工字钢排桩支护技术在沙特房建中的应用

沙特西部高原属地中海气候，其他地区属亚热带沙漠气候，夏季炎热干燥，最高气温可达50℃以上，冬季气候温和，年平均降雨不超过200mm，地下土壤多为流沙层。

目前，高层建筑主要建于首都利雅得，东部沿海城市达曼与达赫兰，以及西部海岸城市吉达等。

在当地人口集中的大城市中，高层建筑基坑深度普遍存在超危大情况，受土壤地质影响，当地基坑支护主要采用工字钢排桩支护技术。

工艺原理及工艺特点
一、工艺原理
此施工技术改变了传统的排桩围护方式，运用了一桩4用基坑围护技术方案，即支护发挥4种用途：基坑临时围护、地下防水介质、地下挡墙外模板，以及与挡墙共同抵抗土压力，从而全面提升高层房建基坑与总体建筑的安全性和平稳性。

二、工艺特点
工字钢排桩支护技术施工特点主要包括以下5点。

1.深基坑采用工字钢排桩支护的方法，支护壁可以充当挡墙外模板，从而减小基坑占地面积，节省了施工用地，扩大了临建用地面积，降低对外界环境的干扰。

2.挡墙的双侧模板改为单侧模板，施工便利，节省了人工，缩短了工期，减少模板用量，节约了材料，降低了工程造价。

3.由于支护壁与建筑边界距离的缩小，减少了基坑土方的开挖量及回填量，降低工程支出，节约了工期。

4.支护壁作为防水媒介，使得基础防水能够早于挡墙施工，可以提前停止降水系统的作业，优化了地下基坑降水与防水工艺。

5.可以与结构共同抵抗土体压力达到桩墙合一的目的，优化基础结构设计，降低混凝土及钢筋用量。

三、适用范围
适用于有大型地下基础施工，同时对降水防水施工有较高要求的房建工程项目，具有减小基坑施工面积、降低造价、节省工期等优点，可广泛应用于土壤地质差或地下水位浅的高层房建地下基坑支护的施工。

四、施工流程
利用工字钢排桩与挡土板所形成的支护结构，在发挥基坑支护作用的同时，利用其与地下挡墙结构外侧尺寸相似的特点，以其内支护面为媒介，将地下挡墙防水做在支护面上，起到加快施工进度，桩墙合一的目的。

同时利用支护结构的支护作用，起到挡墙结构外模板的作用，减少模板用量，加快施工进度，并利用优化后的支护结构直接减少基坑土方挖填量，最终整体上达到确保建筑物稳定性和降低造价的结果。

案例分析
一、工程概况
市政大楼项目位于沙特东部沿海城市达曼，占地面积约为1.2万m2，建筑面积约为7.7万m2，开挖面积为11644m2。

项目分为办公楼和停车场2个主体，办公楼地上建筑11层，停车场地上建筑7层，地下建筑均为2层。

办公楼为框架剪力墙结构，停车场为框架及预制梁结构，裙房为现浇框架剪力墙及部分钢结构，基础结构为大型筏板基础，地下室为挡墙结构，其中地下基坑最大挖深12.5m。

二、施工流程
1.钻孔
（1）施工中支护桩的工字钢选用规格为：腰高350mm，腿宽150mm，长度根据基坑深度分为12m和14m两种。

（2）由于场地限制，经监理及设计统一，市政大楼与停车场的支护4侧边界离建筑边界0.1m，且相邻的2个工字钢的中心间距为1.5m，工字钢的下槽深度为11.85m或13.85m。

（3）按照设计要求，由测量员确定桩线，对沿桩线进行分区域定点，加工成所需长度的工字钢。

（4）进行具体位置钻孔施工时应注意保持孔洞的间距为1.5m，打桩机上的螺旋钻施工过程中保持铅垂性（每打进一定的距离使用水平尺校正垂直性），钻孔的深度与下槽的深度保持一致（螺旋钻的长度应事先调节好）。

