临河区域灌注桩深基坑支护施工技术探讨

方涛 张牡峰 刘栋 李朝辉 杨成

(中建五局第三建设有限公司，湖南 长沙 410000)

1 工程概况

某污水处理厂提标改造项目建设地点位于四川省自贡市，为提高出水水质要求，拟采用A2O工艺，新建纤维转盘滤池、高效沉淀池等污水处理系统。其中，纤维转盘滤池基坑尺寸为23.875 m×17.75 m，围护面积约为424 m2，开挖深度为5.85 m，纤维转盘滤池基坑土石方总体积约为2 481 m3；高效沉淀池基坑尺寸为24.95 m×23.5 m，围护面积约为587 m2，开挖深度为7.65 m，高效沉淀池基坑土石方总体积约为4 490 m3。因为在原厂址改造，施工受周围环境限制，故基坑开挖均采用悬臂支护桩(旋挖成孔灌注桩)结构形式，支护桩总根数83根，纤维转盘滤池桩长均为14.35 m，嵌入基底8.5 m；高效沉淀池桩长均为14.15 m，嵌入基底6.5 m。同时，由于临河，再在其上部采用桩锚，外部采用挂网喷混凝土组合支护体系。基坑支护示意见图1。

2 基坑支护方案

1)基坑支护为悬臂支护—旋挖成孔钢筋混凝土灌注桩，桩径1 200 mm，桩间距2 000 mm，分2类支护桩型号：主筋配筋分别为16C28,18C28，沿圆周均匀布置；螺旋箍筋均为Φ10@150 mm；加劲箍筋均为C20@2 000 mm；混凝土强度为C25；定位钢筋均为Φ10@1 500 mm，具体结构设计详见图2。

2)桩顶设置700 mm×1 400 mm(高×宽)C25钢筋混凝土冠梁。具体结构设计详见图3。

3)桩面挂双向钢筋网φ6.5@200×200 m，其中设置加强筋，采用C16@1 600×1 600；再喷射100厚C20细石混凝土。具体结构设计详见图4。

3 施工技术措施

3.1 旋挖成孔灌注桩施工

1)测量放样及定桩位[1]：依据设计图纸，复核施工区域轴线控制网和高程基准点；经建设、监理、设计等单位确认无误后，按施工图纸要求，放出桩位中心，并以此为圆心、以大于桩身为半径确定施工区域，对其四周设立护桩，做好标记并固定，以便后续施工。

2)设置泥浆池、沉淀池，配制泥浆：在高效沉淀池基坑、纤维转盘滤池基坑周边分别设置1个泥浆池、1个沉淀池。泥浆池、沉淀池尺寸均为5 m×5 m×2 m，泥浆池、沉淀池与钻孔设备之间采用φ150的软管连接。

3)施工准备工作完毕后，埋设护筒，开始钻机钻进作业，采用泥浆护壁工艺，泥浆相对密度控制在1.05～1.10之间，含沙量不大于2%；施工完毕后进行成孔检查，孔深、孔径不小于设计规定，钻孔倾斜度误差不大于1/150，沉渣厚度不大于200 mm，桩位偏差不大于100 mm；随后进行二次清孔。

4)钢筋笼制作及安装[2]：依据图纸进行钢筋笼制作与加工；钢筋笼在运输过程中，挂钩放于焊有加劲箍的主筋上；钢筋笼运至现场报监理检验合格后方可起吊；钢筋笼入孔后，检查是否居中，位置是否正确，桩顶标高允许偏差±50 mm。

5)水下混凝土灌注：先行安装导管，导管采用内径250 mm的钢导管，使用前必须进行水密承压和接头抗压试验，使导管底口与孔底的距离能保持在0.3 m～0.5 m左右，若孔底沉淀厚度超过规范要求，必须进行第二次清孔(或下水枪搅动孔底，同时注水换浆，以达到清孔的目的)；最后浇筑水下混凝土，采用混凝土输送泵灌注，C30水下专用混凝土，坍落度为180 mm～220 mm，且浇灌高度比设计超灌0.8 m。

3.2 冠梁施工

1)施工工艺流程。

土方开挖→定位桩头→测量复核→破除桩头→桩顶平整→清洗桩头→钢筋绑扎→支设模板→浇筑混凝土→养护。

2)施工注意事项。

a.因现场施工差异性，每根桩超灌深度均有不同，破除前，进行测量复核，确保破除高度位于同一水平面，且不得对有效桩长进行破坏，特别是注意留足钢筋保护层厚度。

b.桩头破除施工采用人工风镐施工，破除前，需对桩身进行强度试验，保证桩身牢靠，强度符合设计及规范要求；同时，为保证后续浇筑施工质量，破除后桩顶高程略高于四周，便于桩间梁混凝土支设模板。

c.桩头破除后，对破除位置进行清理，为保证结构的连贯性，对交界面进行处理：高压水枪进行凿毛、冲洗；浇筑混凝土前采用同配比砂浆铺设一层，约5 cm厚。

d.若在土方开挖中发现，桩头顶端由于某种原因低于设计高程50 cm以内，则对该段进行扩大桩径处理，支设模板与冠梁混凝土一同浇筑；若在破除过程中，对桩头钢筋的保护层混凝土进行破坏，则需将整个桩头往下破，直至外边保护层厚度满足要求为止，严禁对破坏处用砂浆补平。

