李巖

摘要：近年來隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國建筑業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展，城市人口呈爆發(fā)式增長，尤其給城市的基礎(chǔ)設(shè)施帶來了前所未有的巨大壓力。這就給工程項(xiàng)目建設(shè)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。大型住宅區(qū)和公共建筑不斷涌現(xiàn)，地下空間的開發(fā)與利用也在進(jìn)一步加強(qiáng)，特別是在地下、地上環(huán)境異常復(fù)雜的今天，超深超大基坑工程給施工單位帶來了不小的挑戰(zhàn)。希望通過本文的闡述，能夠“拋磚引玉”，給類似工程項(xiàng)目的施工提供有益的參考。

Abstract： With the development of urbanization， the urban population has been increasing， which has brought great pressure on the urban infrastructure. A higher standard is proposed for the construction of the project. Large residential areas and public buildings have continued to emerge， further strengthening the development and utilization of underground space， and the underground and above-ground environments are also extremely complex. The ultra-deep and oversized foundation pit projects have brought challenges to construction units. It is hoped that this article will provide a reference for the construction of similar projects.

關(guān)鍵詞：建筑深基坑;圍護(hù)結(jié)構(gòu);三軸攪拌樁;挖土分區(qū)

Key words： building deep foundation pit;enclosure structure;three-axis mixing pile;excavation division

中圖分類號(hào)：TV551.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）12-0095-04

0 ?引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市人口的不斷聚集，城市空間的有效利用就顯得尤為重要。建筑施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，給地下空間的開發(fā)與利用提供了廣闊的前景。建筑深基坑施工環(huán)境日益復(fù)雜的今天，更加要求我們加強(qiáng)基坑支護(hù)、基坑降水、基坑開挖、基坑監(jiān)測(cè)等各方面創(chuàng)新工作，努力尋找既能確?；邮┕ぐ踩帜芙档凸こ坛杀镜钠胶恻c(diǎn)，在確保安全施工的前提下，為社會(huì)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此采用既經(jīng)濟(jì)又合理的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，是達(dá)到上述目的的重要手段。本文以“森蘭星河灣新建項(xiàng)目工程”地下車庫深基坑為例，闡述建筑深基坑施工技術(shù)及應(yīng)注意的問題。該工程采用了“型鋼混凝土攪拌墻（三軸攪拌樁+內(nèi)插型鋼）+鋼筋混凝土內(nèi)支撐”基坑支護(hù)體系，有效地控制了基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和對(duì)周邊建（構(gòu)）筑物的影響。

1 ?深基坑工程概況

本工程地下部分建筑面積約為49900平方米，基坑開挖深度見表1。

另外本基地西側(cè)為經(jīng)一路和正在運(yùn)行的地鐵6號(hào)線東靖路站，其余三側(cè)則為市政道路、居民小區(qū)和商務(wù)建筑，經(jīng)一路一側(cè)有較多管線。

2 ?基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系及施工方案

2.1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的確定

采用SMW（三軸水泥土攪拌樁）工法樁加二層落深的雙排雙軸水泥土攪拌樁，落深的坑內(nèi)采用壓密注漿施工，部分區(qū)域一道鋼筋混凝土內(nèi)支撐的形式。基坑降水采用輕型井點(diǎn)，沿基坑四周布置一排，坑內(nèi)再設(shè)置多排輕型井點(diǎn)，基坑挖土前，將地下水位降至坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.5m（如圖1和圖2）。

2.2 基坑總體施工方法

先進(jìn)行基坑圍護(hù)樁施工，圍護(hù)樁體系施工完成后再進(jìn)行基坑降水施工，最后進(jìn)行基坑支撐施工和挖土施工，并搭接塔吊基礎(chǔ)施工，塔吊基礎(chǔ)埋在地下室底板下。

2.3 圍護(hù)樁施工

施工順序：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，SMW工法樁的三軸水泥土攪拌樁從基坑?xùn)|側(cè)中間部位，向二側(cè)連續(xù)施工。三軸水泥土攪拌樁止水帷幕施工完成后施工圍護(hù)雙軸水泥土攪拌樁，最后再進(jìn)行坑內(nèi)壓密注漿施工。立柱樁與工程樁分區(qū)穿插進(jìn)行施工。

