粘性土層深基坑支護(hù)施工技術(shù)分析

◎梁東方 中山市交通項(xiàng)目建設(shè)有限公司

1.引言

土質(zhì)情況對(duì)于深基坑工程的影響尤為重大，在珠三角地區(qū)分布著廣泛的軟土，其中包括淤泥質(zhì)軟土以及粉質(zhì)粘土，此外還有較多的花崗巖殘積土。由于軟土的含水量較高強(qiáng)度低，部分土成軟塑甚至流塑狀[1-5]。其工程力學(xué)性質(zhì)較差導(dǎo)致粘性質(zhì)土地層中圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身變形性和對(duì)周圍環(huán)境的影響會(huì)比較敏感，易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)因工程力學(xué)性能較差而發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞失穩(wěn)現(xiàn)象。所以對(duì)于粘性土層深基坑施工技術(shù)的研究很有必要[6-8]。

2.工程概況

岐沙路通道位于此次道路改造施工的北段富華路立交與岐沙路交叉口處，中心里程樁號(hào)K2644+426.259，為明挖淺埋式通道，結(jié)構(gòu)形式采用左右幅整體式框架結(jié)構(gòu)，起始里程為K0+160～K0+270，全長(zhǎng)110m，封閉段起始里程K0+180～K0+250，長(zhǎng)70m。通道采用雙向四車道，主體結(jié)構(gòu)由懸臂式擋墻段和封閉雙孔框架段組成，結(jié)構(gòu)底板寬度為27.4m。其中，懸臂式擋墻段長(zhǎng)40m，封閉段長(zhǎng)70m。為了排出通道范圍內(nèi)匯集的雨水，在 K0+210右側(cè)設(shè)雨水泵房一座。通道平面位于直線上，通道縱坡為-6.20%～6.497%，路面橫坡均為2%。

岐沙路通道基坑平面上呈長(zhǎng)條形，基坑側(cè)壁長(zhǎng)度為（路線左右側(cè)）70 m，基坑開挖有效寬度（底寬）為29.8 m，雨水泵房處開挖寬度為39.7 m?；娱_挖深度為2.9～7.9m，雨水泵房處開挖深度約12.2m。隧道北側(cè)為中石化溪角加油站，南側(cè)為龍瑞國(guó)家小商品城?；泳嚯x加油站較近，多為5～10m外，因此基坑開挖支護(hù)施工及安全防護(hù)措施就極為重要。

3.工程特點(diǎn)

本項(xiàng)目基坑支護(hù)工程的主要特點(diǎn)如下：一是項(xiàng)目所在地管線多，施工中改移保護(hù)工作量大；二是基坑周邊存有重要的建（構(gòu)）筑物，保護(hù)難度大；三是基坑開挖工程量大、支護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此，地表沉降問(wèn)題與樁身變形問(wèn)題是本項(xiàng)目施工控制的難點(diǎn)。此外，本項(xiàng)目周邊還有加油站、商品城等建筑，施工時(shí)也需要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行考慮。本項(xiàng)目工程地下管線較多，按照施工設(shè)計(jì)需要進(jìn)行改移，改移后和車站結(jié)構(gòu)的距離最近在3米，因此還應(yīng)做好后期的管線沉降監(jiān)測(cè)工作。監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)為改移后項(xiàng)目周邊的DN300雨水管、DN500污水管等并且對(duì)其加強(qiáng)監(jiān)控測(cè)量從而確保各種管線和建（構(gòu)）筑物安全。

4.基坑支護(hù)施工

4.1 基坑支護(hù)方案

基坑開挖深度范圍的地層主要場(chǎng)區(qū)覆蓋層由第四系人工填土，沖積相粘性土層等組成，殘積相粘性土；基底由燕山期侵入花崗巖等及風(fēng)化層組成。此外本項(xiàng)目全線分布較為廣泛的軟土，因此對(duì)于埋深通道的軟土采用加固處理或復(fù)合地基（粉噴樁）以提高地基強(qiáng)度，滿足工程承載力和變形要求。

