深基坑及其支护工程施工技术应用时应解决的主要几个问题

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摘要：随着我国建筑业迅速发展，深基坑以及其支护工程已成为建筑工程施工中一个重要的环节；深基坑以及其支护工程质量、安全、进度、造价情况如何，将直接关系到建筑工程施工的质量、安全、工期、造价，要合理地解决建筑工程施工中的质量、安全、工期、造价问题，我认为重点须解决深基坑开挖以及其支护工程的优化设计及施工组织、做好降排水工作和支护工程、加强监控点的位移及沉降观察等工作。

关键词：优化设计；深基坑开挖；支护；施工技术；降排水；监控点的位移及沉降观察

1 工程概况：

（1）该工程规模为综合大楼1栋：地上18层，面积45985 m2；地下1层，面积6671 m2，建筑总高为60．0 m。

(2)工程地质情况：①杂填土：层厚0.30～3.00m；②粉质粘土：层厚0.30～4.40m：③－l含泥角砾：层厚0.20～10.40m；⑦－2砂砾卵石：层厚0.60～12.50m；④残积砂质粘性土：层厚1.80～17.90m；⑤－1全风化花岗岩：层厚2.00～11.80m；⑤－2全风化正长斑岩：揭示厚度2.00～5.80m，平均厚度3.76m；⑥一1砂土状强风化花岗岩：层厚5.40～39.20m；⑥一2砂土状强风化正长斑岩：揭示厚度0.50～16.30m，平均厚度8.29m；⑦一1碎块状强风化花岗岩：揭示厚度1.20～16.00m，平均厚度7.02m；⑦一2碎块状强风化正长斑岩：揭示厚度0.80～11.40m，平均厚度3.24m；@-1中风化花岗岩：揭示厚度0.45～7.80m：⑧

一2中风化正长斑岩：揭示厚度2.70～26.48m。

(3)水纹情况：勘察期间测得场地地下水初见水位埋深为0.60～3.80m，标高为19.18～23.80m；施工结束后统一观测得各钻孔地下水混合稳定水位埋深为0.35～3.50m，标高为19.73～24.70m。。

(4)基坑排水、降水：本工程采用管井降水，将地下水位控制在开挖面下0.5m。基坑排水采用集水明排。基坑周边支护范围内的地表在基坑开挖前应加以休整，构筑水泥砂浆或混凝土地面：基坑施工过程中要及时封闭地表裂缝，防止地表降水向地下渗透。在坡顶设排水沟截水，在坡顶设计排水盲沟(边缘离坡底不小于0.3m)。在基坑四角或每隔s30～40m设一个集水井，及时用水泵抽除积水；为减少侧向水压力，在基坑坡面设泄水管，泄水管埋设与水泥土墙中时采用钻机钻孔埋设。

（5）该工程的土方实际开挖深度为3～4．3m，，土方工程量约30000 m3。设计采用1：1自然放坡，由于周边建筑物的影响，部分达不到自然放坡的要求，拟采用分区大面积开挖施工方案，针对部分达不到自然放坡的要求的边坡在工程例会上，我们提出采用加设锚杆施工方案(如图所示)，并按照要求编制了专项施工方案报审监理、设计同意，由设计单位重新出设计变更通知书，这样有效解决了场地放坡不足问题。 因自然放坡分区大面积开挖施工的技术比较简单，这里不进行专题论述，本文主要对局部的锚杆施工工艺说明如下：

2局部锚杆的施工工艺

锚杆施工按《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)和现行的施工规范进行，采用打入式钢筋，施工段平面长度约40m。