2.3.1 三軸攪拌樁施工

成樁采用兩噴兩攪施工工藝，鉆桿在下沉和提升時(shí)均需注入水泥漿液，當(dāng)土層的含砂率較高時(shí)，攪拌樁底部2～3m范圍里上下重復(fù)噴漿，同時(shí)要進(jìn)行一次攪拌。嚴(yán)格控制鉆桿下沉的速度，通常速度要小于1m/3min，以保證加固土體和漿液充分拌合，當(dāng)鉆桿下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高以后，還要對(duì)漿液進(jìn)行持續(xù)攪拌，噴漿1～2min，使用水泥漿液和樁底土體均勻拌和，之后以1.0m/2min速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿并對(duì)其提升，注漿作業(yè)要不間斷的進(jìn)行，注漿到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高或距地面約50cm后，停住注漿并關(guān)閉注漿泵。鉆桿下沉和提升時(shí)，也要不間斷的連續(xù)注入漿液?？刂迫S攪拌樁的結(jié)合和連接部位施工質(zhì)量，相鄰樁施工間隔時(shí)間要小于24h，這主要是因?yàn)橄噜彉蹲鳂I(yè)間隔時(shí)間太長，會(huì)對(duì)被加固體的整體受力性能產(chǎn)生不良影響。

2.3.2 雙軸攪拌樁施工

本工程采用兩噴三攪施工技術(shù)，首先，根據(jù)設(shè)計(jì)文件和施工圖紙，對(duì)攪拌樁的內(nèi)外邊線進(jìn)行放線，這些測(cè)量軸線經(jīng)過復(fù)核后，要進(jìn)行妥善保護(hù)，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行樁位布置，誤差小于5cm;每根樁施工前，要對(duì)攪拌軸的二個(gè)不同方向的垂直度進(jìn)行效核，誤差要小于5cm;對(duì)攪拌樁標(biāo)高引測(cè)，在支護(hù)四周進(jìn)行標(biāo)志，保證攪拌樁的入土深度;然后挖樣槽，寬度要依據(jù)攪拌樁內(nèi)外邊線確定，深度要在自然地坪下約1.50m;開挖過程遇到障礙物，要及時(shí)進(jìn)行清除;采用鋼絲繩將預(yù)拌下沉機(jī)掛于重機(jī)上，深層攪拌機(jī)和貯料砂漿泵借助輸槳膠管聯(lián)通，在深層攪拌機(jī)內(nèi)設(shè)置冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，待冷卻系統(tǒng)正常工作后，開啟攪拌電機(jī)，松開起重機(jī)鋼絲繩，由于受到設(shè)備自重的作用，攪拌機(jī)順著導(dǎo)向架下沉，用電機(jī)自帶的電流監(jiān)測(cè)表對(duì)下沉速度進(jìn)行控制，工作電流小于70A，通常選擇0.38～0.75m/min;若下沉速度過慢，可借助輸漿系統(tǒng)補(bǔ)充清水，以利于鉆進(jìn)施工。

2.3.3 坑內(nèi)壓密注漿施工工藝

本工程采用雙液分層注漿施工技術(shù)，施工工藝流程如圖3，具體施工過程中質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

①施工中采用普通硅酸鹽水泥42.5和水玻璃作為原料，混合液的水玻璃模數(shù)是3.0～3.3，注漿完畢后28天，對(duì)加固體的滲透系數(shù)和靜力觸探比貫入阻力進(jìn)行試驗(yàn)，滲透系數(shù)小于1×10-7cm/s，貫入阻力不小于1.4MPa;

②注漿孔直徑0.1米，注漿間距1m×1m，水泥摻量不少于10%，同時(shí)使被加固土體在橫向和縱向都能形成一整體。

③根據(jù)注漿目的和地基土條件，控制漿液初凝時(shí)間，通常，粘性土地基中漿液的初凝時(shí)間為1-2h，砂土地基為5-20min，注漿壓力應(yīng)小于1MPa，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，控制注漿有效范圍與注漿量。

3 ?基坑開挖施工分區(qū)

由于該工程整個(gè)地下室平面面積較大，因此基坑開挖及地下結(jié)構(gòu)施工時(shí)，進(jìn)行平面分區(qū)施工（具體分三個(gè)施工區(qū)，如圖4）。

4 ?基坑土方開挖施工方法

4.1 總體挖土施工順序

①土方開挖根據(jù)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容（后澆帶）和現(xiàn)場(chǎng)情況，分三個(gè)區(qū)施工即施工一區(qū)（A11-2區(qū)）、施工二區(qū)（A11-4南區(qū)）和施工三區(qū)（A11-4北區(qū)）。

②土方開挖流程為施工一區(qū)→施工二區(qū)→施工三區(qū)，施工一區(qū)與施工二區(qū)是連續(xù)開挖，施工三區(qū)是待一、二區(qū)結(jié)構(gòu)完成至±0.000且外剪力墻防水施工好回填土?xí)r開挖。

③施工一區(qū)和施工二區(qū)土方采用四臺(tái)EX-200和一臺(tái)EX-300，其中EX-300加長臂挖機(jī)在坑外裝車，四臺(tái)EX-200下坑開挖，開挖出工作面后及時(shí)澆筑墊層。施工三區(qū)采用四臺(tái)EX-200和兩臺(tái)EX-300，其中EX-300加長臂挖機(jī)在坑外裝車，四臺(tái)EX-200下坑開挖，開挖出工作面后及時(shí)澆筑墊層。

