復合式支護工程施工組織與質量控制

洪劍賓

（廈門中胤建筑工程有限公司，福建 廈門 361009）

0 引言

在城市土地資源日漸稀缺，場地條件極為有限的情況下，圍護灌注樁+錨索等的復合式支護形式在深基坑支護工程中具有良好的適用性。加強圍護灌注樁+錨索等的復合式支護方式的施工管理，可以較好地避免坍塌事故的發(fā)生，減少因為施工組織管理不當造成的生命財產損失。本文以廈門馬鑾灣保障房地鐵社區(qū)二期A08、A09地塊深基坑支護工程為典型案例，分析復合式支護方式的施工組織流程和各階段的質量控制要點。

1 項目概況

馬鑾灣保障房地鐵社區(qū)二期 A08～A09 地塊（基坑支護及土石方工程）項目位于福建廈門海滄馬鑾灣新城片區(qū)孚蓮路與東孚西二路交叉口東北側、軌道6號線林埭站以南。A8地塊工程用地總面積為13624.73m2，基坑頂標高10.62～13.15m，基坑底標高-2.6～1.5m，基坑開挖深度在9.52～15.75m之間，設計基坑支護周長427.19m，面積11678.6m2。A9地塊工程用地總面積為14763.41m2，基坑頂標高8.77～12.76m，基坑底標高-4.38～0.25m，基坑開挖深度在9.68～15.86m之間，設計基坑支護周長448.83m，面積12361.0m2。該工程周邊緊挨馬鑾灣保障房地鐵社區(qū)一期、馬鸞西小學、幼兒園等，人行道分布有雨水、污水、電力、通信等管線設施及綜合管廊等構筑物，周邊環(huán)境較復雜。該工程基坑支護結構形式采用圍護樁+放坡+錨索+止水帷幕（局部）的復合型支護結構形式。

2 復合型支護工程施工組織流程

（1）場地平整（挖土1）：場地平整要求應滿足圍護樁施工的場地要求、車輛進出場要求、臨時加工廠布置及轉換要求，圍護樁頂標高距離場平標高應留有余量。

（2）降水井布置：場地平整之后可以開始鉆設降水井（疏干井），滿足后期土方開挖的需要。同時場內低洼處可設置臨時集水坑及排水溝，方便下雨時雨水集中明排。

（3）圍護樁施工：該工程圍護樁采用旋挖鉆機成孔，個別樁基所處位置巖層較厚處采用沖擊鉆成孔；因圍護樁樁長固定，且從節(jié)約工期考慮，鋼筋籠均預制焊接完成后，用履帶吊吊裝至孔內；混凝土灌注主要采用水下混凝土灌注，個別樁所處位置施工期間地下水位較低，干作業(yè)成孔的，采用非水下混凝土灌注，混凝土灌注方式依據(jù)場地條件，分別采用自卸或者泵送[1]。

（4）高壓旋噴樁止水帷幕施工：高壓旋噴樁位置的樁基提前施工后，在圍護樁混凝土齡期到了之后可以施工高壓旋噴樁。

（5）土方開挖（挖土2，含放坡開挖）：從場平標高開挖至冠梁底標高，滿足第一道錨索施工的條件。同時，土方開挖在基坑邊冠梁位置的放坡應滿足冠梁施工的工作面需要。

（6）第一道錨索（錨固于冠梁處）施工：需在做完試驗錨索，錨固體強度達到要求，經基本試驗合格后方可進行第一道錨索施工。土方開挖應與本工序穿插進行，流水施工。

（7）冠梁施工：錨索采用PVC穿梁套管預埋，冠梁施工包含土方挖除，圍護樁砍樁，圍護樁檢測，冠梁底清理，墊層施工，圍護樁鋼筋調直及彎錨，冠梁鋼筋綁扎，模板支設，驗收，冠梁澆筑等工序[2]。

（8）坡面噴錨：坡頂至冠梁的高差在2～5m之間，坡面高差大，下雨有刷坡及坍塌風險，應按照如下工序組織：邊坡開挖、刷坡→坡面土釘施工→噴第一層坡面素混凝土→掛鋼筋網→噴射第二層坡面混凝土，直至滿足設計要求。

