建筑工程基坑围护施工技术要点分析

2021-12-06倪沈洁

砖瓦 2021年11期

倪沈洁

(恒亿集团有限公司,福建龙岩 364000)

1 建筑工程中的基坑围护施工要点

1.1 旋挖桩

旋挖桩基坑围护技术也被称为旋挖钻孔灌注桩技术，通过操纵旋挖钻机中的桶式钻头来破碎现场地基岩土层，将破损岩土装入钻斗内，控制钻机提升钻杆、钻头，将钻斗内的破损岩土运输至指定位置，重复上述步骤完成钻孔作业，并采取静态泥浆护壁工艺，向桩孔内放置钢筋笼并灌注混凝土，使用开挖岩土或矿渣等材料作为填料，对孔口部位进行回填封闭处理，待混凝土凝结固化后即可形成旋挖桩，从而起到基坑围护作用。根据实际应用情况来看，旋挖桩基坑围护技术具有工艺简单、机械化程度高、技术水平要求宽泛、成本低、自动化程度高等优势，在现代建筑工程中得到广泛应用。

在应用旋挖桩围护技术时，首先，需要做好放样定位、旋挖机就位、护筒埋设等前期准备工作，以施工图纸为依据，在现场测量标记轴线与各处桩位，建立测量控制网，将旋挖机运输就位，要求钻头以及桩位中心点二者尽可量保持完全重合，将中心点误差控制在10mm以内。待旋挖桩就位后，在地基桩孔部位埋设护筒，要求护筒直径稍大于桩孔直径，护筒底部到达黏土层下0.5m处，且护筒顶端稍高于现有地面，将护筒埋设位置与倾斜度误差分别控制在30mm与1%以内，施工人员在护筒埋设完毕使用黏土对护筒外侧进行回填、夯实处理。其次，操纵旋挖机开展成孔作业时，重点控制钻杆垂直度、钻进速度、钻头位置，组合采取泥浆护壁工艺，将泥浆比重保持在1.2 左右，使得钻孔结束后在孔壁上自然形成一层均匀泥皮。在钻孔完毕后，开展清孔作业，清理孔底沉渣，测量孔底沉渣层厚度，确定沉渣层厚度达标后，进入下道工序。再次，在桩孔内放置钢筋笼，预先检查钢筋笼造型尺寸，将钢筋笼缓慢吊放至孔底，保持钢筋笼和孔壁安全间距，避免因二者碰撞而破坏孔壁表面泥皮，确定钢筋笼精准就位后，对钢筋笼进行固定处理。同时，在钢筋笼超过16m 时，应将钢筋笼分段制作、焊接连接，保持相邻节段钢筋笼顺直状态，在孔口处完成钢筋笼焊接作业后，再将钢筋笼吊放至孔底。最后，在桩孔内放入导管与设置密封圈，检查混凝土坍落度，确定无误后，即可开展混凝土浇筑作业，重点控制浇筑速度、浇筑量、液面高度及上升速度，待浇筑完毕后，将混凝土静置一段时间使得凝结硬化，在混凝土初凝前起拔护筒，回填桩孔。

1.2 基坑冠梁围护技术

在基坑围护结构中，冠梁是一种设置在围护结构顶部的钢筋混凝土连续梁构件，起到连接全部桩基、预防基坑顶部边缘部位坍塌、承担钢支撑竖向荷载以及水平挤靠力等多重作用，在建筑工程中多与旋挖桩、钻孔灌注桩等技术组合应用。

在应用冠梁围护技术时，需要全面掌握钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑环节的技术操作要点。其中，在钢筋绑扎环节，要求施工人员对箍筋末端部位施作弯钩，将弯折角度保持为135°左右，要求弯后部位箍筋平直段长度在100mm 左右或超过10倍箍筋直径。同时，对梁筋采取直螺纹连接方式进行搭接处理，将相邻主筋接头位置错开距离保持在35d及以上，待绑扎完毕后，在主筋两侧和箍筋间隔方向处安放混凝土垫块。在模板支设环节，参照施工图纸，测量标记模板支设位置，检查模板板材与配件的完整度，根据施工图纸上的冠梁高度选取对应标号槽钢安装侧模板，使用钢筋材料搭设支撑架对模板进行固定。在模板支设后，清理内部积水杂物与板面灰尘污渍，均匀涂刷脱模剂，开展混凝土浇筑作业，并在混凝土浇筑完毕1d 以后且试块强度达到设计强度50%及以上时，再拆除模板。而在混凝土浇筑环节，提前对冠梁钢筋与模板隐蔽工程进行检查验收，对质量缺陷部位进行返工处理，包括补刷脱模剂、纠正偏位钢筋等，确定无误后，向模板内匀速浇筑混凝土，重点控制混凝土浇筑高度与速度，检查是否存在模板变形扭曲、预埋钢筋偏位问题。在浇筑完毕后开展振捣作业，清理交界部位混凝土浮浆，做好冠梁施工缝部位的钢筋预留工作。

