浅析深基坑联合支护体系在建筑施工管理中的实际应用——以惠南镇东南社区06- 01 地块动迁房项目为例

朱青

（上海心圆房地产开发有限公司,上海 201202）

1 东南社区06-01 地块动迁房工程概况

1.1 项目简介

工程位置在浦东新区的惠南镇,建筑总面积为145525.84m2,地上建筑面积为116885.92m2,地下建筑面积28639.92m2,拟建3 幢层高为18 层的住宅、1 幢层高3层的综合楼,1 幢3 层公益性建筑、地下车库以及其他门卫、街坊站、垃圾房等附属建筑。结构类型以剪力墙和框架结构为主。坑底最深相对标高-7.45m,基础采用钢筋混凝土片筏基础及承台基础。

1.2 基坑概况

本工程基坑面积约25400m2,围护总长度约为1751m。本工程±0.000 为+5.000。开挖深度为5.75～7.45m,基坑根据侧壁安全等级划分为二级（表1,图1）。

图1 基坑围护布置图

表1 场地内基坑开挖深度

1.3 土质条件（见表2）

表2 场地内土层及物理力学性能指标

1.4 水文条件

本地块的地下水有两层,上层为埋深约为50cm 的潜水水层,下层是位于距地表3～12m 之间的承压水水层。通过测算,本工程的抗承压水稳定性在基坑实施开挖过程中的满足设计要求,基坑降水水源主要由浅层水构成。

1.5 场地环境及周边位置条件

地块以西为观海路,作为主干路其道路边线距离我地下室结构边线10.35m,马路对面为思博职业技术学院,课间人流车流密集,北侧为公园林地,东侧和南侧为无名路,目前处于道路施工前期准备阶段,前期沟通协调量大。周边居民维权意识强,任何环保及居民投诉都将导致项目暂停施工,整改满足要求后方能继续。项目目前只有在南侧具备开设出入口条件,但是需绕路西侧观海路,观海路在白天道路交通十分拥堵,土方车辆白天不允许行驶,出土需要安排在晚上规定时间段进行。场地内部可利用空间有限,导致物资储备仓库、材料加工区、工人生活区和管理人员办公区只能在地块外单独进行土地承租使用。

2 基坑支护体系方案

2.1 基坑支护设计

经过现场实地踏勘研究,基坑支护设计及稳定性按最深处的7.45m 计算,因场地周边环境较为复杂,基坑支护方案主要以毗邻观海路为设计和保护重点,主要以双排悬臂桩进行支护；其他支护段采用桩锚进行支护。在基坑的周围除西侧双排止水帷幕外,其他东、南、北位置采用单排的止水帷幕进行止水。由于地块开挖阶段处于台风季,土壤的含水量高,为了避免基坑周边地面发生坍塌,在基坑内部设冠梁及腰梁来增加围护桩体应对土地的侧压力和剪切力。

2.2 基坑降、排水设计

2.2.1 基坑降水方案设计

基坑降水采用轻型井点降水,首先用水冲法进行成孔,然后安装井点管,填滤料后封口,最后采用胶管与给水总管联通。（图2）

图2 轻型井点降水示意图

2.2.2 基坑排水方案设计

在基坑开挖挡土墙施工的同时,沿基坑底部四周人工挖出300×300m 尺寸,距离基坑坡脚500～1000mm 的条形排水盲沟,以15m 作为一个间隔,分别挖出集水井,在护坡的顶部设置300×300mm 尺寸的排水明沟,再间隔30 米设置一个集水井,通过放置在坑内集水井的潜水泵抽水到坑外的集水井内,再按照临排要求进行外排。

2.3 本工程基坑支护施工顺序

在确保工程桩施工安全,不影响基坑支护体系稳定的情况下,基坑的东侧锚杆桩正常施打,土方以每层1.5m 进行分层开挖、出土；基坑西侧重点段钻孔灌注桩施工、机械开挖、确保基坑安全的前提下挖土至距坑底标高30cm 左右人工挖土至设计标高,然后排水沟和集水井施工；南、北侧的正常止水帷幕施工,放坡的部位砼喷面、截水沟及背面冠梁需确保可以连续施工作业。

3 基坑支护体系施工

3.1 钻孔灌注桩施工工艺流程

首先采用机械进行现状场地的整平,设置泥浆池,吊装并搭设桩机的作业平台,用如全站仪等专业仪器对桩机定位放样,埋设现场加工好的钢护筒,用桩定位器确保桩中心与护筒中心一致,复核没问题后,钻机机头调试测定无误,泥浆池制备完成经检测合格的泥浆,钻孔合格并清孔,现场加工钢筋笼,使用垂直对中法吊机辅助下笼,焊接骨架并调放导管,二次清孔后浇筑水下砼,完成后吊走护筒,再进行下一循环作业。

3.2 控制要点

3.2.1 钢筋笼制作

钢筋进行验收合格后按照设计图下料机械制作钢筋笼,使用弯曲机弯曲钢筋,需留意同一截面搭接的受拉钢筋不能超过总数的50%。

3.2.2 成孔

钻机钻孔时确保机身牢靠,不位移和倾斜。测斜以经纬仪进行监测。开钻前应该满负荷运转进行调试运转,可用线坠来确定钻杆是否垂直。开钻的过程中需做到准、慢、稳,钻进速度应以孔深、所在土层和泥浆量等参数来确定。

