环境复杂区域深基坑支护技术研究

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摘要：以聋哑学校改扩建项目深基坑支护为例，根据现场实际情况，调整了施工工艺，优化了管理措施，在此基础上明确了基坑支护施工要点和施工现场管理措施，为同类型校区施工改扩建工程提供了经验和方法。

关键词：改扩建；基坑支护；优化措施

0引言

随着城市化进程的加快，越来越多的人从农村涌入城市，在城市进行工作和学习。由于城市的优质校区和教育资源都集中在中心城区，伴随着学生的增加，原来校区已有的基础设施已无法满足学生日常的需求，校区的改扩建显得尤为重要和迫切。

1工程概况

工程为福州市聋哑学校改扩建项目，位于聋哑学校内。项目分为地上一层和地下一层。地上一层为传达室、休息室、卫生间、消防控制室等设施，建筑总高度为4.482m。地下一层为篮球场、新风机房、水泵房等设施，建筑总高度为9.460m。

2项目的特点

2.1场地狭窄，施工受限

项目位于校区内，周边有一幢已建的教学楼，基坑总面积为1722.15m2，有效作业面积较小，无法满足多个大型机械同时施工。正常工作日期间，学生们都在上课，再加上周边有很多居民楼，且多为70岁以上的老年人，因此在工作日期间基坑的挖运土和支护结构的施工只能安排在每天的18:00—22:00，直接导致施工作业效率的降低。

2.2人口密集，紧邻居民楼

聋哑学校旁边有一所中学和一所中专院校，每逢上下学期间，人流量井喷式增加。并且拟建场地东南侧为2幢9层砖混结构房屋，桩基础，最小净距约为4.3m；东北侧为9层砖混结构房屋，桩基础，最小净距约为2m；北侧为6层已建福州市聋哑学校综合教学楼，框架结构，桩基础，最小净距约为8m；南侧为4幢2~4层砖混结构房屋，最小净距约为5m，且距离其围墙为0.5m；西北侧为4幢7层砖混结构房屋，桩基础，最小净距为10m；西侧为净宽为5m的道路。

