房建工程中的深基坑开挖支护及降水施工技术

郑博

（中铁十五局集团第五工程有限公司，天津 300131）

1 工程概况

中国铁建·东来尚城都匀项目位于贵州省都匀市区沙包堡街道。拟建项目占地面积约78 900 m2，总建筑面积约270 000 m2；主要建设内容包括高层、小高层、洋房、商业以及地下车库等。结构形式为框架结构及剪力墙结构。其中，22号、23号楼间相连为一整体，建筑层数：22号楼地上32层、地下2层，23号楼地上32层、地下1层；建筑结构形式为剪力墙结构，建筑结构的类别为一类，使用年限为50 a设计。

2 基坑开挖

本建筑基坑工程采用分层开挖技术，配合土钉墙支护方法。其中，为了提高基坑开挖效率和降低维护工作压力，基坑开挖分为一层台阶开挖和二层台阶开挖两个阶段。分层开挖示意图如图1所示。

图1 分层开挖示意图

2.1 1层台阶开挖

为了提高施工效率，一层台阶开挖分左右两侧实施开挖，两侧施工工艺完全一致。先开展台阶右侧施工，按照1∶0.75放坡比例实施开挖，开挖深度控制为2.5 m。开挖结束后应及时进行修坡，在坡面上覆盖彩条布，再以1.0～1.5 m为间距，在修整好的坡面上按照布置木楔，选择长度为50 cm，规格为4 cm×6 cm的木楔按照梅花状打击沉入坡面，外露约5 cm，起到固定彩条布的作用。选择在台阶上面设置1.5 m碎落台，并在距离1层坡脚30 cm位置砌筑临时砖砌挡土墙，具体规格埋深、外露高度、厚度分别为40 cm、100 cm、24 cm，以达到防止土块掉落和加固边坡的效果[1]。

2.2 2层台阶开挖

根据区域内地质勘探报告的反馈情况来看，此基坑结构层土质密实，2层台阶放坡比例应适当调整，调整至1∶0.5后实施开挖，开挖深度控制为3.8～4.5 m。2层台阶开挖边坡的稳定性较好，无须设计挡土墙。但是需要注意的是，应以基坑长度与宽度增加1.5 m确定为变轴线，完善施工平面和排水系统建设。

3 土钉墙施工

3.1 土钉墙施工工艺

土钉墙施工工艺：钢管土钉制作（倒刺、出浆孔等）→钻机钻孔→放入钢管土钉→注浆→打入工字钢→挂钢筋网→喷混凝土→转入下一循环施工。图2为土钉墙大样图。

图2 土钉墙大样图（单位：mm）

1）钢管土钉制作：每隔1 m就对称在钢管上开直径为8 mm的梅花形孔，焊接一对倒刺。

2）钻孔：根据施工图纸与方案标出钻孔位置。复核无误后，选择与施工需求相符合的钻孔设备实施钻孔，匀速平稳完成钻孔，降低对周围土层的干扰。

3）注浆：土钉制作完成、钻机钻孔结束后，即可进行注浆作业；采用M20水泥浆作为注浆材料，浆液水灰比宜控制在1∶0.55以上；注浆方式采用二次注浆法，首次注浆压力保持在0.3～0.4 MPa，二次注浆压力保持在1.0 MPa以上；选择6～8 cm镀锌管作为注浆管道，从锚管下部深入钻孔15 cm，随注随拔，直至完成注浆。

4）打入工字钢：检查工字钢的垂直度，并借助打拔机将符合施工要求的工字钢打压至土体内。

5）喷射混凝土：为了降低雨水天气或不良地质对土体影响，应在土体上先喷射一层混凝土浆液，接着编制焊接钢筋网。

3.2 土钉检测要求

1）土钉检查采用抽检的方式进行检测，抽检1%的土钉，并且每一个土层至少要抽检3根土钉。

2）试验土钉墙注浆强度达到设计要求后，应检测土钉抗拔承载力，土钉抗拔承载力检测数值应大于土钉轴向拉力标准值的1.3倍。

3）开展土钉墙面层混凝土试块强度检测，每500 m2试验区域内至少抽检一组，每组的数量至少有3个。

4）多点测量土钉墙区域内喷射混凝土厚度，计算平均值和最小值，确保墙面上喷射的混凝土平均厚度不得低于设计值，最小厚度不得低于设计数值的80%[2]。

4 铺设钢筋网

钢筋网为双向单层φ6 mm@250 mm×250 mm。铺设钢筋前应对钢筋进行处理，清除杂质与锈蚀。铺设钢筋网具体要求为：（1）调直挂网钢筋，打入土钉。（2）采用φ14 mm加强筋，焊接钢筋网。（3）严格按照设计标准制作钢筋网，本工程的钢筋网为250 mm×250 mm的正方形网格。（4）分层、分段完成钢筋网铺设。钢筋网之间绑扎松紧适当，绑扎搭接长度宜保持在300 mm以上。尽可能让钢筋网沿着岩壁面完成铺设，钢筋网与岩壁的间隙不得超出30 mm，以免影响钢筋网的稳定性。（5）岩壁边缘的钢筋网应使其延伸铺设到地面。（6）钢筋网应与锚杆或其他固定装置联结牢固，确保不松动。

