王飛

0 引言

隨著人民生活水準(zhǔn)的不斷提高，大型公建項(xiàng)目在各大城市的需求量越來越大，現(xiàn)階段，深基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)及施工還沒有形成完善的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系，所以無法為相應(yīng)工程提供科學(xué)有效的指導(dǎo)，造成深基坑工程施工中容易出現(xiàn)一些安全事故，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防不到位，導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡，也加大了工程的建設(shè)成本，且和深基坑比較接近位置的建筑物以及地下設(shè)施也可能因此受到影響。基于深基坑工程施工建筑特點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)情況，考慮到呼和浩特地區(qū)的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)以及施工相關(guān)方面經(jīng)驗(yàn)不足，所以，本文以地區(qū)的深基坑工程為例，對(duì)深基坑多種支護(hù)形式設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行總結(jié)，深刻認(rèn)識(shí)各基坑支護(hù)形式的質(zhì)量控制要點(diǎn)，對(duì)呼和浩特市區(qū)其他深基坑工程施工具有參考借鑒意義。

1 工程概況

1.1 建筑概況

金隅環(huán)球金融中心項(xiàng)目，位于呼和浩特市如意開發(fā)區(qū)，本工程是由多個(gè)高層建筑組成的大型辦公商務(wù)建筑群，地上5～19 層，地下3 層，建設(shè)用地面積：35 593.75m，總建筑面積：265 979.0m，東西長(zhǎng)209.5m，南北寬141.0m，本工程±0.000=1 060.1m，基礎(chǔ)埋深-15.7m。

1.2 周邊環(huán)境

北側(cè)臨近敕勒川大街，距離29m；東側(cè)臨近騰飛路，距離22m；南側(cè)臨近金隅時(shí)代城居民樓，18 層，主體結(jié)構(gòu)為框架剪力墻，基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深-8m，距離25m；西側(cè)臨近東方君座辦公樓，26 層，主體結(jié)構(gòu)為框架剪力墻，基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深-11m，距離13m。

1.3 地質(zhì)及水文情況

勘察工作，采用實(shí)測(cè)高程，各孔口高程在1 060.4～1 061.8間，高差1.4m，呈西北高，南北低平緩狀。按地質(zhì)年代成因總體上分為三個(gè)地質(zhì)單元：上部第四系全新統(tǒng)沖洪積層，主要為黃褐色砂類土、粉土；中部第四系上更新統(tǒng)沖洪積層，主要為砂礫、細(xì)砂層，下部第四系中更新統(tǒng)湖泊相沉積層，主要為灰黑、灰藍(lán)色粘性土。本工程地基持力層為砂礫層。勘察期間，各孔初見水位13.5～14m，高程1 047.0～1 047.6m，屬潛水，主要含水層為砂礫，富水性好。

2 基坑支護(hù)方案

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，結(jié)合工程特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境，本工程四周均采用上部土釘墻噴錨，下部樁錨的基坑支護(hù)形式。即相對(duì)標(biāo)高-5.00m（1 055.10m）以上為土釘墻噴錨支護(hù)體系，-5.00m 以下為樁錨支護(hù)體系。具體形式如圖1 所示：

圖1 支護(hù)系統(tǒng)

2.1 土釘墻方案

土釘墻按1∶0.3 放坡，土釘墻上設(shè)三道水平土釘帶，土釘水平間距為1.5m，垂直間距為 1.5m，成孔孔徑100mm，傾角10°，土釘長(zhǎng)度 5.3～6.3m 。土釘桿均采用φ18 螺紋鋼，土釘大樣如圖2 所示，其中第1 土釘長(zhǎng) 6.3m；第2 道長(zhǎng)5.8m；第3 道長(zhǎng) 8.00m；孔內(nèi)注水泥漿，強(qiáng)度等級(jí)為P.O.42.5 普通硅酸鹽水泥。土釘墻面板由現(xiàn)場(chǎng)噴射混凝土而成，混凝土強(qiáng)度為C20，厚100mm，內(nèi)掛φ6@200 單層雙向鋼筋網(wǎng)，外配φ16mm 橫向加強(qiáng)筋并與所有土釘頭焊接。面板大樣如圖3所示。