4.2 分區(qū)挖土工況

①施工一區(qū)、施工二區(qū)：連續(xù)挖土，挖土工況如圖5。

②施工三區(qū)：待一、二區(qū)結(jié)構(gòu)完成至±0.000且外剪力墻防水施工好回填土?xí)r，進(jìn)行開挖，如圖6。

5 ?基坑施工安全注意事項(xiàng)

成立專門監(jiān)測(cè)小組，對(duì)壓頂梁的垂直與水平位移、圍護(hù)樁樁身變形，即測(cè)斜、支撐軸力，地下管線的水平位移及沉降、立柱的水平及垂直位移、坑內(nèi)外的地下水位等項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

以工程開挖深度的3倍范圍，作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域，力求對(duì)周圍環(huán)境的保護(hù)做到萬無一失。對(duì)地鐵、圍護(hù)墻本體、地下水位等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以信息化監(jiān)測(cè)來動(dòng)態(tài)指導(dǎo)施工?；娱_挖階段一天一次，關(guān)鍵時(shí)刻（如大底板施工前）須增加監(jiān)測(cè)頻率，如發(fā)現(xiàn)有較大的變形值或累計(jì)值達(dá)到報(bào)警值，立刻停止施工，及時(shí)向各方匯報(bào)協(xié)調(diào)，找出原因、調(diào)整施工并啟動(dòng)備用方案，以避免事態(tài)進(jìn)一步的發(fā)展。

基坑開挖施工中，設(shè)水位監(jiān)測(cè)井對(duì)地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，挖土的理論指導(dǎo)為土體的“時(shí)空效應(yīng)”，為有效平衡基坑外部的主動(dòng)土壓力，在挖土過程中，在基坑內(nèi)部留有一定寬度的土體，這部分土體產(chǎn)生被動(dòng)土壓力，來對(duì)抗主動(dòng)土產(chǎn)生的壓力;為保證基坑變形控制在規(guī)范范圍內(nèi)，要根據(jù)設(shè)計(jì)文件的要求，24h內(nèi)開展砼墊層和土體分塊抽條的施工，從而保證了周邊管線、道路、地鐵主體結(jié)構(gòu)不會(huì)因基礎(chǔ)變形產(chǎn)生安全隱患;以“分區(qū)、分層、分段、分塊”為挖土原則，進(jìn)行“盆”邊土的挖除，根據(jù)土體“時(shí)空效應(yīng)”理論，平行、對(duì)稱、限時(shí)挖土，分塊開挖后支撐澆筑必須控制在24小時(shí)內(nèi)完成，每塊土體開挖和墊層澆搗的總時(shí)間要小于24h;為避免因抽條時(shí)土體太高，產(chǎn)生塌方危險(xiǎn)，要先對(duì)盆邊土上方2m高的土體刨除，然后在挖除“盆”邊土。

并制定緊急處理方案：在地鐵主體結(jié)構(gòu)側(cè)的地墻外先行預(yù)埋注漿管，工程開挖后備好注漿材料，注漿隊(duì)伍處于待命狀態(tài)，如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，緊急召開各方協(xié)調(diào)會(huì)議商討對(duì)策，根據(jù)協(xié)調(diào)方案采用雙液跟蹤控制注漿，調(diào)整管線曲率;如地下水位發(fā)現(xiàn)異?？刹扇⊥Ｖ钩樗虻叵滤毓嗟确椒?。

基坑施工過程中下列險(xiǎn)情出現(xiàn)須立即通報(bào)地鐵管理及運(yùn)營單位：

①地鐵側(cè)地墻單日位移（沉降、測(cè)斜）值報(bào)警;

②地鐵側(cè)地墻位移（沉降、測(cè)斜）累計(jì)值報(bào)警;

③地鐵側(cè)承壓水下降報(bào)警且回灌不能保持應(yīng)有水位;

④減壓井失效承壓水大量涌入基坑。

在險(xiǎn)情得到排除，確保地鐵安全后再進(jìn)行下一步的施工。

6 ?結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)是隨著生產(chǎn)、生活需要而逐步發(fā)展的，工程施工技術(shù)同樣如此。隨著城市縱向空間利用的日益發(fā)展，基坑工程施工就不得不面對(duì)施工環(huán)境日益復(fù)雜的局面，這就要求我們，在不斷實(shí)踐的基礎(chǔ)上，不斷總結(jié)和創(chuàng)新，以期更安全、更快速、更加高質(zhì)量地完成地下工程的施工。當(dāng)前，該工程已經(jīng)交付業(yè)主投入使用，在該項(xiàng)目深基坑施工過程中，根據(jù)針對(duì)基坑支護(hù)體系及地下水位的監(jiān)測(cè)結(jié)果，整個(gè)基坑作業(yè)面及周邊建筑物一直處于平穩(wěn)安全狀態(tài)。

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