陳云英

(四川省第三建筑工程公司, 四川成都 610000)

?

高層建筑深基坑支護(hù)施工技術(shù)控制分析

陳云英

(四川省第三建筑工程公司, 四川成都 610000)

隨著我國高層建筑不斷增多，基坑工程正向大深度、大面積、技術(shù)含量高、施工難度大的方向發(fā)展。在密集的建筑群中施工，常受到場地、鄰近建筑物、地下管線的影響?；拥拈_挖則會對地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及周圍構(gòu)筑物造成不利影響?？茖W(xué)合理地制定和選擇適合的支護(hù)方案對保證施工安全具有非常重要的意義。文章以楓丹中心工程項(xiàng)目為例，提出了樁錨支護(hù)的解決方案，對錨桿支護(hù)在基坑開挖中的應(yīng)用進(jìn)行分析，對類似高層建筑工程的施工具有一定的借鑒意義。

高層建筑；基坑支護(hù)；技術(shù)控制；要點(diǎn)分析

1　工程概況

楓丹中心工程，位于成都市天府大道旁成都市南部副中心科技創(chuàng)業(yè)中心3號樓西側(cè)約40 m，建筑面積133 574 m2，基底面積9 046 m2，建筑總高度108 m。B座酒店式辦公、住宅地上31層，A座辦公樓地上23層、裙房部分地上3層，高18.20 m，地下3層地下室，基坑開挖深度14.30 m和15.70 m(塔樓)。工程等級為一級的綜合樓。

2　基坑的基本地質(zhì)條件分析

根據(jù)地勘報(bào)告，場地上覆第四系人工填土(Q4ml)，其下由第四系上更新統(tǒng)沖洪積(Q3al+pl)成因的黏土、粉質(zhì)黏土、粉土、細(xì)砂及卵石組成,下伏白堊系上統(tǒng)灌口組泥巖(K2g)。場地地下水類型為填土中的上層滯水、砂卵石層中的孔隙潛水和賦存于基巖中的裂隙水。其中孔隙潛水是本場地主要的地下水類型，其水位埋藏較淺，水量豐富，對本工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工影響較大。

2.1深基坑支護(hù)施工重點(diǎn)及難點(diǎn)

2.1.1四周環(huán)境復(fù)雜

該項(xiàng)目位于成都市高新區(qū)，緊鄰市政府辦公樓。另外，東側(cè)地鐵及北側(cè)地下高壓電力隧道對本基坑支護(hù)工程的實(shí)施形成較大制約。

2.1.2地層分布復(fù)雜

場地地基土中黏土層、含卵石黏土層及全風(fēng)化泥巖層的工程地質(zhì)特性比較復(fù)雜，具有弱膨脹性和收縮性，受環(huán)境影響較大，受水的影響也較為顯著。另外，泥夾卵石層因卵石未形成骨架，其力學(xué)性質(zhì)取決于黏土的性質(zhì)，甚至在水理性質(zhì)滲透性上比成都黏土更差，對支護(hù)設(shè)計(jì)安全性要求很高。

2.1.3工期緊、工程量大

基坑工程涉及大面積的開挖，通常會增加基坑支護(hù)的工程量。如果工期拖延，極可能出現(xiàn)預(yù)判以外的不良影響，也不利于保護(hù)周圍環(huán)境，因此在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制工期，力爭質(zhì)量與工期齊頭并進(jìn)。

3　深基坑支護(hù)方案

該工程采用樁錨支護(hù)。支護(hù)樁為旋挖樁，錨索為預(yù)應(yīng)力錨索，樁頂設(shè)置冠梁，樁間采用掛鋼筋網(wǎng)片噴射混凝土護(hù)壁。場地東側(cè)支護(hù)樁樁徑D1 200 mm，樁芯距2 050 mm；其余區(qū)域支護(hù)樁直徑D1 000 mm，樁芯距3 000 mm。場地東側(cè)采用可回收式錨索(圖1)。

圖1　樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面

4　深基坑支護(hù)施工技術(shù)控制要點(diǎn)

4.1基坑支護(hù)材料控制要點(diǎn)

(1)樁身及冠梁混凝土材料：C25混凝土；鋼筋：A8、A10、B14、B20、B22；

(2)鋼筋加工：鋼筋綁扎材料采取火燒絲，綁扎搭接長度、搭接接頭面積百分率按規(guī)范執(zhí)行；焊接采用手工電弧及閃光對焊，焊接接頭型式、接頭面積百分率、焊條類型等按規(guī)范執(zhí)行；