（9）土方開挖（挖土3）：土方開挖至第一道腰梁底，土方開挖需滿足第二道錨索施工機械行走及工作面，同時圍護樁內側一定距離范圍內需設置集水溝避免錨索鉆孔、注漿時水外涌進入基坑[3]。

（10）第一道腰梁施工：施打第二道錨索，做第一道腰梁的墊層、模板、鋼筋及澆筑混凝土。

（11）第一道樁間掛網噴射混凝土施工：流程為先噴射素混凝土一道→圍護樁植筋→掛鋼筋網→噴射混凝土施工。

（12）重復施工過程：重復5～11流程，直至挖到要求標高。

3 施工組織中各階段控制要點

3.1 了解設計意圖，掌握影響基坑質量、安全的關鍵因素

基坑支護設計可能存在以下問題：一是部分基坑設計未結合現(xiàn)場實際，如未考慮現(xiàn)場周邊現(xiàn)有構筑物如環(huán)網柜、箱變、既有管線或管廊等進行設計，未考慮雨季的止水帷幕設計等；二是因成本控制的需要，對各方面設計進行閹割，激進型設計等。施工單位應充分了解設計意圖，并在對現(xiàn)場作充分調研的基礎上，提出設計中存在的不合理或考慮不周全、不完善的地方，讓設計單位進行復核，依據(jù)實際情況進行調整、變更，使基坑的設計符合場地實際情況，且充分考慮荷載留足余量，滿足基坑安全要求。

（1）圍護樁插入土體深度：圍護樁的入土深度對基坑變形與坑底穩(wěn)定有重要影響，拿到圖紙后，應核對樁底標高和土方完成面標高差（即圍護樁的入土深度），若入土深度不足或設計較為激進，應與設計單位及時提出并溝通，或從安全、保守性方面考慮對設計進行優(yōu)化。

（2）冠梁頂至紅線外地面標高差：冠梁頂標高通常比基坑外地面標高更低，有一些是圍護樁樁長普遍增加的經濟性控制措施，有些是考慮冠梁位置錨索在允許施工角度范圍內容易打穿或破壞基坑外地下管線及構筑物。施工單位在面對以上問題時，應對每一個剖面管線情況進行復核后，報請設計盡可能地提升樁頂標高，降低紅線外地面至樁頂放坡坡度，減少邊坡坍塌以及高處墜落的可能性，保障基坑施工安全[4]。

（3）基坑邊距離較近的構筑物保護性措施設計：距離基坑較近的構筑物如環(huán)網柜、箱變、管廊及地下管線等在施工過程中容易因滑坡或地下水位增加等造成坍塌、開裂等破壞，若未根據(jù)實際情況進行設計，應在施工前及時提出，通常采用提高圍護樁樁頂標高或在冠梁上增設擋墻等方案。另外，增設擋墻雖對基坑邊的構筑物有保護作用，但對基坑圍護樁造成了“頭重腳輕”的影響，應報請復核基坑設計的穩(wěn)定性，無問題方可施工。

（4）錨索在荷載較大位置的錨固段長度復核：基坑外部分荷載較大位置，如部分存在山包等情況，可對山包與基坑距離、山包的標高、坡度等進行實測復核，若有必要可對錨索長度或密度進行增加變更。

（5）止水帷幕：結合設計及對基坑周邊管線和地下構筑物綜合調查的基礎上，應對止水帷幕的設計進行復核，本著越保守越安全的原則，特別是在雨污水管及旁邊有重要建筑物等邊側，應增設止水帷幕。

（6）截水溝設置：應復核坡頂截水溝設置的必要性，因圍擋與冠梁水平距離需同時滿足放坡、坡底冠梁工作面、開挖施工工作面、截水溝設置、坡頂通道等，坡頂與基坑外標高高差越大，則放坡系數(shù)越大，部分位置甚至出現(xiàn)垂直放坡及局部反坡現(xiàn)象，邊坡坍塌的風險大，對周邊建筑及管線影響大。因此，坡頂截水溝的設置可根據(jù)實際情況，優(yōu)化設置成擋水反坎，設置于圍墻底部。