圖2 土釘墻橫向面板大樣

圖3 土釘墻縱向面板大樣

2.2 樁錨方案

2.2.1 護(hù)坡樁及冠梁

護(hù)坡樁為鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁徑800mm，樁中心距1 600mm，樁長(zhǎng)15.85m，護(hù)坡樁及冠梁混凝土強(qiáng)度為C25。

2.2.2 錨索

采用兩排錨索，一樁一錨形式，錨索成孔直徑150mm，傾角均為：15°，第一道錨索標(biāo)高為-5.2m，錨索長(zhǎng)度21.0m，自由段7m，錨筋為3 束7φ5 鋼絞線，第二道錨索標(biāo)高為-10.45m，錨桿長(zhǎng)度20m，自由段6m，錨筋為4 束7φ5 鋼絞線。預(yù)應(yīng)力錨索注漿水泥采用P.O.42.5 普通硅酸鹽水泥。錨索腰梁采用2根28B 工字鋼并排制作。鋼腰梁大樣如圖4。

圖4 鋼腰梁大樣

2.2.3 樁間噴錨

樁間掛網(wǎng)采用4mm×6mm×2mm 規(guī)格的鋼板網(wǎng)，用射釘槍及U 型釘固定在樁基坡面上，外噴混凝土厚度80mm。樁間噴錨大樣如圖5。

圖5 樁間噴錨大樣

3 施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 土釘墻施工工藝流程

土方開挖→土釘定位→鉆孔→安裝土釘→注漿→綁扎鋼筋網(wǎng)片→設(shè)置泄水管→噴射混凝土面層→養(yǎng)護(hù)。

3.2 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）土方開挖：分層進(jìn)行，且應(yīng)與土釘墻支護(hù)施工作業(yè)緊密協(xié)調(diào)配合，挖土分層厚度應(yīng)與土釘豎向間距一致，每層開挖至土釘標(biāo)高下500mm，嚴(yán)禁超挖。

（2）鉆孔及土釘安裝：按設(shè)計(jì)要求確定土釘位置，鉆孔必須鉆至設(shè)計(jì)深度，安裝土釘前，應(yīng)進(jìn)行清孔及檢查，土釘置入孔前，先在其上安裝定位件（間距不應(yīng)大于2 000mm），以保證土釘處于孔位中心位置且注漿后保證其保護(hù)層厚度。

（3）注漿：注漿前清除孔內(nèi)殘留及松動(dòng)的雜土，低壓注漿注壓力保持在0.4～0.6Mpa，注漿導(dǎo)管底端應(yīng)插至距孔底250～500mm 處，在注漿時(shí)將導(dǎo)管勻速緩慢地撤出，過程中注漿導(dǎo)管始終埋在漿體表面下，孔口用止?jié){塞止?jié){，注滿后保持壓力3～5min。

（4）綁扎鋼筋網(wǎng)片：網(wǎng)片鋼筋應(yīng)順直，按設(shè)計(jì)間距綁扎牢固，鋼筋網(wǎng)片隨壁面鋪設(shè)，與坡面間隙不小于20mm，采用U 型鋼筋插入土中固定鋼筋網(wǎng)片。每步工作面上的鋼筋網(wǎng)片應(yīng)預(yù)留與下一步工作面鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度。采用橫向加強(qiáng)筋保證鋼筋網(wǎng)與土釘連接牢固。

（5）面層混凝土：為使回彈率減少到最低限度，噴頭與受噴面應(yīng)保持垂直，噴頭與作業(yè)面間距宜為0.6～1.0m。在鋼筋部位應(yīng)先噴鋼筋后方以防其背面出現(xiàn)空隙，混凝土上下層及相鄰段搭接結(jié)合處，搭接長(zhǎng)度一般為厚度的2 倍以上，接縫應(yīng)錯(cuò)開。噴射順序應(yīng)自下而上，噴射時(shí)應(yīng)控制用水量，使噴射面層無干斑或移流現(xiàn)象。噴射混凝土終凝2h 后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫確定，宜為3～7d 。在上層土釘注漿機(jī)噴射混凝土面層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后方可開挖下層土方。

