工业建筑施工中深基坑支护施工技术分析

路 斌

（山西太钢工程技术有限公司， 山西 太原 030009）

1 工程概况

山西省太原市某工业建筑施工项目位于城市周边位置，地下水资源丰富且具有复杂的地质资源分布，岩土工程地质勘查结果为：地层深度0- 18m的地质层属于黄土状粉质黏土；18- 38m主要为卵石层；38m以上属于黏土隔水层。该项目横向与纵向长度分别为87.5m和36.5m，基坑最大开挖深度达到28.0m，地下水位深度15m左右。为保证施工安全，高度重视深基坑支护施工工作的开展，制定如下深基坑施工技术方案。

2 深基坑支护施工方案论证

不同于民用建筑，工业建筑项目在基础施工阶段具有较大的基础底标高差。项目的基坑顶标高为- 0.9m，共计分为- 13.4m、- 17.4m、- 22.3m和- 28.0m4个基底标高。结合项目现场实际情况，经多方研讨决定采取深基坑综合支护施工技术，以保证基坑稳定性及施工作业安全性。论证方案如下：①- 17.4m以上：土钉墙联合锚杆支护；②- 22.3m：护坡桩支护；③- 17.4m至- 28.0m：沉井结构支护，在沉井外围实施管井降水。

3 -17.4m以上采取土钉墙联合锚杆支护施工

该项目对于- 17.4m以上结构采取土钉墙联合锚杆支护施工，在施工过程中遵循分层开挖、分层支护，控制每层开挖深度在3m。施工时为保证预应力有效，选择φ25螺纹钢作为锚杆材料，其自由段长度为3000-4000mm。选择φ22螺纹钢作为普通砂浆锚杆材料，实施压力全长注浆。调整锚杆倾斜- 10°且孔径为110mm。通过焊接方式连接普通砂浆锚杆头和加强筋，选择规格为250×250×8mm的钢垫板将加强筋压住，保证锚杆受力可靠性。锚杆为纯水泥注浆体，选择水灰比为0.45：1的P.O32.5水泥作为注浆材料。浆液经过砂浆搅拌机强制搅拌至少2min后方可注入，保证注浆体质量。

4 -22.3m采取护坡桩支护施工

该项目对于- 22.3m 基坑局部位置实施钻孔护坡桩支护，为沉井左侧基础提供便利。结合项目实际情况，共分为两种桩径，分别为φ800mm 和φ1000mm，前者长度为11m，共计31根；后者长度为12.1m，共计26根。

4.1 成孔施工

结合岩土工程地质勘查结果分析，该工序穿越的地质层结构为卵石层，因此选择冲击成孔方式。成孔施工注意事项总结如下：①为避免影响相邻桩，成孔施工以大于桩径4倍间距进行跳挖成孔。②检查钻具铅直钻进，在钻进初期控制缓慢速度，达到覆盖层后采取减压钻进，保证钻进速度与排浆量间相适应。③在钻进的同时检查泥浆指标，对钻孔内泥浆高度予以合理调整，确保钻进工作连续性。④终孔后确保孔深满足施工设计要求，以原浆法进行首次清孔，保证清孔后泥浆的相对密度为1.15至1.25，含砂量在4%以下且孔底沉渣厚度在50mm以内。⑤为避免清孔塌孔，确保钻孔内水位始终比地下水位高1.5m左右。

4.2 钢筋笼制作与安装施工

该项目的钢筋笼具有体积和重量大的特点，最重的达到3t，增加了钢筋笼加工及安装难度。在实际施工中借助于塔吊和汽车吊进行加工和安装。钢筋笼施工技术要点总结如下：①为确保钢筋笼质量，对于重量较大的φ1000mm桩，根据施工设计要求在对加箍筋予以焊接的同时，沿着钢筋笼全长在加筋撑内部，增加3根钢筋，焊接为三角形，对外部钢筋形成强效支撑，防止在吊运过程中出现钢筋笼损坏。②在固定好预埋型钢后再对钢筋笼进行吊装，在型钢两侧分别焊接φ20@1000的钢筋并与桩的主筋进行连接。在钢筋笼的上口及腰部位置分别焊接U形环，以便于吊运安装。③保证钢筋笼垂直入孔并缓慢下放，避免碰撞孔壁导致泥皮脱落。

