試論深基坑支護施工技術及應用

　　許立靜

　　摘要：本文對建筑工程中國深基坑支護的施工技術做闡述，并將土釘墻支護技術方案做介紹。

　　關鍵詞：深基坑 土釘支護

　　一、深基坑工程特點：

　　1)基坑支護體系是臨時結構，安全儲備較小，具有較大的風險性。基坑工程施工過程中應進行監測，并應有應急措施。在施工過程中一旦出現險情，需要及時搶救。

　　2)基坑工程具有很強的區域性。如軟粘土地基、黃土地基等工程地質和水文地質條件不同的地基中基坑工程差異性很大。同一城市不同區域也有差異。基坑工程的支護體系設計與施工和土方開挖都要因地制宜，根據本地情況進行，外地的經驗可以借鑒，但不能簡單搬用。

　　3)基坑工程具有很強的個性。基坑工程的支護體系設計與施工和土方開挖不僅與工程地質水文地質條件有關，還與基坑相鄰建(構)筑物和地下管線的位置、抵御變形的能力、重要性，以及周圍場地條件等有關。有時保護相鄰建(構)筑物和市政設施的安全是基坑工程設計與施工的關鍵。這就決定了基坑工程具有很強的個性。因此，對基坑工程進行分類、對支護結構允許變形規定統一標準都是比較困難的。

　　4)基坑工程綜合性強。基坑工程不僅需要巖土工程知識，也需要結構工程知識，需要土力學理論、測試技術、計算技術及施工機械、施工技術的綜合。

　　5)基坑工程具有較強的時空效應。基坑的深度和平面形狀對基坑支護體系的穩定性和變形有較大影響。在基坑支護體系設計中要注意基坑工程的空間效應。土體，特別是軟粘土，具有較強的蠕變性，作用在支護結構上的土壓力隨時間變化。蠕變將使土體強度降低，土坡穩定性變小。所以對基坑工程的時間效應也必須給予充分的重視。

　　6)基坑工程是系統工程。基坑工程主要包括支護體系設計和土方開挖兩部分。土方開挖的施工組織是否合理將對支護體系是否成功具有重要作用。不合理的土方開挖、步驟和速度可能導致主體結構樁基變位、支護結構過大的變形，甚至引起支護體系失穩而導致破壞。同時在施工過程中，應加強監測，力求實行信息化施工。

　　二、土釘墻支護深基坑概述

　　土釘墻是由天然土體通過土釘就地加固并與噴射混凝土面板相結合,形成一個類似重力擋墻以此來抵抗墻后的土壓力,從而保持開挖面的穩定,這個土擋墻稱為土釘墻。

　　土釘與土體形成復合體,提高了邊坡的整體穩定性和承受坡頂超載能力,增強土體破壞延性,改變邊坡突然塌方性質,有利于安全施工。土釘墻體位移小,一般測試約為20mm,對相鄰建筑影響小,設備簡單,易于推廣,由于土釘比土層錨桿長度短得多,鉆孔方便,注漿容易,而且噴射混凝土等設備,施工單位均易辦到;如能與土方開挖配合好,實行平行流水作業,則工期可縮短,噪音小;經濟效益好,一般成本低于灌注樁支護。

　　三、土釘墻施工技術探討

　　1.土釘墻施工工藝。(1)土釘墻施工工藝流程:土方開挖→修整邊壁→測量、放線→鉆機就位→安鉆桿→校正孔位→調整角度→鉆孔→鉆至設計深度→清孔→插入土釘→壓力灌漿→養護。(2)噴射混凝土面層施工工藝流程:立面平整→綁扎鋼筋網片→干配混凝土料→依次打開電、風、水開關→進行噴射混凝土作業→混凝土面層養護。

