建筑工程施工中深基坑支護的施工技術(shù)應(yīng)用研究

建筑工程施工中深基坑支護的施工技術(shù)應(yīng)用研究摘要：為進一步提升深基坑支護施工技術(shù)水平，推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展。文章以實際工程為例，在了解常用的深基坑支護技術(shù)類型的基礎(chǔ)上，重點針對深基坑支護樁施工技術(shù)的施工工藝、關(guān)鍵技術(shù)要點進行了研究。該研究成果對于指導(dǎo)深基坑支護工程的設(shè)計和實踐具有重要意義，可以為同類型工程的施工提供借鑒與指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：深基坑支護；施工工藝；技術(shù)要點建筑工程中，深基坑支護是一個關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)。隨著城市化進程的加速和土地資源的有限性，越來越多的建筑項目需要在有限的空間內(nèi)進行深基坑的開挖。然而，深基坑支護面臨著一系列的技術(shù)挑戰(zhàn)和工程風(fēng)險，如地下水涌入、土體變形、地震引起的振動等。因此，研究深基坑施工中的支護技術(shù)應(yīng)用問題顯得尤為重要。文章以蘇州市某建筑工程為例，詳細(xì)闡述深基坑支護施工工藝及其技術(shù)要點，以期進一步提升深基坑支護施工技術(shù)水平，推動我國建筑行業(yè)快速發(fā)展。1常用的深基坑支護技術(shù)類型1.1高壓旋噴樁支護技術(shù)高壓旋噴樁，亦可稱為旋噴樁或旋噴灌注樁，是一種常用的深基坑支護技術(shù)[1]。高壓旋噴樁是通過高速旋轉(zhuǎn)的噴射管，將水泥漿噴射到地下。其工作原理是在地面上鉆孔，然后在孔內(nèi)注入漿液，同時旋轉(zhuǎn)噴射管，形成一個均勻致密的樁體。該技術(shù)適用于不同類型的土層和地質(zhì)條件，包括軟弱粉砂、黏土和骨料較多的土壤等，能夠提供較大的承載力和抗剪強度。與其他支護方式相比，高壓旋噴樁施工時無需使用振動設(shè)備，對周圍環(huán)境和結(jié)構(gòu)的影響較小。且高壓旋噴樁施工速度較快，可以在相對較短的時間內(nèi)完成。1.2鉆孔灌注樁支護技術(shù)近年來，鉆孔灌注樁支護技術(shù)也在我國建筑工程領(lǐng)域得到了相對廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)通過在土層中鉆孔、注入混凝土形成灌注樁，來支撐和加固土體。在實際施工中，鉆孔灌注樁支護技術(shù)的應(yīng)用需要根據(jù)具體工程情況，如地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、施工工期等，進行方案選擇和設(shè)計，以確保施工質(zhì)量和工程安全。同時，在灌注樁施工過程中，需要進行實時監(jiān)測，如測量樁體變形、土體位移等，以及定期檢查和維護樁體的穩(wěn)定性和完整性，確保支護效果。1.3內(nèi)支撐梁支護技術(shù)內(nèi)支撐梁支護技術(shù)在深基坑支護工程中也是一種常用的支護方法，該技術(shù)通過在基坑周邊設(shè)置內(nèi)部鋼制或混凝土梁來提供地下土體的支撐和穩(wěn)定。內(nèi)支撐梁支護提供了較高的剛度和強度，能夠有效地控制土體的側(cè)向土壓力，減小土體變形，在很大程度上確保整個建筑長時間內(nèi)的穩(wěn)定性。1.4地下連續(xù)墻支護技術(shù)地下連續(xù)墻支護技術(shù)主要依靠深開挖施工時挖掘機械作業(yè)，通過連續(xù)不斷地挖掘和維持開挖坑底，同時在挖掘側(cè)壁上實時施工混凝土或臨時支撐材料，形成連續(xù)的墻體結(jié)構(gòu)，以抵抗土體膨脹、外界水壓和地震力等。地下連續(xù)墻支護技術(shù)在深基坑工程中應(yīng)用廣泛，它具有施工周期短、效率高、支護性能好等優(yōu)點。2工程應(yīng)用實例2.1工程概況本工程為蘇州市海綿城市主題公園房屋建筑工程項目，位于蘇州市滬寧高速以南，西塘河以東，虎殿路以北。項目由主要由科普館、服務(wù)中心、管理用房等工程組成，總建筑面積5176.58m2。其中科普館為地上2層，地下1層，建筑高度12.3m；服務(wù)中心為地上1層，建筑高度5.1m；管理用房為地上1層，建筑高度5.4m。