（6）泄水管設(shè)置：在噴射面層混凝土前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求埋設(shè)泄水管，泄水管采用塑料排水管，間距為1.5～2.0m，長(zhǎng)0.5m，直徑40mm，外管口略向下傾斜，管壁上半部分鉆透水孔，管四周填滿粗砂作為慮水材料，防止土顆粒流失。

4 護(hù)坡樁施工工序及質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 護(hù)坡樁施工工藝流程

放線、測(cè)放樁位→鉆機(jī)就位、調(diào)整垂直度→鉆孔 →鉆至設(shè)計(jì)深度→壓灌混凝土→插入鋼筋籠

4.2 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）鉆機(jī)就位：完成鉆機(jī)位置固定后，需要進(jìn)一步進(jìn)行核驗(yàn)檢查，確保無誤，一般鉆頭和樁位點(diǎn)之間的偏差應(yīng)該控制在20mm 范圍內(nèi)，在開孔的情況下，鉆速不宜過快。在啟動(dòng)鉆機(jī)之前，應(yīng)該確保周邊的土塊、殘留混凝土等清潔衛(wèi)生，避免對(duì)鉆機(jī)工作帶來不利影響。

（2）鉆孔：在進(jìn)行鉆進(jìn)的時(shí)候，要注意不能提升鉆桿，也要避免反轉(zhuǎn)，如果確實(shí)需要進(jìn)行上述操作，可以對(duì)鉆尖開起門進(jìn)行重新清洗和封口，保證鉆進(jìn)質(zhì)量不受影響。此外，樁間距低于1.3 的飽和粉細(xì)砂好軟土層部位，最好使用跳打的方式，避免出現(xiàn)串孔的情況。

（3）壓灌混凝土：在完成設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高終孔驗(yàn)收后，要先泵入混凝土且保持停頓10～20s 后，再慢慢提升鉆桿，混凝土輸送泵管布置中，應(yīng)該盡量避免彎道設(shè)計(jì)，注意混凝土泵和鉆機(jī)的距離應(yīng)該控制在60m 以內(nèi)。這里的混凝土泵送需要保持持續(xù)運(yùn)行，邊泵送混凝土邊提鉆，速度需要好混凝土泵送量相符合，且確保管中的混凝土有一定高度，確保料斗中的混凝土高度在4m 以上，且鉆頭應(yīng)該始終處于混凝土面下的10m 以上位置。此外，樁頂混凝土超灌高度應(yīng)該在0.3m 以上。

（4）鋼筋籠制作：鋼筋籠使用中，需要注意要避免出現(xiàn)鋼筋籠的變形，所以在鋼筋籠吊裝和搬運(yùn)等過程中，需要做好質(zhì)量控制，每間隔2m 需要設(shè)置一個(gè)直徑為0.16m 的加勁箍，這種加勁箍應(yīng)該在主筋的外圍，確保鋼筋籠和加勁箍的內(nèi)支撐筋呈現(xiàn)三角形形態(tài)。

（5）插入鋼筋籠：在完成混凝土壓灌后，需要對(duì)于鋼筋籠插入到設(shè)計(jì)的深度位置，確保鋼筋籠和振動(dòng)裝置連接，對(duì)準(zhǔn)孔位，確保垂直居中分布，在完成鋼筋籠插入的情況下，可以先通過鋼筋籠和振動(dòng)裝置本身的重量緩慢插入，如果插入效果不理想，可以啟動(dòng)振動(dòng)裝置，確保鋼筋籠下沉到設(shè)計(jì)位置，鋼筋籠在下放中需要保持連續(xù)性，避免停頓，防止影響施工質(zhì)量。

5 預(yù)應(yīng)力錨桿施工工序及質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1 施工工藝流程

土方開挖→孔位測(cè)定→鉆機(jī)就位→鉆孔→清孔→錨索制作安裝→注漿→二次補(bǔ)漿→錨索張拉鎖定→封錨。這個(gè)環(huán)節(jié)工序復(fù)雜，施工質(zhì)量一定要保證。施工技術(shù)人員一定要注重每一個(gè)流程過程中的施工質(zhì)量控制。在施工前一定要設(shè)計(jì)方案，了解地層條件，根據(jù)工程規(guī)模等情況進(jìn)行施工。在施工時(shí)，抓住過程質(zhì)量，分析施工可能產(chǎn)生的影響和可能遇到的問題，編制施工組織設(shè)計(jì)，做好施工計(jì)劃，對(duì)材料、施工方案、施工機(jī)械等都要做好充分準(zhǔn)備工作，確保每一個(gè)流程采取的措施都得力。