3施工技术优化

3.1钻孔灌注桩桩围护结构施工

钻孔灌注桩采用正反循环钻机，其利用泥浆护壁成孔，成孔时噪音低，振动小，对周围群众的生活、学生的学习影响较小，并且还可以延长机械工作时间，加快施工，提高工作效率。施工流程：桩基定位→埋设护筒→钻孔→一次清孔→钢筋笼制作与安装→下导管→二次清孔→水下灌注混凝土。（1）桩基定位。首先平整场地，保证地基压实度≥96%，且符合设计要求，确保钻机不倾斜，提高桩的成孔质量。（2）埋设护筒。护筒采用6~8mm钢板制作，在护筒的上、下段及中部外侧各焊一道加强筋增加刚度，护筒内径大于设计桩径0.2m，高度为1.8～2.3m，在护筒顶下20cm处设一个20cm×40cm溢浆孔。护筒底部用水泥砂浆处理，在其周围60cm范围内以黏土分层夯填到护筒顶平。考虑到现场的实际情况，护筒埋设用人工挖孔桩护壁，埋设深度为1.0m，采用此方法可以节省施工中的放样时间及保证桩位的准确性。（3）钻孔。钻孔之前检查钻机及配件，如果钻头磨损较为严重，应当及时更换，调整钻斗底部切削齿的角度[1]。钢护筒埋设完成后，钻机组装就位，并使其底座平稳、水平，钻架竖直放置，保持钻机转盘中心、钻头、桩位中心在同一铅垂线上，以保证冲孔垂直度。灌注桩排桩采用间隔成桩的施工顺序，已完成浇筑混凝土的桩与邻桩间距＞4倍桩径。桩机开始冲孔时，成孔速度应控制在2m/h以内，泥浆密度为1.35g/cm3、黏度为25s、含砂率为5%。在钻孔过程中，若孔内自然造浆不能满足要求时，采用加入黏土粉的方法，改善泥浆的性能。（4）一次清孔。桩成孔后，应进行第一次清孔，将钻头提离孔底约50cm，按规范调整泥浆比重后第一次清孔，清孔时间约30min，第一次清孔完成后孔内泥浆相对密度达1.20左右。清孔过程中，应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土。（5）钢筋笼制作与安装。为保证工程质量，工程采购负责人员在土建、钢筋材料购买过程中，应当认真审核材料生产厂商的资质，避免存在钢筋材料无法达到土建安全施工标准的情况[2]。钢筋笼在现场加工制作，按原材长度制作钢筋笼，钢筋接头直径≥25mm的采用帮条单面焊，其他规格采用单面搭接焊。桩身钢筋笼主筋采用16t汽车吊起吊，在桩孔口现场焊接，加劲箍与主筋每隔一根错位点焊连接，采用E43焊条，螺旋箍与主筋绑扎连接。主筋焊接在同一连接区段内钢筋接头面积不应超过钢筋总面积的50%，且接头位置错开900mm。钢筋笼每间隔2m焊接保护层定位钢筋，保护层厚度70mm。钢筋笼设置4C18挂筋伸至孔口，孔口设C18加劲箍一道。桩身混凝土灌注完毕，混凝土达到初凝后即可解除钢筋笼的固定措施。（6）下导管。导管使用前要拼接，且必须进行密封性水试压，不漏水、不冒气为合格，内壁应光滑平整。利用卷扬机进行导管的吊放，每次接管长度为1～7m，接至高出孔深1m左右，接至泥浆泵开始二次清孔。（7）二次清孔。钢筋骨架、导管安放完毕，混凝土浇注之前，应进行第二次清孔，孔底500mm以内的泥浆相对密度≤1.25、黏度≤28s及含砂率≤8％。（8）水下灌注混凝土。①混凝土灌注桩技术是建筑工程深基坑中较为常见的技术之一，通过对该技术的应用不仅可以增加建筑稳定性，同时可以减低对建筑周围环境的破坏程度[3]。②水下灌注混凝土的强度比设计桩身强度提高一个强度等级进行配制，坍落度为180~220mm，采用导管法连续灌注。灌注混凝土前，应再次检查孔底沉渣厚度，符合要求后方可开始灌注混凝土，且灌注时间宜控制在混凝土初凝时间内。③除认真清孔外，首批灌注混凝土的数量≥1.5m3，以满足导管首次埋置深度（≥0.8m）和填充导管底部的要求。当灌注的混凝土面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低灌注速度，当混凝土面上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使导管底口高于骨架底部2m以上，然后恢复正常灌注速度。混凝土灌注过程中拔管须有专人负责指挥，并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面，取两者的低值来控制拔管长度，确保导管的埋置深度控制在2~7m，单根混凝土灌注时间控制在混凝土初凝时间内。灌注完毕后，保证桩身混凝土的充盈系数＞1.1，且混凝土超灌高度为2.0m。

3.2桩顶冠梁施工

冠梁分布于旋挖钻孔灌注桩桩顶，环基坑设置。混凝土强度等级为C35。其工艺流程为钢筋制作→模板安装→混凝土浇筑与养护。（1）钢筋制作。冠梁钢筋按设计要求进行制作，所有桩身主筋锚入冠梁长度≥50D。（2）模板安装。模板要有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受浇注混凝土的侧压力及施工中产生的荷载，板面应清理干净，并均匀、充分涂刷脱模剂。模板安装时应平整、顺直、牢固，尺寸准确，拼接严密不漏浆。（3）混凝土浇筑与养护。混凝土浇筑从冠梁浇筑一端向另一端方向逐层浇筑，振捣均匀、密实，不得有蜂窝麻面、孔洞、漏筋、裂隙夹渣等问题出现。浇筑混凝土时，应注意保护钢筋的位置，专人检查钢筋、模板是否变形、移位及漏浆现象等。每天浇水次数以能保持混凝土表面始终处于湿润状态为宜，并用彩条布加以覆盖，周围设置可移动护栏，并派专人值守，养护时间≥10d。