　　2.主要施工工藝。(1)測量放樣。施工準備階段首先按圖紙尺寸把基坑上口線和下口線在實地做好測量記號及木樁標志,用滑石粉在實地劃線。(2)基坑開挖。大面積基坑開挖,由于地表層的滯水和深層的滲水及降雨,會造成基坑大量積水。這些水如不及時排出勢必影響施工,所以在坑的四周、坑內每隔30m挖一條積水溝和相應的積水坑。每一層開挖基本上做到積水溝與積水坑連成網絡,并及時將積水抽出坑外。(3)打土釘孔,孔徑l00mm,水平鉆機成孔。(4)土釘制作、安裝。土釘使用前須除銹,除油、焊牢(搭接焊長不少于10倍的鋼筋直徑);為保證土釘插入孔后居孔中央位置,以便在注漿后增大鋼筋與砂漿的握緊力,土釘應焊托架,托架為對中支架,相鄰兩托架間距2m;注漿管同土釘插入錨孔時,對注漿管下端口應采取保護措施,以免堵塞;注漿管必須隨土釘下至孔底,若中途注漿管脫落,必須重新安裝土釘;注漿的水泥漿液按設計配比進行,水灰比為0.45-0.55,速凝劑用量為水泥用量的3%,控制壓力0.2-0.4Mpa;注漿時,要做到邊注漿邊往外拉動注漿管,不可拉動得太快,以免造成水泥漿脫節而使漿液不夠飽滿;注漿開始或中途停止超過30min時,就用水清洗注漿機及注漿管,重新注漿;砂漿嚴格按配合比計量并攪拌均勻,隨拌隨用,一次拌合的水泥漿應在初凝前用完,并嚴防石塊,雜物混入;注漿過程中觀察孔口返漿情況,如孔口返漿用粘土在孔口圍僵,確保漿液的密實。(5)掛網、泄水管孔布設。①掛網。掛Φ6.5@200(雙向)鋼筋網,掛網時間應在注漿4h后進行。網距壁面30mm,與井字型鋼筋架焊接在一起或用22的鐵絲扎牢。采用螺紋鋼與同層土釘貫穿作為聯系肋筋,Φ14肋筋與網面鋼筋綁扎或焊接牢靠。支護面沿水平和豎直向預埋長500-1000mm直徑50mm外罩濾網的PVC管作為泄水管,管子口部四周用水泥漿封固。②噴射混凝土面層。待鋼筋網編制與連接筋焊接完成后,應及時噴射混凝土面層。本基坑采用9m3空壓機噴射裝置,噴射混凝土配合比嚴格按實驗室配制單,同時加入一定量的外加劑,速凝劑的摻入比為3%,噴射混凝土強度等級≥C20。(6)土釘與混凝土面層連接。土釘彎頭四周用一根長度為300mm的Φ14鋼筋與聯系筋焊接。(7)掛網噴混凝土的支護。基坑先按1:0.75放坡挖土,人工修面,按設計要求人工打入鋼筋土釘,掛Φ6.5@200(雙向)鋼筋網,保護層20mm,噴射C20混凝土厚60mm。

　　四、基坑結構與支護監測

　　1.基坑支護監測內容。(1)主供水管。基坑北邊距支護20m貫穿1m直徑主供水管,根據該地區土質條件較差的特點,基坑挖土時,支護部位監測時該位置如變化較大,應停止挖土,回填支護邊坡,穩定位移,坑外采用卸載及注漿加固處理,保證主供水管不變形位移,確保供水管正常使用。(2)靜壓樁與支護交叉施工安排。因工期緊,需要靜壓樁與支護交叉施工,考慮靜壓樁土應力釋放的影響,交叉施工安排為靜壓樁施工二分之一時,在已施工的靜壓樁區域施工深攪樁;施工順序兩邊推進,根據靜壓樁施工進度,安排深攪樁的進度,然后根據分段的強度進行正常支護施工。

　　2.圍護結構的監測。(1)圍護結構完整性及強度監測。以灌注樁為支擋結構時,可用低應變動測法對樁身縮頸、離析、夾泥、斷裂等缺陷程度和缺陷部位以及樁身強度進行檢測。以旋噴樁、水泥攪拌樁為支擋結構時,可用低應變法或輕便觸探法檢測樁身強度和均勻性。(2)圍護結構頂部水平位移監測。基坑開挖初期,可每隔2-3天監測一次,隨著開挖過程進行,可適當增加觀測次數,以1天觀測一次為宜。當位移較大時,每天觀測1-2次。圍護結構頂部水平位移是圍護結構變形最直觀的體現,是深基坑監測工作中最重要的一個監測項目。