3.2 了解、熟悉周邊環(huán)境

（1）道路竣工圖：施工之前，需對紅線內外地下情況了解清楚，特別是圍護樁、錨索等無法準確探明的地下情況，本項目四周緊鄰市政路，特別應從道路竣工圖較為準確、詳細地了解道路地下包含的管線及構筑物，否則錨索傾斜打至紅線外市政路下面可能破壞雨水、污水、電力等管線及構筑物，嚴重者可引起事故及城市洪澇、污水泄露等，造成生命財產損失。

（2）對管線、雨污水井、管廊等構筑物實測并記錄，分析計算對錨索的影響：從竣工圖了解地下埋藏物情況以外，還應實際探測雨污水井及電力管線位置標高，和圖紙進行對比核實，再根據(jù)其與錨索施工點位水平距離及鉆設角度，計算錨索施工與管線管井等碰撞情況，確保施工安全。

3.3 施工過程質量控制

3.3.1 圍護樁施工質量控制

圍護樁施工質量是關乎基坑安全的重中之重，是圍護樁的質量控制重點，應高度重視。應確保按圖施工，杜絕偷工減料，重點關注以下方面：

（1）有效樁長控制滿足設計要求，確保入土深度；

（2）鋼筋籠制作質量，主筋及螺旋筋、加勁箍筋等的材料質量、數(shù)量、長度、間距、連接質量、保護層設置、成品保護及吊裝要求等均要符合圖紙及相關規(guī)范要求，驗收合格后方可使用，特別應重視鋼筋籠錨入冠梁的預留長度需滿足設計要求（≥36d,d為鋼筋主筋直徑）；

（3）混凝土澆筑前清孔，首灌及澆筑過程中應確保導管埋入混凝土面深度滿足要求，防止導管抽離混凝土面，混凝土頂超灌滿足規(guī)范要求，確保樁頂混凝土強度符合要求；

（4）圍護樁施工過程中為保護施工完成后的樁身不被破壞，灌注樁排樁應采用間隔成樁的順序施工，已完成澆筑的樁與臨樁間距應大于4倍樁徑，或間隔時間應大于36h以上，保證所有圍護樁的成樁質量。

3.3.2 高壓旋噴樁施工質量控制

高壓旋噴樁止水帷幕施工應重點控制其水灰比（按設計要求，經試驗確定）、壓力、旋轉及提升速度等參數(shù)；此外，施工中，應控制其孔位和垂直度允許偏差，固結體的尺寸及搭接寬度。高壓旋噴樁的施工以達到止水防滲漏的功能為目的，同時需滿足后期鉆孔取芯（成型）要求。

3.3.3 邊坡、樁間施工質量控制

邊坡開挖是質量控制的重難點，未控制好則容易引起周邊道路開裂、破壞，紅線外道路管廊及管線外包土層脫落，冠梁至地面范圍的坡頂坍塌等嚴重問題。實際施工過程中，應提前放好坡頂線、坡底線，因坡底線需先滿足冠梁施工工作面預留及機械操作工作面的需要，坡底線會發(fā)生變化?？刹捎眯⌒投ㄖ仆跈C頭開挖冠梁側土方，在坡頂預留空間允許情況下外擴坡頂線降緩坡度，期間個別位置放坡較陡的可先行噴射鋼筋混凝土避免坡面坍塌，及時施工錨索、冠梁后回填冠梁側土方，坡面掛鋼筋網噴射混凝土按要求施工到位。邊坡及樁間鋼筋混凝土的施工應注意先噴射一層混凝土，掛鋼筋網后再進行噴錨施工，確保良好的施工效果。

3.3.4 錨索施工質量控制

錨索的施工應在對周邊道路地下管線及構筑物充分了解基礎上進行。同時，錨索施工前，應對周邊管井管線進行實際探測，通過距離及角度，計算復核鉆孔和管線位置關系，確保施工安全。錨索大面積施工前，應在施工好試驗錨索后，取得錨索施工合理參數(shù)，基本試驗合格后方可大面積施工。施工質量控制應從材料（性質及用量）開始，按照圖紙要求的深度、二次注漿工藝進行施工，特別應重視兩次注漿的質量、間歇時間，張拉后需等錨固體混凝土強度達到設計要求的75%以上方可進行鎖定。