3.3土钉墙施工

基坑南侧为建设银行福建分行培训中心，基坑边缘距离其围墙只有0.5m。经多次沟通和协商，结合现场实际情况，经设计单位验算，在确保基坑安全的情况下，取消混凝土灌注围护桩设计，采用土钉墙工艺。土钉墙工艺流程：修坡→钻孔→安放土钉→注浆→挂网→喷射混凝土→养护。（1）修坡。基坑挖土分层厚度与土钉竖向间距协调同步，逐层开挖并施工土钉，禁止超挖。土钉墙施工严格按照“超前支护、分层分段、逐层施作、限时封闭、严禁超挖”的原则。（2）钻孔。工程采用螺旋土钉钻孔机成孔的方式进行。钻孔时采用干钻，禁止采用水钻，以确保土钉施工不破坏边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的黏结性能。土钉施工时，土钉成孔孔径≥120mm，偏斜度应小于土钉长度的3%，钻孔深度应大于土钉设计长度的800mm。（3）安放土钉。土钉应由专人制作，接长采用电弧焊，为使土钉置于孔的中心，应按设计要求焊接船形对中支撑架，钻孔后应立即插土钉以防塌孔。（4）注浆。土钉注浆是土钉墙施工的重要环节，应严格控制注浆比例，进而提高施工质量，保障基坑安全施工[4]。水灰比是十分重要的参数，应该严格控制，一般来说泥浆比重在1.1~1.2最佳[5]。成孔注浆采用两次注浆工艺施工。第一次注浆宜为水泥砂浆，注浆量≥1.2倍钻孔体积，第一次注浆初凝后，方可进行二次注浆；第二次压注纯水泥浆，注浆量为第一次注浆量的30%~40%。注浆压力为0.5MPa。二次注浆应将管底封死。（5）挂网。钢筋网片采用直径Φ8mm盘条钢筋焊接或绑扎而成，网格尺寸为200mm。在喷射混凝土之前，面层内的钢筋网片应牢固固定在边壁上并确保保护层厚度符合规定要求。横竖压筋要双面满焊，不得有气孔、咬肉。钢筋网片借助于井字架与土钉外端的弯勾焊接成一个整体。（6）喷射混凝土。喷射前应对机械设备、风、水管路和电线进行全面检查及试运行，埋好喷射混凝土厚度的标志。喷射混凝土面层厚度为80~100mm，强度等级为C20；配置钢筋网和通长的加强钢筋，采用HPB300级钢筋，钢筋网直径6~10mm，间距150~250mm，加强钢筋直径14~20mm。喷射混凝土作业分段分片依次进行，同一分段内应自下而上，一次喷射厚度≤120mm。（7）养护。喷射混凝土终凝后2h，采取连续喷水养护5~7d。

4管理措施优化

根据常见施工现场管理问题，做好建筑工程土建施工现场管理优化[6]，是保证工程施工顺利进行的重要措施。

4.1监查措施

项目周围存在大量的建筑物和地下管线，在整个施工期间，都要进行监督和检查。监查内容（包括但不限于）：①支护结构后土体有无沉陷、裂缝及滑移；②基坑有无涌土、流砂、管涌；③场地地表水、地下水排放状况是否正常；④地下管道有无破损、泄露情况；⑤周边建（构）筑物有无裂缝出现；⑥周边道路（地面）有无裂缝、沉陷等现象。

4.2优化方案

项目地处中心城区，周围建筑物及来往人员众多，为不影响人民群众的正常生活和工作，并保证基坑支护顺利开展，针对部分施工措施进行优化。（1）取消塔吊，采用汽车吊。塔吊的作业半径较大，项目周围建筑物较多，施工范围内容易出现盲区和死角，极易产生安全隐患或发生安全事故；且塔吊进出场、安拆对工作面要求较大，项目有效作业面积太小，不利于塔吊的安装和吊运材料。而汽车吊机动性强，占地面积小，盲区小，完全能够满足施工需求。（2）采用螺纹套筒连接。电焊过程中产生光污染和气体污染，尤其是在夜间施工，光污染就更加明显，严重影响周围邻里休息。螺纹套筒连接没有光污染和气体污染，不会影响周围居民休息，能为施工作业提供一个和谐文明的环境，保障工作顺利进行。

5结语

基坑支护是建筑工程中最基础的工作，也是最重要的工作。基坑支护的形式应根据现场实际情况灵活选择。特别是在中心城区，必要时可采用多种支护形式组合在一起的施工方式，在保证安全、质量符合要求的前提下，力求经济效益好、环境影响小。

参考文献

[1]何俊颉,赖叶.旋挖钻孔灌注桩在基坑支护工程中的应用[J].江西建材,2018（4）:95-98.

[2]陈福气.建筑工程中土建施工的监理质量控制要点[J].城市建筑,2020（36）:184-186.

[3]庄志勇.深基坑支护施工技术探讨[J].江西建材,2020（12）:241-242.

[4]杨欢.深基坑支护技术在房屋建筑施工中的应用[J].工程建设与设计,2020（2）:23-24.

[5]耿大勇.建筑工程基坑支护施工技术要点分析[J].江西建材,2020（2）:61-65.

[6]杨波.建筑工程土建施工现场管理的优化分析[J].城市建筑,2020（6）:191-192.

作者:侯惠敏 单位:福建永昌硕建设工程有限公司