根據(jù)基坑開挖深度不同以及內(nèi)支撐的形式不同采用了不同的支護(hù)方式。K0+160～K0+180 和K0+250～K0+270 段為擋土墻路段，設(shè)計(jì)基坑采用土釘墻支護(hù)；K0+180～K0+250主體段落基坑采用“鉆孔樁+內(nèi)支撐”支護(hù)。

4.2 基坑支護(hù)施工工藝流程

土釘墻施工工藝如圖1所示，其中基坑開挖采用分段開挖，分段開挖長(zhǎng)度不超過(guò)20m，基坑開挖應(yīng)自上而下進(jìn)行，每層土釘為一個(gè)開挖層，每層開挖深度應(yīng)在該層土釘下0.5m范圍內(nèi)，開挖后及時(shí)初噴（底層）后進(jìn)行土釘施工，嚴(yán)禁超挖。機(jī)械開挖后，應(yīng)需預(yù)留一定厚度的保護(hù)層，用人工修整坡面；上層土釘砂漿和噴射混凝土面強(qiáng)度必須在設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以后才能夠進(jìn)行下層土方和土釘?shù)氖┕?，值得注意的是噴射速度要適當(dāng)，以利于混凝土的壓實(shí)。如果風(fēng)壓太大，噴射速度過(guò)大，回彈增加；相反的，若風(fēng)壓太小，會(huì)影響壓實(shí)力，降低混凝土強(qiáng)度，所以在進(jìn)行施工時(shí)要注意風(fēng)壓控制。剛開始施工時(shí)，起始風(fēng)壓要達(dá)到0.5MPa后再進(jìn)行操作，同時(shí)結(jié)合噴嘴出料實(shí)際進(jìn)行風(fēng)壓調(diào)解。噴射混凝土作業(yè)需要分段分片操作，且同一分段要按照從下到上的順序進(jìn)行噴射。首次噴射厚度應(yīng)控制在50mm，二次噴射應(yīng)控制在70mm。且在噴射操作時(shí)還要注意噴頭和噴面應(yīng)保持垂直，且兩者間的距離應(yīng)控制在0.9±0.3m。在對(duì)土釘位置進(jìn)行噴射時(shí)按照先下后上的順序進(jìn)行。噴射操作中要控制好水灰比，且要求混凝土表面要濕潤(rùn)、憑證、沒(méi)有干斑和流淌等問(wèn)題。

圖1 土釘墻施工工藝

鉆孔樁支護(hù)施工流程圖如圖2所示，本工程主體結(jié)構(gòu)施工區(qū)段采用單排φ100cm鉆孔樁進(jìn)行外防護(hù)，樁間距1.2m。樁長(zhǎng)按基坑深度分為A類樁型（12.5m）、B類樁型（11.5m）、C類樁型（15.5m），根數(shù)分別為57根、80根和34根。鉆孔樁外側(cè)采用旋噴樁止水兼作擋土用。支護(hù)樁采用YTR200D旋挖鉆機(jī)施工。

圖2 鉆孔樁支護(hù)施工流程

由流程圖可知，泥漿制備與補(bǔ)充也是灌注樁操作的重點(diǎn)。鉆孔施工時(shí)應(yīng)確保泥漿性能滿足要求，及時(shí)補(bǔ)充泥漿，保證孔內(nèi)水頭壓力，降低塌孔風(fēng)險(xiǎn)。此外，鉆孔施工時(shí)鉆孔將孔底土層切削為條形然后隨鉆頭提升到地面。施工過(guò)程中土層擾動(dòng)較小，無(wú)聚淤漏斗，因此應(yīng)控制泥漿固相含量，保證粘度，做好泥漿控制，避免快速沉淀問(wèn)題。同時(shí)，施工時(shí)還應(yīng)注意終孔前鉆頭旋挖量的控制。