(3)錨桿桿體材料：單根7×A5直徑為15.2 mm(東側(cè)回收錨桿采用7×A5直徑為12.7 mm)單根的低松弛鋼絞線(fptk=1 860 MPa);

(4)錨桿注漿：水灰比W∶C=0.50(重量比)素水泥漿；水泥使用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度不宜低于M25；漿體材料28 d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于25 MPa。

4.2護(hù)坡樁施工控制要點(diǎn)

(1)作業(yè)條件。清理場地周圍環(huán)境，了解場地附近地下管線的情況；熟悉施工設(shè)計(jì)圖紙；設(shè)置定位點(diǎn)及高程水準(zhǔn)點(diǎn)等。

(2)制備泥漿。泥漿系統(tǒng)需在施工進(jìn)行前布置完善，配備排水清渣設(shè)施；泥漿的質(zhì)量是影響鉆孔質(zhì)量的關(guān)鍵因素，必須由專門的技術(shù)人員按照設(shè)計(jì)要求來配制，保證其性能滿足：黏度不能超過16～22 s且含砂量控制在4 %以內(nèi)。

(3)成孔施工。嚴(yán)格控制鉆頭的直徑；每次進(jìn)鉆深度不能超過50 cm，緩慢提鉆，同時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充護(hù)壁泥漿；針對不同土層結(jié)構(gòu)及時(shí)更換鉆頭，例如土層選用挖泥鉆頭，砂層使用撈砂鉆頭；鉆孔完成經(jīng)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行后續(xù)工序。

(4)鋼筋籠制作與安裝。材料經(jīng)過檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)入現(xiàn)場，加勁箍后的搭接雙面焊操作應(yīng)滿足焊接工藝及精度要求；其次應(yīng)該保證鋼筋籠的幾何尺寸符合要求，鉛垂指標(biāo)好，不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)與彎曲的情形。鋼筋的周圍應(yīng)該留有保護(hù)層厚度，四周保護(hù)層厚度應(yīng)保持一致，以保證鋼筋籠的垂直度。

鋼筋籠運(yùn)至鉆孔后，使用垂直吊裝。為了防止其出現(xiàn)變形，設(shè)置2個(gè)吊點(diǎn)進(jìn)行吊裝，吊裝下放速度必須勻速且保證垂直；鋼筋籠尖錐鉆進(jìn)混凝土之后，要保證緩慢進(jìn)行，當(dāng)無法自主向下運(yùn)行時(shí)，在振動(dòng)錘的作用下，根據(jù)實(shí)際的下放情況，調(diào)整好鋼筋籠體的下放節(jié)奏。

(5)混凝土灌注。作為混凝土灌注的重要指標(biāo)，嚴(yán)格控制初灌量，保證在初灌后導(dǎo)管的埋深不得低于1 m；每次灌注后及時(shí)計(jì)算導(dǎo)管的埋置深度，并進(jìn)行拆卸，保證導(dǎo)管的埋設(shè)深度在2 m以上；為保證質(zhì)量，灌注操作應(yīng)一次性連續(xù)完成，中間不可停頓。

灌注快到頂部時(shí)，以最頂部的混凝土的效果為前提，要把實(shí)際的灌注厚度高過樁頂 0.5 m 以確保安全性。

4.3錨索施工控制要點(diǎn)

根據(jù)場地環(huán)境、鉆孔深度、鉆孔地點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性等因素對鉆孔機(jī)械和工藝進(jìn)行適當(dāng)選取。對含水量接近或大于塑限的土層打設(shè)短錨索，盡可能選取人工洛陽鏟；而對于含水量較小的土層中的錨索，從成本角度考慮，則盡量考慮普通螺旋鉆進(jìn)；針對松軟地層和硬度系數(shù)高的砂卵石層等，為保證施工質(zhì)量、加快作業(yè)進(jìn)程的情況下應(yīng)選取套管鉆進(jìn)工藝。

(1)孔底保留一段合理距離。在完成錨索鉆孔后，在孔內(nèi)放入注漿管和錨索，注漿管最里端應(yīng)與孔底留有一段距離，如 50～100 mm，以確?？椎追禎{的良好效果。

(2)一次注漿：注漿工作應(yīng)在桿體位置調(diào)整好時(shí)通過之前放置好的注漿管開始返漿操作，一次注漿可以停止的標(biāo)志是，當(dāng)注漿管的外露端有漿體流出。

(3)補(bǔ)漿：進(jìn)行一次注漿之后，因?yàn)榭變?nèi)土層滲透系數(shù)大，使孔內(nèi)水泥漿充盈度不足，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該在第一次注漿發(fā)生初凝之前操作此步驟。

