摘要：深基坑的施工是高层建筑施工的重要一步，掌握深基坑支护的施工工艺并对提高建筑工程的质量有重要作用。本文根据某建筑工程实例施工过程为例，简要明了地分析总结了咬合止水排桩施工、降排水施工、锚索施工这三个方面的施工工艺和关键步骤，期望能给相类似工程这方面的参考。
关键词：深基坑；咬合止水排桩；降排水；锚索
进入新世纪以来，我国各城市里的高层建筑施工项目呈爆炸性的姿态增加，在进行高层建筑施工项目时做好深基坑施工是关键的一步。可以说提高深基坑的施工质量就是提高了建筑的施工质量，但是工程里经常发生深基坑支护工作不到位等的不良现象。如何解决这类问题成为了人们需要解决的问题。下面以某高层建筑施工为例进行讨论分析。
一、工程概况
某建筑基坑开挖深度约12.50m，属重大深基坑。周边建构筑物多，最近只有5m，场地地下水类型为河道一级阶地冲积层孔隙滞水，渗透系数K=2.57m3/d。
二、深基坑支护的主要施工工艺
1.咬合止水排桩施工
咬合止水排桩的作用是确保支护结构稳定且不出现大面积透水。本工程咬合止水排桩的支护桩采用B型桩、止水桩为A型（见图1），均采用旋挖机械成孔。咬合止水桩的质量控制，除了满足一般旋挖桩定位、垂直度、桩端持力层、钢筋笼及桩身混凝土控制外，还应着重控制三个方面。
（1）成桩顺序控制。根据本项目实际情况，施工中为确保咬合质量，A桩与B桩单边咬合尺寸为300mm，先行施工相邻两根止水A桩，待A桩完成后初凝前，回头进行支护B桩旋挖施工。而后再向前施工第3根A桩，如此反复向前推进。
（2）止水素混凝土桩初凝时间控制。由于采用的是咬合桩止水，支护桩必须在素混凝土止水桩初凝段成孔完毕。这就要求止水素桩C15商品混凝土的缓凝时间满足一个下限值（此下限值=2根A桩成桩时间+1根B桩成桩时间）。工前根据设计桩长、桩径、现场土质、干作业旋挖机工作能力，进行工艺试验，确定本项目A桩成桩时间约12h，B桩成桩时间约16h。综合考虑施工过程中商品混凝土供应、施工准备、机械保养维修等时间。将此止水素混凝土A桩的初凝时间下限值40h，适当放大至60h。即C15止水桩混凝土的缓凝时间应大于等于60h。
（3）止水桩桩身坍塌控制。止水桩桩身坍塌是指在支护B桩成孔过程中，由于止水A桩混凝土未凝固，还处于初凝状态，A桩混凝土有可能从咬合相交处涌入B桩孔内。本项目施工中，主要采取下述预先控制和事后补救措施。
①预先控制法。由于止水A桩素混凝土的缓凝时间在60h以上，这就要求其坍落度在确保不堵管的前提下，尽量取小。本工程控制在16～18cm，以便降低混凝土的流动性。护壁套管底口，应始终超前于开挖面一定距离，以便对邻近止水桩混凝土进行有效阻挡；如遇地下障碍物套管底无法超前时，可向套管内注入一定量的水，通过水压力来平衡素桩混凝土的侧压力。此法类似于将B桩改为湿作业成孔。
②事后补救法。支护B桩成孔过程中，应注意观察相邻两侧A桩混凝土顶面。如发现A桩混凝土下陷，说明预先控制对此桩作用失效，应立即停止B桩开挖。并立即将套管尽量下压，后向B桩孔内填土或注水止塌。若B桩成孔过程中，第1根A桩混凝土已凝固，钻机不能按设计要求切割咬合，采取的措施是向第2根A桩方向平移B桩位，切割咬合第2根A桩，待B桩施工完成后，在第1根A桩和B桩外侧，增加一根旋喷桩作为防水处理。
2.基坑降、排水措施
（1）坑内降水措施。基坑降排水直接关系到深基坑施工安全及周边环境的安全。根据地勘报告，本工程粉砂及砂砾层的孔隙承压水较低少，为确保施工安全，拟在支护结构内侧5m范围，间隔50m布设一口500mm管砂井降水试验（共计6口）。实际施工中，根据这部分降水井内水位低少情况，减少降水井数量，并采用边挖边沿坑内侧挖设简易临时排水沟，进行地表水汇集外排，以节约造价。
（2）坑外排水措施。支护结构外围基坑上口地表水排除，采用砖砌截水明沟，引入沉淀汇集井抽排。每隔30m设一个集水井。集水井截面尺寸800mm×800mm，排水沟截面尺寸300mm×300mm，沟内侧紧贴坑顶冠梁外侧，沟外侧土体面，采用素混凝土硬化，坡向排水沟。