4.3 混凝土浇筑施工

该项目桩底最深标高为- 29.50m，降水后的地下水位达到- 20mm标高，混凝土施工为水下浇筑，落实如下施工技术要点，保证成桩质量。

①水下混凝土为C30，将坍落度控制在18-22cm，同时确保材料的流动性及和易性。②保证混凝土浇筑的连续性，避免间歇施工对成桩质量产生影响，确保混凝土充盈系数在1-1.3。③用于浇筑混凝土的导管长度为每节3m，管内径为250mm，壁厚3mm。利用管箍对导管和导管间进行连接，保证接头平直及良好的密闭性。导管使用完毕后及时以清水冲洗管内外壁。④控制最底部的导管孔距离孔底在200mm左右，在料斗底部使用铁丝悬挂隔水塞。在浇筑配置好的混凝土前，先浇筑10cm左右的水泥砂浆。初灌混凝土达到足量后，将隔水塞提起，在孔底灌入混凝土。⑤在浇筑水下混凝土时，确保导管始终在混凝土内部，严禁导管提高至混凝土面，每次提管拆管长度在6m以内。⑥控制混凝土浇筑高度高于设计桩顶标高，至少为桩长的5%。

5 -17.4m至-28m采取沉井结构支护施工

对现场实际情况予以分析，经参建单位多方研究决定，对于- 17.4m至- 28m标高的局部位置以沉井结构进行基坑支护。沉井为钢筋混凝土圆形结构，其规格参数的外径、内径、壁厚以及深度分别为33m、31m、1m和14m，分3次完成制作。

5.1 完善坐标控制测量系统

分别在基坑内侧和外侧建立两个标高基准点。在距离维护结构边缘5倍基坑开挖深度以外且大于50m的稳定点位置设置外围基准点，该项目共计设置3个外围基准点。内部基准点于基坑底部进行设置，确保沉井井壁挖侧和井壁的距离不小于5m。基于沉井施工特点，在地上对井壁进行制作，在开挖基坑的上部设立位移控制点。

5.2 垫层施工

在制作第一节井壁前，在井壁周围对混凝土垫层予以浇筑。分析该项目地质情况，该区域内土质均匀良好，因此在施工时直接将150mm厚的混凝土垫层浇筑在原状土上，控制垫层两侧宽于沉井壁10mm左右。

5.3 刃脚埋件施工

该项目刃脚埋件的圆弧长度为100.48m，在分段加工时控制每段在3m左右，于施工现场进行焊接连接。施工时利用塔式起重机将埋件运送至作业面，对结构部位检查无误后，由专业人员进行焊接施工。安装埋件前，在刀口的底部砌设支撑结构，对刀口形成支撑。

5.4 脚手架搭设

该项目于井壁外侧对落地式钢管脚手架予以搭设，内侧的脚手架随着井壁的制作而分段搭设。在第一阶段井壁刃脚的影响下，具有较大的侧向压力，因此将满堂脚手架作为内侧脚手架的搭设方法。从第二阶段井壁开始，沿着井壁对悬挑脚手架进行搭设。

5.5 沉井井壁制作

在绑扎钢筋时，沿着井壁竖向或者水平方向进行，先内侧再外侧，先下方再上方的顺序进行绑扎。通过电渣压力焊的形式对竖向钢筋进行焊接，以绑扎搭接的形式对环向钢筋进行连接。以拉钩拉结的形式对内外排钢筋进行搭接，保证钢筋位置及间距的合理性。

在模板支设工作中所有的模板材料为胶合板，厚度为18mm。在使用前对模板内侧杂物进行清理并均匀涂刷脱模剂。先对内模进行支设，再对外膜进行支设，为保证井壁厚度合理，在内外模板之间设置钢筋撑。模板定位无误后，以500mm间距设置φ14mm的对拉螺栓。为防止模板内倾，紧靠模板内侧焊接模板限位片。在模板加固主楞和脚手架之间设置可靠支撑，保证模板体系稳定。

5.6 取土下沉

需要保证混凝土具有一定强度后方可沉井下沉。该项目在最低节混凝土强度达到100%且上一节强度达到70%后进行下沉。在挖土过程中，从井的中间位置向周围进行对称取土，控制每次取土深度在30cm 左右。在刃脚周围留存100cm左右的土堤，依照井壁编号，向刃脚方向分段对称且均匀地对土层进行削薄，每次深度在50-100mm左右。随着取土工作的进行，在刃脚挤压下土层破裂，沉井在自重作用下即可出现垂直挤土下沉。施工时对于下沉量少或无法下沉的现象，采取从中间向下挖30cm后再向四周进行均匀掏挖的方式处理。