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年，抗震設(shè)防烈度7度，地下室工程防水等級為一級，建筑安全等級二級，建筑耐火等級為地上二級、地下一級。其中，科普館單位工程的深基坑支護施工是本項目的重難點。2.2深基坑規(guī)模及支護形式本項目中的科普館為深基坑，基坑呈不規(guī)則布置，基坑周長約為188m，基坑總開挖面積約為2208m2。綜合考慮地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等因素，基坑的支護施工方案具體如下：（1）基坑外圍區(qū)域：3m寬度1:1.5放坡，采用80厚C6@300×300雙向鋼筋網(wǎng)片細(xì)石混凝土。坡面1C48*3鋼管構(gòu)造釘+1C48*3L=1500@1500，注漿鋼管L=6000@1000。（2）基坑內(nèi)圍區(qū)域：采用C630×14PLC工法組合鋼管樁@1100+拉森IV型鋼板樁。圖1科普館深基坑總平面圖3深基坑支護施工工藝3.1PLC工法樁施工3.1.1技術(shù)優(yōu)勢（1）PLC工法樁是拉森樁與鋼管結(jié)合使用形成各種截面的組合樁，通過焊接在鋼管樁上的鎖扣與拉森鋼板樁進行連接，由鋼管樁進行擋土，鋼板樁進行止水，一樁同時承擔(dān)支擋土體和止水截水的功用。尤其止水效果相較其它工藝更為突出。（2）由于鋼管樁和拉森鋼板可以重復(fù)利用，且鋼管樁與鋼板樁組合的方式能夠減少總體用鋼量，因此大大節(jié)約了施工成本。（3）該工藝綠色環(huán)保，不會對施工環(huán)境造成二次污染。（4）樁體強度高，抗彎抗剪性能好。（5）施工速度快，施工工藝簡單，工期短。（6）適用于不同開挖深度、不同土層、不同周邊環(huán)境的基坑工程中。3.1.2工藝流程（1）施工前準(zhǔn)備1)材料檢驗：本工程采用鋼管樁型號為630×14mm，鋼管采用Q345鋼，鋼板樁材質(zhì)選用拉森IV型。在使用前應(yīng)對全部鋼板樁進行外觀檢查。2)鋼板樁的矯正：鋼板樁在使用過程中會發(fā)生板樁的變形、損傷，應(yīng)及時進行矯正，可具體分為端部平面矯正、樁體撓曲矯正、樁體扭曲矯正、樁體局部變形矯正、鎖口變形矯正。通常采用如氧乙炔、砂輪、液壓千斤頂、拉線機械矯正器等設(shè)備進行矯正與修補。鋼板樁矯正完成后，需要采用通過試驗進行測試。（2）鋼管樁施工方法1)施工前，對用于鋼管樁施工的基坑進行定位放線，根據(jù)基坑圍護內(nèi)邊控制線，采用PC200挖土機開挖溝槽。2)由于該地質(zhì)條件原因，持力層粉砂黏土較厚，采用常規(guī)靜壓施工無法把鋼管樁壓至設(shè)計標(biāo)高，因此本項目采用水刀引孔工藝進行鋼管樁的施工。3)先將“水刀母樁”打入土層0.5m左右，然后打開高壓水泵，繼續(xù)向下施工，直至離母樁頂2m處為止，并停留3～4s。4)拔出“水刀母樁”換打常規(guī)樁，由工人扶正，插入前一根已打入的鋼板樁齒口后，沿“母樁”引好的孔內(nèi)插入。5)鋼管樁到位后，機械手夾起拉森樁，移動到預(yù)定位置，由工人扶正對準(zhǔn)企口后，勻速加壓震送至預(yù)定標(biāo)高。（3）拉森鋼板樁導(dǎo)架安裝為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直，通常需設(shè)置一定剛度的、堅固的導(dǎo)架，亦稱“施工圍檁”[2]。本方案采用的是單層雙面導(dǎo)架（如圖2所示）。導(dǎo)樁的間距一般為2.5m~3.5m，雙面導(dǎo)梁之間的間距通常比板樁墻高度大8mm~15mm。施工采用屏風(fēng)式打入法。圖2導(dǎo)架（1-導(dǎo)梁；2-導(dǎo)樁）圖3導(dǎo)架及屏風(fēng)式打入法（1-導(dǎo)樁；2-導(dǎo)梁；3-兩端先打入的定位鋼板樁）（4）拉森樁施工拉森樁打設(shè)時，先用機械手將樁夾至插樁點進行插樁，并控制好樁垂直度，不讓樁位移。振動錘是拉森樁施工的核心設(shè)備之一，在選擇振動錘時，需考慮樁體的直徑、長度、土質(zhì)等因素，并根據(jù)振動錘的性能參數(shù)進行調(diào)試和設(shè)置。3.2高壓旋噴樁施工3.2.1確定工藝參數(shù)本工程高壓旋噴樁施工采用二重管法，采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥及水泥漿液的水灰比1.0。3.2.2鉆機鉆孔控制鉆孔的進度和速度，避免過快或過慢引起鉆孔質(zhì)量問題。根據(jù)土層情況，調(diào)整鉆機的轉(zhuǎn)速和進給速度，保持合理的鉆進過程。