5 喷射护壁混凝土施工

5.1 喷射前的准备工作

1）配比试验：开展配比试验，确定干法喷射混凝土的最佳配合比，水泥、砂、细石质量配比为1.0∶2.0∶0.5；喷射混凝土的水灰比应控制在0.40～0.45。

2）混合料制备：将水泥、砂、细石充分干拌，接着再将混合干料放入喷射机搅拌，随拌随用，经过输料管将混合料运输至喷头，喷射混凝土。制备好的混合料不宜存放过久，若没有添加外加速凝剂，应在1 h内尽快用完，若添加了外加速凝剂则必须在20 min内用完。

3）清除障碍物：在开展喷锚前，应移走喷射作业面范围内的障碍物，修整坡脚，并用高压水和高压风清除受喷作业面的浮泥。

4）检修设备：在喷射作业前逐一排查机械设备、照明设备、电路系统、供水系统、运输管道及通风管道，避免设备故障干扰喷射施工的连续性。

5）埋设：埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉；如果喷射作业面存在淋水现象，还要埋设导水管，完善排水系统。

5.2 喷锚作业

1）喷射作业应遵循“分段”“分片”“分层”及“自下而上”的原则。具体的混凝土的喷射应按照送风、开机及给料的顺序进行，喷射结束后要灌注不含水泥的砂子或粒径小于5 mm的石子冲管，冲管干净后才能关气处理。

2）喷头工作风压应保持在0.10 MPa，喷头要垂直于喷射作业面，但不得与作业面距离过近或过远，两者距离应控制在0.6～1.0 m。

3）如果在修整作业面后，发现作业面稳定性较差，松散土塌落概率较大。则应采用初喷混凝土稳定和加固岩壁，本工程壁面初喷厚度为4 cm。

4）初喷终凝之后，及时对壁面进行复喷混凝土。如果初喷终凝之后，没有及时复喷，且间隔相差1 h以上，施工人员应先用风、水清洗喷射作业面，之后再进行喷射，一次喷射到位。

5）喷射混凝土采用斜交搭接的方式，而局部超挖和小塌方处应先配合使用混凝土、锚杆及钢筋网完成填补，填补无质量问题后才能搭接。

6）不同部位的喷射混凝土的回弹率存在较大的差异，应逐一检查边墙、拱部等位置的差异。重视喷射混凝土的养护，采用合适的养护方式控制养护时间。

6 基坑降水

6.1 施工工艺流程

井点放线定位→钻孔清孔→下井管→填滤料→洗井→下泵抽水→管井降水→降水维护→拔井管封井。

6.2 钻进清孔

钻孔过程中，孔内的泥浆比重应保持在1.10～1.15，且在钻进时要避免机上钻杆与水接头出现大幅摆动的情况。同时，钻机每钻进一根钻杆就要清孔一次，清出钻孔泥块，终孔后要彻底清孔。彻底清孔后，返回泥浆的含砂率不得超过12%，清孔达到施工要求后即可提升拔出钻头。

6.3 下井管

测量钻孔孔径与孔深，确定其与设计要求一致后，即可下放井管和安装井管。井管下放时，应在滤水管的上下两端位置分别设置一套找正器，找正器的直径应小于钻孔孔径，差距控制在5 cm为宜，纠偏井管。井管下放到设计深度后，应将其焊接安装到事先设计的位置，并保持井口固定居中。

6.4 填滤料

采用铁锹下料，沿着井管管壁的缝隙填入滤料，挤出泥浆，滤料填至自然地坪以下2 m位置。边填入滤料，边测量滤料的高度，若在填滤料的过程中发现填入滤料数量所达到的高度与计算理论数值不一致时，应暂停填料，逐一排查异常原因。洗井后，滤料的高度出现明显下降，则要补填一定量的滤料，滤料可采用杂质含量小于3%的干净碎石[3]。

6.5 洗井

滤料填入完毕后，应及时完成洗井，填料和洗井的间歇时间过长会导致护壁泥皮老化、损坏，影响管井的使用质量。普通井可先用泵进行洗井，如果是降压井，可配合活塞完成洗井。普通井用泵洗井后，再配合使用清水冲洗井底，直至清除井底砂石。

6.6 下泵抽水

成井之后，应在井内设计安装抽水管道、电缆及排水系统，还要在这些设备上做醒目的标记，避免挖土、碾压施工破坏相关设备。安装施工结束后，即可下泵抽水，试验抽水效果。

6.7 管井降水

先在管口处安装抽水水泵，联通水泵管道，将管井中的水抽放到基坑排水沟。在正式抽水之初，由于地下水的水量较大，管井降水速度较慢，降水效果不太明显，但随着出水量的增加，管井降水效果会更加明显。

7 结语

深基坑施工涉及内容较多，施工难度较大，对施工技术的运用和施工方案的制订提出了更高的要求。本文结合具体工程实例，详细研讨了建筑工程深基坑开挖支护的具体技术要点，就基坑降水的技术措施展开了详细的研究，使深基坑工程的施工达到安全、优质和高效的目标，推动房建工程建设的可持续发展。