3.2.3 混凝土灌注施工

采用“直升导管法”连续作业灌注水下砼桩身,导管埋入砼面以下1m 左右,并保证砼塌落度和水灰比符合规范要求。

3.2.4 拔套筒

为了防止砼凝结导致钢护筒无法拔除,在水下砼浇筑完成后,宜立刻将刚护筒拔出。

3.3 注意事项

3.3.1 预防塌孔

为了防止塌孔,提前做好拆管的各项准备工作,尽可能地缩短拆管时间。

3.3.2 预防钢筋笼上浮

当灌注砼面将要达到钢筋笼底面时注意控制速度,同时,使用电焊机将笼架焊接牢靠,避免在拔管的过程中造成其位移过大甚至钩钓出位。

4 土钉墙施工

首先行沿基坑内侧四周逐层、分段均匀开挖土方,同步采取支护施工。然后对开挖后的工作面采用全站仪进行定位和放线,按照设计图纸的要求制作钢花管锚杆,使用专用的施工机械施打插入土体后,连接注浆管注浆,完成后上述流程后,使用钢筋网挂网固定喷射砼并进行洒水养护,往复循环直至施工至坑底标高。

施工中需注意以下事项：

4.1 场地清理

原场地内有部分未完全清除干净的民房地基基础,需要先使用挖机机械铲除外,再用挖机按照1：0.8 比例对边坡进行刷坡,刷坡的过程中如条件允许可分级放坡,但需保证坡面满足设计图纸要求。

4.2 土钉相关参数

制作土钉以Φ48×3.6 的钢管为主,入土端切削成尖头,在管身距端部1/2～1/3 范围以螺旋状由尖头端至尾端打设注浆孔,打出的注浆孔孔径在5～8mm 之间,孔外设保护倒刺,倒刺以角钢为主,材料尺寸为40×25×3mm,用电焊焊接,需满足土钉拉力要求。

4.3 土钉放孔定位、挂网

土钉施工过程中应由测量人员现场做好标记并编号,自检合格并经验收通过后方可放入土钉,打设的土钉呈梅花形布设,横纵距离约为1.5m。打进土体的土钉外露端头应不小于100mm,便于钢筋网片与其连接固定。

4.4 喷射砼

喷锚区域宜控制每层的高度在1.5m 以内,每段的长度宜控制在20m 以内,由下而上二次喷射砼,即先喷射一层砼后再铺设绑扎Φ8@200×200 单层钢筋网,固定好钢筋网再喷射8～10cm 厚的C20 砼,等待喷锚完成的混凝土强度达到设计强度的80%以上进入下一循环。

5 冠梁施工方案

5.1 冠梁施工工艺流程

图3 冠梁施工工艺流程

5.2 冠梁施工质量控制

使用水准仪测量并记录桩的桩顶高程,人工或机械截除计算所需的桩头,破除超灌砼桩头时,钢筋剥离出来以人工进行修整,做好声测管和测斜管的保护,使用专业仪器检测并复核桩身完整性。套丝机加工的螺纹钢筋丝口牙数不少于套筒牙数的二分之一,用工具将直螺纹套筒与钢筋连接处拧紧,按图绑扎钢筋。模板使用钢质组合模板,模板间用螺栓连接,安装过程中保证模板平整牢固接缝严密不漏浆,待均匀涂刷好脱模剂再进行砼浇捣作业。

5.3 冠梁施工注意事项

5.3.1 防止砼离析

因浇筑的砼自由倾落高度已经达到3m,所以在浇筑的时候需使用溜槽防止出现离析。

5.3.2 振捣棒振捣作业

为了确保砼浇捣密实排出砼中的气泡,需使用插入式振捣棒振捣砼,作业前对工程进行技术交底,严格执行“三不靠”,即时振捣时不靠碰钢筋、模板、预埋件,快插慢拔,每次振捣棒插入砼体时间30 秒左右。

6 基坑土方开挖

6.1 基坑土方开挖施工

根据现场实际情况,本基坑土方开挖采用多级平台分层挖土,每级的平台宽度不小于1.5m。开挖前,确认基坑周边环境安全,基坑内的水位符合规范要求,满足开挖条件。为了确保基坑侧壁的支撑体系受力均匀,配置多台挖机分别布置于基坑东西两个作业面同步进行。

6.2 注意事项

坑顶周边需杜绝堆载材料、设备及作为土方转运地,在挖至距离设计标高20～30cm 时采用人工整平,防止对坑底土造成扰动。

7 结论

通过上述基坑联合支护体系的合理运用,在最大限度地确保土体自稳能力的前提下,较为经济地对深基坑快速地进行开挖作业,在基坑土体处于较为理想的状态下完成了施工任务,对相邻的道路和地面构筑物未造成不利影响。实践表明,在周边较为复杂的环境下,使用该种基坑联合支护体系具有可操作性强、造价不高和应用范围广等优势,在江浙沪地区具有很好的应用前景,值得在类似工程中推广和借鉴。