3.3 土石方施工

基坑开挖线测量放样→每2 m进行分层开挖土体(预留20 cm坡体)→人工清除坡面预留20 cm的坡体→挂网喷射混凝土(循环往复)→土石方弃运→基坑开挖至5 m深处设置一个5 m×5 m堆土平台(挖深5 m以下到基坑底部标高以上20 cm之间的土石方，先运至堆土平台再用挖机从堆土平台处进行勾除、弃运)→开挖至构筑物基础底标高以上20 cm→人工清除基坑底部预留20 cm土石方→小挖机+人工+吊盆将堆土平台和基坑底部预留20 cm土石方进行弃运→基坑验槽。

3.4 挂网喷射混凝土施工

3.4.1挂钢筋网施工

1)对已形成的土方工作面进行测量复核，对多余土方及坡面不稳定的残土进行清理。

2)对所挂设的钢筋网进行测量放线，首先对冠梁进行植筋处理，再由上而下分步挂设钢筋网；由于基坑面积较大，为避免产生通缝，钢筋网铺设每步高2 m，且相邻两步搭接30 cm。另外所铺设的钢筋网为单层双向，Φ6.5@200×200，采用HPB300一级钢筋。

3.4.2喷射混凝土施工

1)土石方采用机械开挖时，应预留20 cm厚土做设计边坡的保护层，然后用人工修整至设计边坡面。

2)喷射作业应分段分片依次进行[3]，同一分段内喷射顺序应自下而上，初喷30 mm后，挂网喷射第二层。

3)挂网完成后喷射混凝土，喷头与受喷面距离为0.6 m～1.0 m，自下而上垂直坡面喷射，厚度不小于60 mm；喷射混凝土面布置泄水孔，垂直间距2.4 m，水平间距2.4 m；喷射混凝土终凝2 h后，应喷水养护，养护时间根据气温环境等条件，一般为7 d。喷射混凝土24 h抗压强度应不小于8 MPa。

4 基坑支护监测方案[4]

1)基坑顶部水平位移、沉降监测点沿冠梁周边、阳角处设置，间距为20 m，每边监测点数目为3个；利用水准仪、经纬仪进行监测，监测精度为水平1.5 mm、竖向0.3 mm，报警值：绝对值50 mm、变化速率2 mm/d～3 mm/d。

2)基坑周边建筑物及道路沉降监测点在基坑深度2倍范围进行布置，且整个监测剖面设在坑边中部，并与此方向的基坑边垂直，每面上监测点数目为5个；利用水准仪进行监测，报警值：绝对值35 mm、变化速率2 mm/d～3 mm/d。

3)由于位于老旧污水处理厂提标改造项目，地下管线较为复杂，根据管线年份、类型、材料、尺寸及现状等情况新增管线位移监测。监测点设置在每条管线的节点、转角等较易破坏处，监测点平面间距为20 m，并直延伸至基坑以外20 m；利用水准仪、经纬仪进行监测，监测精度为水平1.5 mm、竖向0.3 mm，报警值分2类：a.刚性：绝对值20 mm、变化速率2 mm/d～3 mm/d;b.柔性：绝对值40 mm、变化速率3 mm/d～5 mm/d。

4)深层水平位移监测点布置在基坑周边围护桩的中心处；利用测斜仪、测斜管进行监测，监测精度为0.1 mm/m，报警值：绝对值50 mm、变化速率2 mm/d～3 mm/d。

5)围护桩内力监测点布置在受力、变形较大处，每边设1处监测点，竖直方向监测点布置在弯矩较大处，监测点间距为4 m；利用应力计、应变计进行监测，监测精度为0.5% F.S，报警值为设计内力。

6)建(构)筑物沉降监测点在建(构)筑物四角、沿外墙每10 m处布设3个监测点；利用水准仪、经纬仪进行监测，监测精度为0.1 mm，报警值：绝对值35 mm、变化速率2 mm/d～3 mm/d。

7)建(构)筑物倾斜监测点布置在建(构)筑物角点、变形缝或抗震缝两侧的承重柱或墙上，竖直方向监测点沿主体顶部、底部对应各布设1个；利用激光铅直仪进行监测，报警值：绝对值2/1 000 mm、变化速率0.1/1 000 mm/d。

8)建(构)筑物裂缝监测点选择有代表性的裂缝进行布置，若在施工期间发现新裂缝或原有裂缝有增大趋势时，及时增设监测点，且每一条裂缝的测点至少设2组，即在裂缝的最宽处及末端各至少设置1个测点；利用游标卡尺、裂缝计进行监测，监测精度为宽度0.1 mm、长和深各1 mm。

9)监测频率：对于开挖深度，不大于5 m时，1次/2 d；5 m～10 m时，1次/d；不小于10 m时，2次/d。对于底板浇筑后时间，不大于7 d，2次/d；7 d～28 d，1次/d；不小于28 d，1次/3 d。

5 结语

本工程以四川自贡某污水处理厂提标改造项目为例，对临河区域灌注桩深基坑支护施工技术进行探讨，并结合工程监测过程，表明所采取的技术措施满足深基坑支护要求，并取得了良好的经济和社会效益。