鉆孔每鉆進5m用水平尺測量機身水平和立軸垂直1次，以保證鉆孔垂直。3.2.3下噴射管(1)施工時下噴射管前進行地面氣、漿試噴，即設(shè)計噴射壓力＋管路壓力。(2)為防止噴嘴堵塞，可在下噴射管過程中邊射水、邊插管，水壓力宜≤1MPa，避免將孔壁射塌。3.2.4旋噴制漿本工程高壓旋噴樁施工采用二重管法，采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥總用量為271kg/m，水泥漿液的水灰比為1.0。在漿液使用前，檢查輸漿管路和壓力表，保證漿液順利通過輸漿管路噴入地層。3.2.5噴射作業(yè)高壓噴射注漿法為自下而上連續(xù)作業(yè)，根據(jù)設(shè)計要求和土層情況，選擇合適的噴嘴類型和尺寸，噴嘴可分單嘴、雙嘴和多嘴。根據(jù)設(shè)計要求和樁體布置情況，控制噴射方向和角度，確保漿液能夠充分填充孔洞，并與周圍土體緊密結(jié)合。開噴送入符合設(shè)計要求的氣和水泥漿，待漿液返出孔口正常后，開始提升。水泥漿液流量大于80L/min，氣壓不宜小于0.7MPa，旋噴提升速度10cm/min。噴射過程中如出現(xiàn)漏漿，應(yīng)立即停止并采取相應(yīng)措施。3.2.6充填回灌完成噴射注漿后，應(yīng)及時進行充填灌漿直至飽滿，孔口漿面不再下沉為止。同時，記錄下回灌時間、次數(shù)、灌漿量等。3.3鋼支撐、圍檁施工3.3.1鋼支撐施工(1)鋼支撐的施工工藝流程：機械設(shè)備進場---按照圖紙開挖溝槽---鋼支撐場外拼裝---支撐托架焊接---鋼支撐安裝---施加預(yù)應(yīng)力（按要求的50%施加應(yīng)力）---檢查栓緊螺帽---施加第二次預(yù)應(yīng)力達到設(shè)計值---鋼支撐安裝質(zhì)量驗收---完成。(2)鋼支撐系統(tǒng)工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1鋼支撐系統(tǒng)工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)項目類型序號檢查項目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主控項目1支撐位置：標(biāo)高mm30水準(zhǔn)儀平面mm100鋼尺量2預(yù)加應(yīng)力kN±50油泵讀數(shù)或傳感器一般項目1圍檁標(biāo)高mm30水準(zhǔn)儀2立柱位置：標(biāo)高mm30水準(zhǔn)儀平面mm50鋼尺量3開挖超深（開槽放支撐不在此范圍）mm＜200水準(zhǔn)儀4支撐安裝時間設(shè)計要求用鐘表估測3.3.2混凝土圍檁施工(1)本工程圍檁采用混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，混凝土冠梁等級為C30，主筋保護層厚度為30mm，冠梁內(nèi)主筋搭接采用焊接。(2)焊接長度：單面焊5d，雙面焊10d。(3)當(dāng)采用搭接時的搭接長度：受拉鋼筋42d，受壓鋼筋25d。(4)同一截面鋼筋街頭數(shù)量：受拉鋼筋少于鋼筋總數(shù)的25%，受壓鋼筋少于50%。3.4H型鋼立柱施工3.4.1施工準(zhǔn)備打設(shè)H型鋼樁前，應(yīng)清除地面障礙物，依地質(zhì)狀況可使用打擊樁錘或振動樁錘。3.4.2施工方案按設(shè)計圖紙，于地面標(biāo)定打設(shè)位置，確認(rèn)無誤后開始打樁。打樁過程中采用經(jīng)緯儀或重力垂線等裝置觀測樁身垂直度，若有偏差應(yīng)隨時進行修正。打樁時，由第1錘開始至預(yù)定深度過程中，不得中途停頓。若因故中途停止，再恢復(fù)打設(shè)時，至少須先打入30cm深度后，才可恢復(fù)貫入量紀(jì)錄。打設(shè)至最后5m時，應(yīng)特別注意阻止其橫向移動，若有偏移時，須于打樁時予以校正。打設(shè)完成后，樁心位置、樁身垂直度與斜度偏差均應(yīng)在規(guī)定許可差范圍內(nèi)，否則應(yīng)拔起重打或廢樁。4結(jié)語深基坑支護作為基礎(chǔ)工程的重要施工環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量對建筑工程的整體建設(shè)質(zhì)量具有重要影響。文章依托蘇州市某實體建筑工程，圍繞深基坑支護的施工技術(shù)展開了研究，詳細(xì)闡述了PLC工法樁施工、高壓旋噴樁施工、鋼支撐