5.2 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）孔位測(cè)定：在孔位開挖中應(yīng)該采用分層開挖模式，按照相關(guān)工點(diǎn)工程立面圖，結(jié)合具體的設(shè)計(jì)要求，將錨孔位置準(zhǔn)確測(cè)放在坡面上，注意孔位誤差應(yīng)做好控制，應(yīng)該在50mm上下。

（2）鉆機(jī)就位：依據(jù)上述的錨孔的位置，進(jìn)行錨孔鉆進(jìn)操作，錨孔開鉆就位縱橫誤差應(yīng)該在±50mm 范圍內(nèi)，高程誤差應(yīng)該控制在±100mm 范圍內(nèi)，要確保鉆孔傾角以及方向和設(shè)計(jì)需要一致，傾角的允許誤差應(yīng)該控制在±1°。

（3）鉆孔：在鉆孔中，要做好循環(huán)清孔工作，在出現(xiàn)土層崩塌的情況下，需要確保成孔速度加快，結(jié)合地質(zhì)條件，及時(shí)做好套管護(hù)壁，再出現(xiàn)塌孔情況下，需要及時(shí)停止鉆孔操作，做好固壁灌漿施工，在水泥砂初步凝結(jié)后，再重新進(jìn)行掃孔鉆進(jìn)操作。在完成鉆進(jìn)后，需要反復(fù)將插孔內(nèi)鉆桿提出，使用清水沖洗。清水循環(huán)法的適用范圍非常廣，可采用地質(zhì)鉆機(jī)或者專用鉆機(jī)，但是需要配備1 套排水系統(tǒng)。對(duì)于土層土質(zhì)比較松散的情況，可以采用護(hù)壁套管。為了保證鉆孔質(zhì)量，鉆孔前根據(jù)設(shè)計(jì)和土層結(jié)構(gòu)做出標(biāo)記，錨孔水平方向孔距誤差≤50mm，垂直方向誤差控制≤10mm，鉆孔底部的誤差≤3%，深度控制方面錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度0.5～1.0m。

（4）清孔：在孔鉆深度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，及時(shí)停止鉆進(jìn)操作，但是要確保穩(wěn)鉆1～2min，這樣可以避免出現(xiàn)孔底尖滅或者是不能達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)孔徑的情況出現(xiàn)。鉆孔孔壁中要避免出現(xiàn)水體粘滯和沉渣，所以需要及時(shí)清理，在完成鉆孔后，應(yīng)該使用高壓空氣對(duì)孔內(nèi)的巖粉以及水體進(jìn)行清理，避免水泥砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度受到雜質(zhì)影響。

（5）錨索制作安裝：在進(jìn)行鋼絞線綁扎前，需要對(duì)于絞線表層的污漬進(jìn)行清理，保證鉆孔里面干凈，螺旋干鉆孔到設(shè)計(jì)深度繼續(xù)旋轉(zhuǎn)出渣土5min，回轉(zhuǎn)沖擊鉆孔到設(shè)計(jì)孔深度，用高壓風(fēng)把渣土吹干凈，孔內(nèi)無殘留，且需要確保每股絞線長(zhǎng)度誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。對(duì)注漿管、自由端等綁扎需要提前做好，在自由端采取塑料管包扎，和錨固段接觸位置的塑料管應(yīng)做好密封處理，避免在注漿時(shí)漿液滲入自由段。

（6）注漿：在注漿環(huán)節(jié)，需要嚴(yán)格對(duì)水泥漿的質(zhì)量進(jìn)行控制，為增強(qiáng)水泥漿的粘性和凝結(jié)強(qiáng)度，可以添加一些加強(qiáng)劑，在注漿時(shí)，應(yīng)該緩慢且勻速地將注漿管抽出來，不能抽得太快，最后要保證注漿管端口始終埋在漿液面的1m 以上，確保灌漿整體均勻性和密實(shí)性。完成注漿后，需要對(duì)于鋼絞線的外側(cè)進(jìn)行清洗，做好保護(hù)措施。在發(fā)現(xiàn)一次注漿不滿或是出現(xiàn)注漿后沉降現(xiàn)象后，需要進(jìn)行補(bǔ)充，確保注滿。