21锚杆施工前的准备工作：

(1)技术准备

1)进行工程周边环境调查，收集施工区域内地下管线、设施、障碍和相邻建筑基础的资料，具备工程地质勘察报告。

2)进行支护的施工设计图纸的自审和会审。

3)施工区域的测量：按图纸要求进行测量放线，设置定位桩、龙门板和水平桩，并放出支护位置线。

4)做好施工方案和基坑监测方案，进行技术交底，设置好监测控制点。

5)确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等，并在设置后加以妥善保护。

6)按设计要求进行土钉施工工艺和配合比试验。

7)土方开挖前应对施工现场、地下障碍物进行全面调查，本工程排障业主已施工完毕。

8)测量放线及测量桩点保护

土方开工前红线桩及建筑物的定位桩需经市规划部门和建设单位监理核实后方可动工。本项目锚杆侧土方工程全部采用竖向大开挖。

9)机械施工易碰压测量桩，因此土方开挖范围内所有各轴线桩和水准点均应引测到机械施工区域外，并设置保护措施。

10)土方开挖前，根据建设单位提供的资料、证明，按市政府各级各部门的有关规定办理手续。

11)基坑内、外排水沟、集水井应施工完毕。

(2)材料要求

1)水泥：水泥宜采用强度等级为32.5或42.5的普通硅酸盐水泥，要求无结块，具有出厂合格证，并应按有关规定对水泥进行质量抽样检测，合格后方可使用。

2)砂子：用粒径小于2mm的中细砂，含泥量小于3％。

3)石子：最大粒径不宜大于12mm，含泥量小于3％。

4)外加剂：应有产品出厂合格证，掺量通过试验确定。

5)水：不含有害物质的洁净水。

本工程锚杆的施工方法：测量放线一施工准备一分层开挖形成锚杆工作面一钻孔一安放锚杆杆体一注浆一防腐处理一检查验收。

22 根据边坡支护技术要求：须采用分层开挖。各段面的分层次数与该断面锚杆排数大致相同，按设计每层开挖深度为1．3 m左右(开挖深度与当前层锚杆的垂直间距大致相同)，分二层施工。挖掘机顺着基坑边约8°一10°仰角开挖，作业面的开挖宽度应能满足支护作业需求(约同当前层锚杆长度)，约6 m。

对土质较复杂的地段，应适当减少开挖长度及每层高度，以保证基坑边坡安全。挖掘机在开挖作业面时，要听从喷锚作业施工员的指挥，绝不能善自开挖作业面及作业面附近的土方。每层土开挖时宜根据现场实际情况和进度需要分成若干段进行，可顺挖，宜可跳挖。每段土体开挖后，立即组织人力进行人工修理，首先在该段两端上下各用木枋或钢筋垂直于坡面各打设一个点，在其上标出设计坡面的位置，再挖深10cm，即为设计的土面，然后上下标志分别拉线作为修坡的控制线，同时人：工用锄头、铲等工具铲土、修坡，直至两标志线可通视并且坡上面各点距离标志线10cm，即为合格。 修坡时，铲落的土不得堆积在坡脚，并沿坡脚挖一条临时排水沟，作为锚杆成孔时泥浆的排放通道，防止泥浆在施工过程中在现场四处流淌。在基坑的四周设置排水沟和集水井，在集水井内设抽水泵，遇有地下水渗出时，应将水引到集水井，用抽水泵将水排出基坑外。排泄泥水时，应符合环境保护要求。

23锚杆间距布置：按边坡支扩图纸设计的锚杆间距和排距定点，钻孔直径为130，并按设计要求定出锚杆的具置和打入角度。本工程的锚杆间距设置按水平及竖直间距均取1．2 m。打入角度与水平夹角为30度向下斜打入土层。

24成孔：钻孔设备可根据土层条件选择专门锚杆钻机或地质钻机。按支护图纸设计的锚杆间距和排距布孔，在作业面上按设计要求定出孔位和角度，调整好钻孔机械进行成孔作业，并清理干净孔中的松土和杂物。孔径、孔深均应满足设计要求。钻机就位后，应保持平稳，导杆或立轴与钻杆倾角一致，并在同一轴线上。在钻进过程中，应精心操作，精神集中，合理掌握钻进参数，合理掌握钻进速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。一旦发生孔内事故，应争取一切时间尽快处理，并备齐必要的事故工具。若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔，直至能顺利送入锚杆为止。