需特別注意的是在進(jìn)行水下混凝土灌注操作時(shí)應(yīng)在清孔后盡快進(jìn)行灌注施工。本項(xiàng)目施工中的混凝土使用車輛進(jìn)行運(yùn)輸。樁基混凝土澆筑按照要求要一次連續(xù)完成，中間不能隨便中斷，而且應(yīng)在6小時(shí)之內(nèi)完成，提高整根樁混凝土的均勻性?；炷翝仓^(guò)程中，混凝土導(dǎo)管埋入混凝土中2～6m，最小不少于2m，最大埋深不超過(guò)6m，且邊澆筑邊根據(jù)實(shí)際提升導(dǎo)管。同時(shí)，還要做好混凝土配比工作，本項(xiàng)目要求混凝土坍落度為20±2cm，粗骨料符合設(shè)計(jì)要求。灌注施工過(guò)程中要委派專人進(jìn)行混凝土頂面高度測(cè)量和導(dǎo)管埋入深度計(jì)算，同時(shí)記錄相關(guān)參數(shù)，為后期拔管提供參考，避免出現(xiàn)埋管過(guò)深提升困難或者拔管影響樁體質(zhì)量等問(wèn)題。本項(xiàng)目中混凝土灌注頂面應(yīng)在樁頂面設(shè)計(jì)高程的0.75±0.25m之間，以確保樁身混凝土質(zhì)量。

除鉆孔樁以外，基坑的內(nèi)支撐也是基坑開挖過(guò)程中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接影響到基坑的穩(wěn)定、樁位的變形。因而采取“鉆孔樁+內(nèi)支撐”支護(hù)方式。本工程中內(nèi)支撐采取鋼支撐，其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，包括固定端頭、活動(dòng)端頭與中間節(jié)段，相互之間通過(guò)螺栓鏈接。

圖3 鋼支撐結(jié)構(gòu)圖

鋼支撐安裝時(shí)先在泵房基坑豎向做四道鋼支撐，然后在施工場(chǎng)地進(jìn)行鋼支撐拼裝，最后通過(guò)吊裝方式將其吊裝就位。先設(shè)置三角形支撐托架再將φ600鋼支撐吊裝在牛腿，注意一端和鋼圍檁相連，另外一端通過(guò)千斤頂施加預(yù)壓力，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。隨后在伸縮頭處設(shè)置鎖緊片，卸下千斤頂。

要確保樁、鋼圍檁、支撐等連接緊密，降低基坑外地層沉陷和樁體內(nèi)移，在支撐施工完成以后，向外施加預(yù)加軸力，具體值結(jié)合地表沉降情況和樁頂位移來(lái)進(jìn)行，具體參照值如表1所示。

表1 預(yù)加軸力最大值控制表

預(yù)加軸力要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)來(lái)進(jìn)行，防止圍護(hù)樁樁體向外變形太大。與此同時(shí)要重視施工中的參數(shù)監(jiān)測(cè)，當(dāng)支撐豎向撓度變形快到達(dá)允許值時(shí)應(yīng)盡快制定措施，避免撓度變形太大，提高支撐穩(wěn)定性，提高基坑整體安全性。

5.結(jié)語(yǔ)

深基坑施工時(shí)要科學(xué)選擇支護(hù)技術(shù)，提高巖土工程質(zhì)量，提升基坑工程的施工穩(wěn)定性。本工程就中山岐沙路通道基坑附近不同地質(zhì)條件進(jìn)行勘探，確定了粘性土層深基坑支護(hù)施工方式，采取了土釘墻支護(hù)、“鉆孔樁+內(nèi)支撐”支護(hù)兩種支護(hù)模式，發(fā)揮支護(hù)工程作用，提高基坑工程整體穩(wěn)定性，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)確保后期項(xiàng)目施工順利實(shí)施。本文還進(jìn)一步探討了此種支護(hù)方式對(duì)于粘性土層支護(hù)的可行性，具有一定的工程實(shí)用價(jià)值。