（7）封錨：完成張拉后，剪去多余的鋼絞線，但是也需要注意，鋼絞線留取的長(zhǎng)度應(yīng)該適宜，避免滑入孔中失效。此外，可以使用防銹油對(duì)外露鋼構(gòu)件進(jìn)行仔細(xì)粉刷，這樣可以有效避免銹蝕情況出現(xiàn)，保證鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量不受影響。

6 樁間噴錨工序及質(zhì)量控制要點(diǎn)

6.1 施工工藝流程

樁間土清理及樁體處理→鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片→噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)。

6.2 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）樁間土清理及樁體處理：要避免相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械在開挖中將較多的樁間土帶下，所以要避免現(xiàn)場(chǎng)使用機(jī)械進(jìn)行樁間土開挖操作。可以人工進(jìn)行樁間土壁的修復(fù)操作，確保相應(yīng)噴射厚度滿足需要。此外，還可以通過人工對(duì)樁身浮土進(jìn)行清理，避免出現(xiàn)夾泥的情況。

（2）鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片：樁處理完成后應(yīng)立即鋪掛鋼筋網(wǎng)片，樁間掛網(wǎng)采用4mm×6mm×2mm 規(guī)格的鋼板網(wǎng)，用射釘槍及U型釘固定在樁基坡面上，每隔1 000 設(shè)置一道橫向拉筋，拉筋兩端采用植筋的方法錨固與樁內(nèi)，錨固長(zhǎng)度為80mm，中間采用單面焊接連接，焊接長(zhǎng)度為10d。

（3）噴射混凝土：將掛好的網(wǎng)片的攪拌墻噴射混凝土作為封閉找平層，一般噴射厚度應(yīng)該控制在80mm，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)該達(dá)到C20，結(jié)合相應(yīng)配合比，對(duì)于混凝土干料進(jìn)行配合，需要對(duì)于具體的施工用水量做好控制。此外，還要防止出現(xiàn)回彈情況，所以在噴射混凝土的操作中，需要確保噴頭和受噴面之間的垂直性，確保作業(yè)面和噴頭之間的距離控制在0.5～1.0m 范圍內(nèi)。噴射中應(yīng)該確保自下而上，采取螺旋噴射的方法為宜。在噴射過程中，需要做好用水量控制，避免噴射面出現(xiàn)移流情況。

（4）養(yǎng)護(hù)：噴射混凝土終凝2h 后，噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫確定，宜為3～7d。

7 結(jié)論

（1）本工程對(duì)原方案一樁到底的施工模式進(jìn)行了改良，采取上部土釘墻+下部排樁錨桿聯(lián)合支護(hù)體系。這種優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠有效緩解主動(dòng)土壓力，下部通過在樁身最大彎矩位置加密配筋優(yōu)化的樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，能夠?qū)τ诨娱_挖中的變形進(jìn)行有效控制，這種操作方案能夠在一定程度上控制工程造價(jià)。

（2）本工程位于呼和浩特如意開發(fā)區(qū)，是該地區(qū)少有的深基坑工程項(xiàng)目，本工程在施工前，綜合對(duì)相關(guān)基坑側(cè)面支護(hù)中的問題以及現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況進(jìn)行分析，在完成多次方案討論后，這一方案更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用，且整體施工工期更短，能夠?yàn)楣こ烫峁┮恍┦┕⒖肌?duì)于呼和浩特地區(qū)的深基坑項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工而言，也具有一定的參考價(jià)值，值得推廣應(yīng)用。

（3）本工程支護(hù)形式多樣化，通過對(duì)本工程的參與及總結(jié)，使本人對(duì)各支護(hù)形式的施工方法及質(zhì)量控制有了深入的了解，積累了施工經(jīng)驗(yàn)，提高了自身業(yè)務(wù)水平，為今后的基坑支護(hù)施工作業(yè)提供了參照，并打下了良好的技術(shù)管理基礎(chǔ)，有助于以后基坑工程的施工質(zhì)量進(jìn)一步提升。