25 锚杆的制安：按设计图纸的直径和长度制作锚杆，锚杆采用Ф20钢筋，第一排锚杆长12 m，第二排锚杆长10 m，第三排锚杆长8 m，锚杆打入土时，根据已定好的位置，用人手扶好钢筋，对准打入位置及调较好角度，然后用挖掘机顶住锚杆的另一端缓缓压入孔中，安放锚杆杆体时，应防止杆体扭曲、压

弯(如图二所示)。

锚杆采用焊接且焊接技术必须符合规范要求。锚杆安装时，应清除锚杆上的杂物，确保杆身的清洁。因采用底部注浆工艺，锚杆前端应绑好底部注浆管，保证其在锚杆送安过程中不脱落。在锚杆上每隔2～3 m设锚杆对中架，保证锚杆送入锚孔中后能使锚杆处于锚孔中央，锚杆应送至锚孔底部，安好后使杆体始终处于钻孔中心。

2．6锚孔注浆： 锚杆砂浆采用P．0．3．25普通硅酸盐水泥(即425#R水泥)、细砂和适量的砼外加剂搅拌而成(水灰比为0．4～0．5)。注浆体的强度等级应达到M15(配合比由试验确定)。注浆前，先在孔口绑好注浆袋，拉松底部注浆管，方可注浆；当孔口有稀浆溢出时应先停止注浆，待拆卸底部注浆管后，直接用压浆管和止浆袋实行加压注浆。注浆压力为0．4―0．8MPa(根据锚杆锚固端土质情况进行调整)，加压时间不少于5―30分钟，以锚孔中注浆饱满为度。

3基坑边坡挂钢筋网、浇筑砼封面

34．1 边坡挂钢筋网：

在设置锚杆加固的边坡位置及边坡顶1米范围内挂设钢筋网，钢筋网布置Ф0．6@250X250，加强筋为Ф16@1200X1200。

钢筋网的直径、间距和构造应符合设计图纸要求；钢筋网和锚头应按图纸大样牢固焊接。钢筋使用前应清除锈蚀；钢筋优先采用焊接，焊接长度：单面10d，双面5d，若采用搭接，则搭接长度为40d。

钢筋网应随受喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm。

钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固，在喷射混凝土时不得晃动。

3．2 喷射注浆：我方拟在地下室基坑周边的土层表面喷射砼层以增强土层的抗剪能力，砼层厚度为80mm(局部设置锚杆支护位置的区域为100m)，细石砼强度均为C20。喷射混凝土应符合现行规范要求：

①应根据对喷射混凝土的质量要求和作业条件的要求，以及现场的维修养护能力等选定喷射方式，同时尚应考虑对粉尘和回弹量的限制程度。

②喷射混凝土配合比应通过试验选定，满足设计强度和喷射工艺的要求。

③喷射混凝土的配合比及拌和均匀性每班检查不得少于两次。喷射混凝土材料计量，一般应以质量计算，其允许误差为：水泥与速凝剂各为2％；砂与石料各为5％。

④喷射作业人员必须穿戴安全防护用品。在正式喷射前应适当减小喷射村机的工作气压，先喷射一层加大速凝剂掺量的水泥浆，再喷射混凝土。喷射中发现松动石块或遮挡喷射混凝土的物体时，应及时清除。

⑤喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不宜超过6m。严格控制水灰比，喷到基坑表面上的混凝土应湿润光泽，粘塑性好，无干斑或滑移流淌现象。

⑥喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间一般不少于7d。

⑦对于特殊部位如淤泥土，采取如下特殊措施：大面积淤泥土采用人工或机械挖除后回填砂砾料或碎石置换方法处理。

4.基坑排水、降水

4. 1基坑排水

本工程采用管井降水，将地下水位控制在开挖面下0.5m。基坑排水采用集水明排。基坑周边支护范围内的地表在基坑开挖前应加以休整，构筑水泥砂浆或混凝土地面：基坑施工过程中要及时封闭地表裂缝，防止地表降水向地下渗透。在坡顶设排水沟截水，在坡顶设计排水盲沟(边缘离坡底不小于0.3m)。在基坑四角或每隔s 30～40m设一个集水井，及时用水泵抽除积水；为减少侧向水压力，在基坑坡面设泄水管，泄水管埋设与水泥土墙中时采用钻机钻孔埋设。

