、離析現(xiàn)象；混凝土進(jìn)場檢查坍落度，須在180mm~220mm之間；導(dǎo)管埋深2~6m，控制最后一次澆灌量，確保樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)；每根樁做一組試塊，標(biāo)養(yǎng)28天后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。

4.2 截水帷幕施工

4.2.1 試樁試驗(yàn)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，試噴時(shí)按下述參數(shù)進(jìn)行：水泥漿壓力＞=0.4Mpa，注漿流量30 L/min ，提升速度0.5 m/min，轉(zhuǎn)速60r/min，水泥摻入量 ≥189.5kg/m。根據(jù)試樁結(jié)果，調(diào)整漿料的噴漿量、鉆機(jī)提升速度、回轉(zhuǎn)速度、噴漿壓力等施工工藝參數(shù)。

4.2.2 測量定位

根據(jù)甲方提供坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)、或者建筑軸線交點(diǎn)，結(jié)合圍護(hù)工程施工圖，由測量員測放出樁位控制線，設(shè)立臨時(shí)控制樁；施工時(shí)，要重新復(fù)核樁位。

4.2.3 鉆機(jī)就位及檢查

樁位經(jīng)復(fù)核無誤后樁機(jī)就位，并采用水平尺校正基座并保持基座水平，保證樁機(jī)做到“平穩(wěn)、周正”；施工前檢查鉆機(jī)設(shè)備以及管路系統(tǒng)，管路里的壓力和流量必須滿足設(shè)計(jì)要求；開鉆后每天對鉆頭葉片長度和磨損情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)長度不夠、磨損嚴(yán)重時(shí)應(yīng)進(jìn)行更換，確保有效樁徑[5]。

4.2.4 攪拌樁施工

①灰漿制備：嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配比拌制水泥漿液，水泥漿液攪拌時(shí)間不小于3分鐘，以使水泥充分水化，均勻拌合；攪拌好的水泥漿放置時(shí)間不得超過1.5小時(shí)；②攪拌：下鉆時(shí)，控制下沉速度，同時(shí)，保證動力系統(tǒng)的電流指數(shù)不超過規(guī)定值；除非遇硬土層導(dǎo)致下鉆速度明顯降低，否則不允許加水加快攪拌下鉆速度；③噴漿：管道送漿時(shí)，保持壓力在0.4至0.6Mpa之間，轉(zhuǎn)速每分鐘60轉(zhuǎn)，注漿量30L/min。因故停漿，應(yīng)立即下沉至停漿位置50cm處，待恢復(fù)供漿后再提升噴漿。若停漿超過3h，應(yīng)拆管清洗；④樁與樁搭接停工時(shí)間不大于16小時(shí)，如間歇時(shí)間過長，應(yīng)設(shè)置冷縫；一旦發(fā)生該種情況,用木樁在現(xiàn)場標(biāo)示冷縫位置,同時(shí)在施工圖上標(biāo)示,統(tǒng)一采用加強(qiáng)措施。

4.3 基坑降排水

基坑內(nèi)的水，經(jīng)三級過濾沉淀池后，方可排至市政排水系統(tǒng)。

4.4 土方開挖和支撐施工

基坑開挖的順序、方法嚴(yán)格按照經(jīng)批準(zhǔn)的施工方案，同時(shí)符合設(shè)計(jì)工況。遵照"先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖"的理念；每層開挖深度小于2m，嚴(yán)禁一次性開挖到底；挖機(jī)進(jìn)入基坑后，如果淤泥土不能滿足設(shè)備的行走，鋪設(shè)鋼板，以增大受荷面積；開挖施工時(shí)，保護(hù)好控制標(biāo)高，進(jìn)行復(fù)測，同時(shí)對基坑范圍、坡度等進(jìn)行檢查。

4.5 坡面噴混凝土

根據(jù)土方開挖進(jìn)度，邊開挖邊在坡面噴混凝土護(hù)坡；如發(fā)現(xiàn)有不平整處或者孔洞處，應(yīng)先進(jìn)行分層噴射填平，然后，再進(jìn)行大面噴射；如有堵管等突發(fā)情況出現(xiàn)時(shí)，立即關(guān)閉噴射槍頭的開關(guān)，關(guān)閉電源，檢查管道，將堵管處疏通后，方可繼續(xù)噴射；第二次噴應(yīng)在第一次噴射混凝土終凝后方可進(jìn)行。

5 結(jié)語

本工程基坑面積大，施工工藝涉及水泥攪拌樁、冠梁、支撐梁、格構(gòu)柱、噴面、排水等，工序較為繁多。在建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、建設(shè)主管等各參建單位的支持與配合下，基坑支護(hù)施工進(jìn)行的很順利。第三方監(jiān)測單位每天認(rèn)真做好基坑變形的監(jiān)測工作，并且及時(shí)呈送報(bào)告。根據(jù)報(bào)告顯示，各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)均在報(bào)警值以內(nèi)。整個(gè)基坑從開挖到最終土方回填，均處于安全可控狀態(tài)。