(4)二次壓漿：為進(jìn)一步提高錨索與周圍水泥漿及土體的錨固強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)錨固段受力狀態(tài)的連續(xù)、均勻，通常選擇在進(jìn)行補(bǔ)漿操作后的三至四個(gè)小時(shí)內(nèi)，利用高壓再次將水泥漿推送到孔內(nèi)，本次操作要持續(xù)到有流動(dòng)的漿液從已經(jīng)完成凝結(jié)的孔口外流。

(5)張拉：注漿后，在水泥(砂)漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，方可進(jìn)行錨索張拉，錨索張拉工作沿支護(hù)樁逐段進(jìn)行，以保證支護(hù)樁受力均勻，錨索張拉按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。注意預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，必須有安全措施，預(yù)應(yīng)力筋的正面嚴(yán)禁站人。

4.4冠梁施工控制要點(diǎn)

(1)施工縫的設(shè)置。考慮到轉(zhuǎn)角的特殊性，在該位置及其周圍15 m的地方均不得留有施工縫，特殊情況下，嚴(yán)格按照規(guī)范處理。

(2)放線。放線應(yīng)該按照圖紙，準(zhǔn)確操作；開挖后還應(yīng)進(jìn)行定位監(jiān)測。

(3)基槽土質(zhì)檢查?；坶_挖完成后，槽周圍土質(zhì)進(jìn)行檢查，土質(zhì)較弱時(shí)，應(yīng)進(jìn)行墊層加固，必要時(shí)可使用早強(qiáng)劑。

(4)鋼筋施工。安裝前，確保鋼筋尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)要求且外表沒有損傷；鋼筋的焊接應(yīng)的質(zhì)量應(yīng)滿足國家相關(guān)規(guī)范；雨天焊接時(shí)，應(yīng)采取相關(guān)保護(hù)措施，以保證焊接質(zhì)量。

(5)模板。該工序也是保證支護(hù)體系穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。所有模板均應(yīng)涂刷脫膜劑；模板的連接處盡量保持緊密，縫隙較大位置，可采用密封膠條進(jìn)行處理；混凝土澆筑前，在模板上噴灑少許水分，避免澆筑過程中出現(xiàn)表面缺陷。

(6)混凝土澆筑。振搗時(shí)，按照“快插慢拔”的原則，采用斜向方式進(jìn)行；澆筑過程不能間斷，一次性完成，并應(yīng)做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作，并使用激光水平儀檢查其水平程度，控制其高低差值不超過10 mm，超出部分做磨平處理。

4.5土方開挖施工要點(diǎn)

(1)土方開挖分區(qū)分層進(jìn)行見圖2。該工程由于施工工期較緊、土方量較大且全部土方需運(yùn)出場外，從總體施工進(jìn)度安排來看，需要土石方開挖、護(hù)壁樁施工、樁間護(hù)壁和樁錨索施工同步交叉進(jìn)行，要求土方開挖至基底后分區(qū)移交場地給后續(xù)工作。開挖中穿插基坑支護(hù)。在基坑土方開挖過程中，相鄰?fù)练礁卟畈淮笥? m。

圖2　土方分層開挖示意

(2)土方開挖應(yīng)充分了解周邊各有關(guān)道路、管線等設(shè)施的保護(hù)要求，實(shí)際開挖過程中，應(yīng)充分重視基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)，并及時(shí)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整施工流程或方案。在正式施工前，應(yīng)由施工方會同業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)測、監(jiān)理及各有關(guān)分包單位對各種可能發(fā)生的情況進(jìn)行預(yù)估和對策分析，制訂詳細(xì)、可行的施工應(yīng)急措施和方案。

(3)設(shè)置臨時(shí)汽車行走道路。由于工程所在場地表層雜填土層中含有一定的水，挖開之后自卸翻斗車的行走將會受到影響(特別是坡道)，因此在上下基坑的坡道上設(shè)置臨時(shí)汽車行走道路。道路做法為(由下到上)：石屑加干性土400 mm厚；卵石100 mm厚；局部采用鋼板鋪墊，剩余土體待深基礎(chǔ)施工完后挖除。

(4)設(shè)置臨時(shí)排水溝。在土石方開挖過程中，基坑內(nèi)會匯集地下水和地表水，需設(shè)置臨時(shí)排水溝明溝(300 mm×250 mm)臨時(shí)排水和集水坑，采用潛水泵抽到雨水井。

(5)跟蹤測量控制標(biāo)高和邊界。為保證土石方不超挖和欠挖，在接近基坑設(shè)計(jì)底標(biāo)高時(shí)需跟蹤測量控制標(biāo)高和邊界。保證土石方開挖的準(zhǔn)確。