（3）回灌措施。由于基坑外周，原有建构筑物、道路密集，且距基坑近，为预防开挖降水过程造成邻近建构筑物、道路基础持续下沉，开挖前沿坑外周间距35m设置回灌井，必要时采取回灌措施。回灌井成孔后应采用化学或机械方法进行洗井，直洗至水清砂净为止，以保证回灌效果。回灌水箱高度不低于3m，以提高水压力便于回灌。在回灌水箱和回灌总管间安装流量表、阀门和压力表。地表沉降接近30mm时，启动回灌。
3.锚索施工重点控制
（1）钻孔控制
①定位控制。腰梁施工时，先按设计间距、角度预埋好直径150mmPVC套管，固定牢固，避免钻孔时破坏腰梁主筋。
②参数选择。钻孔前必须进行工艺性能试验，以选择适合本工程工艺参数，检验扩大头直径和锚索抗拔力。
③扩大头施工。钻进时采用带Φ150mm钢套管的钻头跟进钻孔，随时控制钻进深度，钻孔至锚杆扩大头部分的始端时，换用Φ60mm钻杆，在Φ150mm钢套管内钻至锚杆锚固段末端外约1m处。钻孔完毕后，拔管至锚固段末6m，插入转杆进行高压水泥浆液旋喷注浆扩孔，扩孔长度6m，分段喷射，分段提示搭接长度不小于100mm。扩孔的高压喷射压力应大于20MPa。本项目取20～40MPa，喷嘴移动速度10～20cm/min。扩孔时高压旋转钻头（喷头）均匀旋转，均匀提升或下沉，由上而下或由下而上进行高压喷射扩孔。喷射管分段提升或下沉的搭接长度不得小于100mm，应至少上下往返扩孔两遍。若出现压力骤然上升或下降时，应查明原因并及时采取措施。
（2）注浆控制
①注浆管安放。注浆管与锚索绑扎在一起放入钻孔，注浆管内端距孔底宜为50～100mm，二次注浆管的出浆孔和端头应密封，保证第一次注浆时浆液不进入二次注浆管内；一次注浆管应能承受1.0MPa的压力，能使浆体顺利压至钻孔底部，二次高压注浆管应能承受二次高压注浆的压力，其耐压不应小于5.0MPa。
②浆液要求。锚索注浆采用二次高压注浆工艺，水泥纯浆灌注。浆液应搅拌均匀，并过筛，随拌随用，浆液应在初凝前用完。一次注浆水灰比0.40～0.45，二次高压注浆水灰比0.45～0.55，注浆体设计强度不小于20MPa。
③一次注浆。采用注浆泵将浆液经压浆管输送至孔底，再由孔底返出孔口，待孔口溢出浆液或排气管停止排气时，可停止注浆。一次注浆压力不小于20MPa。
④二次注浆。二次注浆为劈裂注浆，压力一般25MPa。待一次注浆初凝后进行二次高压注浆，孔口溢出浆液或排气管排出浆液颜色与注入浆液颜色浓度不一致时，应停止注浆。当注浆压力达不到设计要求时，锚索一次及二次注浆每延米的总水泥用量，应确保不少于80kg。
（3）张拉控制
①准备工作。张拉前需对张拉设备进行标定。标定时，将千斤顶、油管、压力表和高压油泵联好，在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复试验三次，取平均值，绘出千斤顶出力（kN）和压力表指示的压强（MPa）曲线，作为锚索张拉时的依据。标定曲线上必须注明标定时的压力表号，使用中不得调换。压力表损坏或拆装千斤顶后，要重新标定。
②张拉。腰梁及注浆体强度达到15MPa后，方可进行张拉。正式张拉之前，对锚索进行1～2次20%的设计张拉荷载的预张拉。张拉顺序采用隔一拉一，避免对邻近锚索的影响。
③锁定。锚索张拉至设计抗拔力1.2倍特征值时，持荷10min后，卸荷至锁定荷载设计值进行锁定。锁定后如发现明显预应力损失，应进行补偿张拉。
（4）验收控制
锚索施工后，应进行验收试验。进行验收试验时，加载宜按设计荷载的25%、50%、75%、100%、120%、150%依次进行，并做好记录。
总而言之，在进行深基坑支护施工时，需要在整个过程做好质量管理工作，要有完整的记录备案，以便各单位参考监督，我们也要第一时间掌握深基坑的变形沉降情况，遇到突发问题及时采取措施。这样才会使深基坑支护能稳妥、可行，也为同类基坑支护工程提供可靠的借鉴依据。
参考文献
[1]邓崇建.深基坑支护工程的质量、安全控制[J].科技资讯，2012年03期.
[2]梁政宇.深基坑支护工程的施工与质量控制[J].电子制作，2013年第22 期.
论文作者:王宏根
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/14
标签：注浆论文; 混凝土论文; 浆液论文; 深基坑论文; 基坑论文; 钻孔论文; 高压论文; 《建筑学研究前沿》2018年第4期论文;