深基坑支护技术为高层建筑建设中的重要技术之一,由于深基坑支护为临时结构,为节省投资、降低成本及加快进度,施工单位往往只强调基坑支护施工的临时性,而忽略了基坑支护施工的复杂性及风险性,致使深基坑施工时安全质量事故时有发生,不仅延误了工期,而且造成了不必要的经济损失。本文结合工程实例,就某高层建筑深基坑支护施工技术进行探讨。

某高层办公楼项目总面积为7.5万m²,基坑开挖深度14.450m,局部挖土深度达20.090m,±0.000m相当于绝对标高4.650m,塔楼开挖深度16.450m,基坑南侧和北侧采用上部放坡+下部桩锚的支护形式。基坑东面和西面采用上部喷锚+下部桩锚的支护形式。钻孔灌注桩800mm,采用C30混凝土;桩外侧采用850mm工法桩止水。

根据勘测结果,场地地层分布分为3层,分别为耕土层、粉砂、细砂层和粉质黏土层。自上而下的顺序如下。

1)耕土层主要以灰色为主,含少量粉砂和杂填土,杂填土呈松软状态,且含有砂土及黏土,结构较为松散。土层厚度为0.30～3.60m,平均厚度1.20m。

2)粉砂、细砂层以粉砂为主,局部细砂,主要以灰色为主,主要成分为石英,淤泥较多,局部为贝壳,结构较为松散。土层厚度为0.50～4.90m,平均厚度2.50m。

3)土粉质黏土层以灰褐色为主,局部为粉黏粒,细砂少量,结构为硬塑～坚硬状态。土层厚度为1.50～3.10m,平均厚度2.10m。

场地地下水水量较大,主要存于砂层当中,且受砂层厚度的影响。地下水来源于大气降水及河涌。基岩以砂砾岩为主,且岩层裂隙较发育,裂隙中存在大量地下水,可为场地补给水量。在勘查期间,钻孔内水位埋深为0.42～3.82m。

施工准备→搅拌桩施工→旋挖桩施工→预应力锚索张拉→土方开挖→验收。

在本工程搅拌桩施工过程中,其成桩采用四搅四喷方法,将桩下沉2次,提升2次,在桩身下沉及提升过程中,要确保搅拌均匀,以满足桩体强度要求。在桩机就位时,要严格检查桩机,并对桩机垂直度进行调整。在预拌下沉过程中,要启动桩机电机,将吊绳放松,使搅拌机逐渐下沉,且要利用电流装置控制好下沉速度,工作电流和电压应小于额定值。在提升喷浆搅拌过程中,当搅拌机下沉至设计深度后要将灰浆泵开启,当浆液达到喷浆口,控制提升速度,在喷浆时逐渐提升搅拌机,另外还要重复搅拌作业。当搅拌机提升至设计顶标高时,要先将灰浆泵关闭,排空浆液,确保浆液搅拌的均匀性,然后在喷浆时逐渐下沉搅拌机,当达到设计要求后再进行补浆作业,同时将深层搅拌机提升至地面。

本工程支护桩采用旋挖桩,1 000mm@1 200mm,支护桩最小桩嵌固深度不小于5.0m,除此外还应满足以下要求:桩底进入微风化岩层不少于1m或进入中风化岩不少于2m。根据地质报告,预计桩长约16.35m。旋挖桩采用C30水下混凝土。

1)针对本工程地质情况,加强泥浆技术,对泥浆配比进行重新调整,加强泥浆相对密度控制,适当添加处理剂,以增强絮凝能力。初次注浆时应向下冲击桩孔,以免泥浆沿护筒侧壁下流,在钻进前应先倒入膨润土,然后再启动钻机进行搅拌,以防钻进时出现孔口渗漏现象。

2)根据现场地质情况,旋挖桩采用1 200mm钢护筒,以免回转斗升降过程碰撞、刮拉护筒,保护孔口稳固性。护筒埋设的传统方法:先用800mm的回转斗钻至护筒深度,侧壁安装边刀扩至护筒外径尺寸,副卷吊起,放入护筒,校正,层层填埋夯实。

3)钻进过程中应确保底盘斗门处于关闭状态,以防回转斗内砂土落入护壁泥浆中对泥浆配比造成破坏;同时要控制好钻进尺度和回转斗的提升速度。实践证明,升降速度应控制在0.8m/s,以防速度过快,对孔壁稳定不利,导致坍塌现象的发生。

4)当桩孔结束后,及时进行清孔、下放钢筋笼等工序,以免成孔坍塌。在旋挖钻机钻进过程中,为避免塌孔现象发生,本工程加强了对粉砂层的控制。同时要控制好旋挖钻机成孔速度,1h可钻进13m左右,若不能及时进行混凝土灌注,将会导致塌孔。

在预应力锚索安放前,需在锚索表面安装定位器,便于在钻孔中心安装锚杆,防止自由段挠度过大。在预应力锚杆施工过程中,要进行二次注浆。当一次注浆结束后,待水泥浆初凝以后方可进行二次补浆。

在预应力锚索张拉前,要在连梁内固定好锚具。梁模板由胶合板、木方和钢管3部分组成,胶合板厚18mm,木方尺寸为80mm×80mm、钢管为48mm。在梁侧模板安装结束后,及时进行钢筋安装,在梁内绑好梁钢筋骨架,在钢筋连接时,应采用驳接的方法。在梁钢筋绑扎后,要经过验收合格方可进行混凝土浇筑,混凝土振捣采用泵车输送,同时采用振动器进行振捣密实。

当预应力锚索张拉完成后,要预留注浆管,封孔注浆,并将孔中的空气排出,同时将孔中注满浆液,确保锚具距钢绞线5cm,再采用素混凝土进行填充。

为提升工程进度,要确保搅拌桩和旋挖桩施工同步进行。南、北面首层土方按1∶2放坡开挖至-4.200m后钢筋网护坡施工,第2层土方开挖至-5.100m后进行锚索施工,待达到设计强度后,土方分层开挖至-9.700m基坑底;东、西面首层土方开挖至-3.700m处进行第1层钢花管施工,待达到设计强度后,第2层土方开挖至-4.500m标高处进行第2层钢花管施工,待达到设计强度后,第3层土方开挖至-5.100m后锚索施工,待达到设计强度后,土方分层开挖至-9.700m基坑底。

当本工程桩体施工结束以后才能进行土方开挖作业。在土方开挖时,应采用分层、分段流水开挖作业方式,由南向北不断推进。

在土方开挖时,应采用自上而下分层分段方式进行开挖。若采用机械挖土方式,对于深度小于5m的基坑可采用一次开挖到位。同时根据坑底标高,做好土层预留,并采用人工方式进行修整,以确保满足标高要求。如果出现标高超挖时,禁止使用松土回填,应采用砂、碎石压实至满足设计标高要求;如果地基局部有软弱土层时,应与相关部门进行协商,及时提出相应的处理方案。

深基坑支护施工在建筑施工中处于重要地位,这有利于主体施工的顺利进行,确保建筑的安全性和耐久性。因此,在确定施工方案时,应参考周边建筑物分布情况,根据水文地质资料和周围环境进行深入对比分析和论证,从而确定科学合理的深基坑支护技术方案,确保建筑施工的质量和安全。