(6)根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高作好清土工作。為保護(hù)支護(hù)樁體，坑底邊支護(hù)樁處余土必須采用人工開挖。旋挖樁需養(yǎng)護(hù)28 d齡期，并待混凝土達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行開挖。機(jī)械開挖過程中要隨時(shí)注意挖機(jī)不要過度碰觸支護(hù)樁樁體。

(7)挖土方案。具體的挖土方案需經(jīng)基坑設(shè)計(jì)人員認(rèn)可。開挖時(shí)，要預(yù)防土體應(yīng)力釋放過快導(dǎo)致支護(hù)樁位移破壞，現(xiàn)場人員損傷和機(jī)械損壞等工程事故。

(8)環(huán)保要求。該工程除在現(xiàn)場出入口設(shè)置洗車槽外，還配備一臺灑水車，離開現(xiàn)場的車輛要沖洗干凈后才能出施工現(xiàn)場，在自卸車行走的范圍內(nèi)，安排人員清掃落地泥土，并用灑水車早晚各灑水一次，出口設(shè)置洗車槽。

4.6其他要點(diǎn)

4.6.1人員培訓(xùn)

首先，施工人員在進(jìn)行操作施工以前應(yīng)仔細(xì)核對施工設(shè)計(jì)圖紙；其次，技術(shù)人員應(yīng)熟練掌握本專業(yè)的知識和熟練的技能，能應(yīng)對施工過程中出現(xiàn)的問題，并能迅速及時(shí)提出解決方案；最后是定期組織考核，對于考核合格者頒發(fā)證書，持證上崗，另外施工人員應(yīng)熟悉安全施工章程，掌握突發(fā)事件的應(yīng)急方案等。

4.6.2設(shè)監(jiān)測點(diǎn)

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)。全過程進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到報(bào)警值時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)人員進(jìn)行分析，采用措施處理。

4.6.3水位監(jiān)測

采用坑外回灌井進(jìn)行補(bǔ)水，保證坑外水位平衡，防止坑內(nèi)大量降水造成周邊變形。

4.6.4證據(jù)保全。

建設(shè)單位應(yīng)委托具有相應(yīng)資質(zhì)的第三方單位進(jìn)行基坑監(jiān)測和周邊道路，建筑物變形初始數(shù)據(jù)及相應(yīng)影像資料收集，做好證據(jù)保全，變形控制標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

4.6.5動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

考慮到設(shè)計(jì)采用的理論與實(shí)際現(xiàn)場施工有所差異，因此應(yīng)根據(jù)量測數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行修正，進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信息化施工。通過分析現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)，獲取圍巖以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性情況，并分析施工過程對周圍環(huán)境造成的影響，從而更加準(zhǔn)確地對支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況進(jìn)行監(jiān)測，為施工提供有效數(shù)據(jù)，對于指導(dǎo)施工、提高施工效率有著重要作用。

表1　監(jiān)測項(xiàng)目變形控制標(biāo)準(zhǔn)　mm

5　結(jié)束語

高層建筑深基坑支護(hù)工程作為一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，是建筑工程施工中不可缺少的重要組成部分，其臨時(shí)性的特點(diǎn)使得荷載、強(qiáng)度、變形、防滲、耐久性等方面的安全儲備相對較小?；邮┕べ|(zhì)量直接影響建筑工程整體質(zhì)量及使用壽命，也直接關(guān)系著建筑物和施工安全。舉例工程基坑工程面積較大、地層離散性大、施工周期長以及地下水豐富等特點(diǎn)，對土方開挖、護(hù)樁施工、錨索施工、冠梁施工等施工過程的重點(diǎn)、難點(diǎn)采取技術(shù)控制措施，并嚴(yán)格按照施工方案和程序進(jìn)行施工，注重加強(qiáng)施工與監(jiān)測同步推進(jìn)的有效措施，確保了基坑支護(hù)工程的質(zhì)量、安全和工期。該工程榮獲省、市結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)和省標(biāo)準(zhǔn)化文明工地，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]汪福元. 高層建筑深基坑支護(hù)施工技術(shù)探討[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(21):62-63.

[2]雷鋼. 高層建筑深基坑支護(hù)施工技術(shù)研究[J]. 中華民居:下旬刊,2014(1):316-318.

[3]吳野. 基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)測技術(shù)的研究[D].內(nèi)蒙古科技大學(xué),2007.

[4]湯連生,宋明健,廖化榮,等. 預(yù)應(yīng)力錨索復(fù)合土釘支護(hù)內(nèi)力及變形分析[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2008(2):410-417.

TU94+2

B

[定稿日期]2016-06-28