3.3.5 冠梁、腰梁、擋墻施工質量控制

冠梁施工前置條件需圍護樁施工、檢測合格，錨索施工合格，同時受制于坡面鋼筋混凝土需盡快施工確保安全，因此必須做好合理的穿插計劃，將施工間歇時間做到最短，施工過程中應重點控制鋼筋錨固長度及混凝土的澆筑質量。

3.3.6 土方開挖質量控制

土方開挖應與圍護樁、錨索、冠梁等工序的施工穿插進行，非一蹴而就。重點應把握先支后挖，分層開挖，同時確保滿足其他工序（如冠梁、錨索、腰梁等）施工的工作面及質量要求。

3.3.7 基坑降水過程質量控制

基坑降水應在基坑開挖前設置，設置于基坑內，目的為施工前的預降水、疏干，以加固坑內土體，基坑降水深度控制在基坑底部以下0.5m。本項目每個地塊坑內設置10個疏干井，地面根據(jù)實際需要挖集水坑及水溝，進行積水明排。同時，為了減少降水對周邊環(huán)境的影響，基坑外不采取降水措施，但需設置水位觀測井（兼做回灌井）。

馬鑾灣保障房地鐵社區(qū)二期A08地塊4-4剖面圖及施工現(xiàn)場見圖1。

圖1 馬鑾灣保障房地鐵社區(qū)二期A08地塊4-4剖面圖及施工現(xiàn)場

4 施工檢測及基坑監(jiān)測

4.1 施工檢測

（1）圍護樁：采用低應變動測法檢測樁身完整性，檢測樁數(shù)不少于總樁數(shù)的20%，且不少于5根；采用抽芯法檢測樁長，檢測數(shù)量為樁數(shù)量的0.5%且不少于3根，不多于10根；

（2）錨索：基本試驗及抗拔力試驗，檢測數(shù)量為錨索總量的5%且不少于3根；

（3）高壓旋噴樁：采用鉆芯法檢測帷幕固結體的單軸抗壓強度、聯(lián)系性及深度，檢測點的數(shù)量不少于3處。

4.2 基坑監(jiān)測

按基坑監(jiān)測技術標準相關要求，對本基坑的坡頂水平位移、豎向位移、深層水平位移、地下水位、周邊地表和建筑豎向位移、周邊建筑傾斜和水平位移、周邊建筑和地表裂縫以及周邊管線變形進行監(jiān)測。各監(jiān)測數(shù)據(jù)報警值如下：基坑坡頂水平位移預警值為20～30mm (一級基坑)或變化速率2～3mm/d；基坑坡頂沉降(豎向位移)預警值為10～20mm或變化速率2～3mm/d；基坑周邊地表豎向位移預警值為25～35mm或變化速率2～3mm/d；周邊建筑物累計豎向位移預警值為20mm或變化速率2mm/d；周邊建筑物既有裂縫寬度預警值為2mm或裂縫持續(xù)發(fā)展；周邊地面既有裂縫預警值為10mm或持續(xù)發(fā)展；周邊管線位移預警值為20mm或變化速率大于2mm/d；深層水平位移的預警值為30～50mm或變化速率2～3mm/d；地下水位變化幅度預警值為1000mm或變化速率大于500mm/d；錨索內力和樁身內力達60%～70%的桿件承載力設計值?；颖O(jiān)測布點見圖2所示。

圖2 基坑監(jiān)測布點圖

5 結束語

綜上所述，深基坑支護工程中圍護灌注樁+錨索等的復合式支護的施工組織及質量安全控制，需在充分了解圖紙設計意圖及周邊道路、地下管線及構筑基礎上，精心策劃部署，合理安排施工流程，嚴格按照圖紙要求施工，同時施工過程中嚴格控制每個工序的施工質量，確?；邮┕べ|量及安全。