钻孔完成后，每侧表面露出的孔口应在同一条直线上。

2.工字钢下槽
下槽的工字钢长度与设计上的要求一致，工字钢应保持铅垂性（施工中使用水平尺把握尺度），工字钢的中心间距保持一致（1.5m）。

同侧所有的工字钢应在同一条直线，上端应在同一水平高度。

3.安装挡土板
（1）完成边界开挖至第一步锚杆的位置，开始安装第一步挡土板。

（2）挡土板加工，由于工字钢的间距为 1.5m，挡土板加工后的长度应为1.46m-1.48m（每块挡土板的宽度为23cm），便于安装。

（3）安装至第一步锚杆的位置。

（4）挡土板背面填土并压实。

（5）第二步挡土板在第一步锚杆完成及第二步开挖完成继续施工。

4.锚杆
（1）本项目基坑支护锚杆分为3步。

加工锚杆，锚杆直径与长度见表1与表2。

（2）在锚杆上加工好固定挂钩防止钢筋移位和由于外力拽出。

（3）锚杆机锚斜洞（锚杆与水平夹角为25°），孔洞直径为25cm，孔洞深度同表1与表2中锚杆长度，两个锚洞的间距为1.5m。

（4）下锚杆（下锚杆与锚洞同时进行），外头露出1m的长度。

（5）灌注水泥浆，水泥浆量见表1与表2。

5.锚杆端处的固定焊接
锚杆端处进行固定焊接的作用是将锚杆与支护桩连成一体，共同抵抗土的侧压力。

（1）加工工字钢2根，长度1.5m左右，工字钢规格尺寸如表3。

（2）焊接锚板，将2根工字钢以“工工”形状摆放，锚杆位于2根工字钢直径，将工字钢的两端焊接在支护桩上，在工字钢的两端和中间焊接10mm厚钢板，将2根工字钢连成一体，中间钢板的小孔的直径约等于锚杆的直径。

（3）将锚杆与锚板进行焊接，用2块5mm厚三角形钢板作为媒介，2条直角边分别紧贴着焊接在中间的钢板与锚杆上。

（4）锚固位置位于工字钢内，锚固工字钢用钢板满焊于工字钢内部，经测试强度后将锚固处多余锚杆切除，后安装挡土板使锚头位于支护桩内部，保证下一步抹灰及防水的施工。

6.抹灰
重复以上支护施工到筏板设计底标高，完成垫层浇筑，开始支护壁抹灰施工。

此步施工是为找平支护壁，保证防水的施工。

在支护壁上抹灰，厚度约为2cm，保证平整度，并做好养护工作，防止裂缝。

7.防水施工
（1）垫层防水：垫层表面彻底清理，没有其他堆放物，蜂窝及时修补；监理检查过表面后开始刷底层沥青油；12小时后提交报检单开始第一层防水施工；用乙炔氧气将第一层防水固定于垫层顶面，搭接12cm，基础边界剩余30cm与墙体施工缝
防水连接；提交报检单后进行第二层防水施工；第二层防水完成后，表面铺设5cm 水泥砂浆。

（2）
竖直挡墙防水：竖向墙体与垫层交接处设25mmx25mm水泥倒角；清理基础边界水泥砂浆；监理检查后刷底层沥青油；12小时后提交报检单开始第一层防水施工；用乙炔氧气将第一层防水固定于垫层顶面，搭接12cm，地下室二层采用2层防水，地下室一层1层防水；第二层防水标高到地下室二层顶，第一层防水到地面层；提交报检单检查第二层防水后，安装保护板2层，无搭接；防水终止地方设置2cm×2cm 凹槽。

三、质量控制
本工程项目质量执行标准选用英标标准。

1.支护桩质量控制
首先测量放线时保证控制线位于墙线外侧10cm，钻孔时用工程线做好现场控制，确保位置准确。

工字钢下桩时为保证工字钢的垂直度，每1m用水平尺测试工字钢垂直度，由于现场有一台打桩机具备自动校准垂直度的功能，可以保证工字钢支护桩的垂直度，所以尽可能采用其作为钻孔所用。

钻孔过程中如果工字钢发生扭转，需及时采取措施，重新下桩。

2.防水施工质量控制
防水材料满足规范要求报批后使用，底层沥青均匀涂抹，厚度适宜，厚度不合适应影响沥青与防水层间粘结。

防水按照搭接12cm严格控制，搭接严禁重叠。

垂直面与水平面连结处下部设置25mmx25mm水泥倒角，使连接处平滑。

支护上防水施工前保证抹灰平整度，如果有大凸起或者坑槽及时处理。

注意施工间隔，沥青施工后
12小时，方可进行第一层防水施工，第二天进行第二层防水施工，防水超过施工缝至少30cm。