1.3 土钉喷锚网围护

土钉喷锚网围护技术也被称为土钉墙，是在基坑边坡上打入土钉，在土钉表面挂钢筋网与喷射混凝土层进行支护的一种基坑围护技术（如图1所示），主要依靠群体作用，作用机理与重力挡土墙结构较为相似。在应用此项技术时，以现场情况为依据，从钻孔注浆、直接打入、打入注浆三种方式中选择土钉打入方式，如采取直接打入方式时，操纵振动冲击钻设备直接在孔位中打入土钉，重点控制土钉打入深度与水平面夹角。随后，在土钉全部打入后绑扎固定钢筋网，检查钢筋网稳固效果，必要时额外设置横向钢筋与钢筋棍，预防钢筋网移位、松脱问题出现。最后，在钢筋网表面喷射混凝土层，依据设计方案控制喷射速度、压力、角度等参数，从上到下分多次喷射混凝土，在喷射结束后对面层进行压实整平，并养护7d以上。

图1 土钉喷锚网围护施工图

2 建筑工程中基坑围护施工技术应用建议

2.1 合理选择基坑围护形式

考虑到各项建筑工程的现场水文地质条件、周边建筑物分布情况、基坑开挖深度等有所不同，必须结合工程情况来合理选择基坑围护形式。为实现这一目的，必须深入了解各类基坑围护技术的优缺点。例如，旋挖桩基坑围护技术具有造价低廉、配筋率小、单桩承载力高、施工速度快、成孔后沉渣数量少等优势，是一种新型基坑围护技术，适用于现场分布复杂地层的建筑工程中，包括砂岩层、花岗岩层、淤泥质层、黏土层以及灰岩层。而土钉喷锚网围护技术有着工艺简单、施工速度快、工程量少的优势，适用于基坑开挖深度不超过18m，且现场分布杂填土、粉土、黏性土等地层的建筑工程中。

其次，施工单位需要从工期、围护效果、可靠性能、工程量等多维度来分析各项基坑围护技术的优势与预期效益，从中选择最优的基坑围护形式。例如，在某建筑工程中，在初步施工技术方案中，拟定采取土钉墙加单排搅拌桩以及深层搅拌水泥土重力式格构挡墙两种围护形式，通过综合分析技术参数、工程量、造价等指标，最终选取支护与止水效果较佳的深层搅拌水泥土重力式格构挡墙作为基坑围护形式。

2.2 基坑监测

在建筑基坑施工期间，围护效果及结构状态将受到施工扰动与外部因素影响，有可能出现基坑围护失效问题，进而引发坑壁坍塌、坑底突涌水等工程事故出现，存在质量安全隐患。因此，在应用基坑围护施工技术时，需要同步开展基坑监测作业，在现场布置一定数量的观测点，持续对基坑水平位移量、变形量等参数进行观测，预测未来一段时间的基坑施工情况，并在水平位移量等参数异常波动和临近警戒值时采取基坑围护加固等处理措施，确保基坑围护结构作用得到充分发挥。例如，在采取旋挖桩基坑围护技术时，基坑监测项目包括桩顶水平位移监测、邻近建筑物与管线位移监测和土体倾斜监测。其中，在桩顶水平位移监测项目中，根据所获取的观测数据来绘制时间-桩顶水平位移曲线，准确描述在基坑土方开挖过程中的桩顶水平位移量与受力状态的变化过程，根据基坑开挖结束后的桩顶水平位移量来论证技术方案可行性，同时，在基坑分区分块挖土施工情况下，需要考虑到各处基坑土方开挖与暴露时间差异性对时间-桩顶水平位移曲线造成的影响。在邻近建筑物与管线位移监测项目中，预先设定报警值，持续观测邻近建筑物与地下管线的沉降值，如果建筑物或是地下管线的累计沉降值超过警戒值时，则暂停基坑施工，分析问题成因并采取处理措施。而在土体倾斜监测项目中，在观测数据基础上绘制时间-土体倾斜曲线，分析土体开挖速率、土体开挖间隔时间对土体倾斜量造成的具体影响，以及判断钢筋混凝土压顶、插筋是否对基坑围护结构起到预期的约束效果。