4. 2井点降水

本工程降水井共21口具体布置位置(详护施02图)。在实际降水施工前必须做好现场抽水试验，取得精确的水文参数。

(1)降水井施工

降水井的施工顺序为：钻孔下井管填粒洗井。

1)降水井的定位：降水井的位置，应由测量员放样确定，并经总包方和监理工程师复核。

2)钻孔：降水井的钻孔采用XY-Z型工程钻机钻孔。砂层中为了防止塌孔应采用泥浆护壁。

3)过滤器加工：过滤器采用φ219钢管，过滤器的长度和加工应符合设计要求。

4)下井管：钻孔达到设计深度后，应立即下深井管，井管应居孔中心，严禁将井管强行压

入孔中。

5)填粒：在井管的周围填入粒料，宜采用边向孔内送水边填滤料，以保证孔隙不被泥砂堵塞。

6)洗井：井点施工结束后，应立即组织洗井，洗井应自上而下进行，洗到水清不出砂，出水正常为止。

7)安装水泵，试抽水：洗井完毕，即着手安装水泵，并及时组织试抽水。

(2)降水井封堵

施工顺序：先封堵筒体部分的降水井，最后封堵剩余部分的降水井。

水井封堵施工工艺流程：拆除降水井泵系统一凿除底板表面砼、割井管一预埋双液注浆管一安装降水井管一填碎石一真空泵降水一孔口砼浇捣一双液注浆一钢板封板一细石砼封孔。

封孔之前应将降水井内的离心泵及附属管道拆除，停泵时应先将主排水管道的相应阀门天牢，避免主排水管道的水倒流。

采用风镐将井管四周的底板砼表面凿除。凿除的深度应大于100mm，宽度约200mm，

且将井管割至比底板面低约100mm位置，同时用钢毛利将井管上部2000mm范围处的内壁清除干净。

双液注浆管可采用铁管，其预埋深度应比井管底的深度略高。

安装降水井管。可采用轻型井点的井管或采用经过加工的φ48铁管。井管底标高应比底板底标高低不小于1000mm。

填碎石。井管内碎石应填至比底板底标高低约100mm。

采用真空泵或其他水泵将井管内的水位降至略低于碎石的顶面标高。

采用砼将井管的孔口封死，其顶面标高应比地下结构底板面标高低200mm。

当孔口的砼具有一定强度时，停止降水，并开始双液注浆，当从降水井管的管口里流出水泥浆时，即可停止注浆，并关闭阀门。

当浆液终凝后，割除注浆管和降水井管到封口砼面，检查管内是否渗水，若有渗水，则凿除封口砼约l00mm深，用细石砼重新封孔。

先用防水水泥砂浆井孔内的砼面找平，然后用钢板封井管，钢板四周与井管的内壁焊牢，焊缝高度为4mm。

用压力水冲洗周边已凿毛的砼表面，用防水细石砼找平，使其表面与底面的标高相同。

5地表水与渗水处理措施

开工前应修好边坡上部的各种冲洗用水的下水道，以免边坡上部的水浸入边坡或流入边坡，边坡内适当位置设置集水井，及时把作业面的水导入井内、抽干。雨天要及时排除积水，减少基坑的浸泡时间。

5．1 防渗水技术措施：及时有效处理渗水问题、放坡及喷锚支护是本工程的关键所在，针对局部土质不均，孔隙率及渗透性具有一定变化的特点，则在开挖过程中，局部地段可制作彩布进行临时封闭。

5．2 当雨水或其它地面水量较多时，例如上、下水管破裂等，应首先查明水源，进行修复，截断改道或停止供水，同时在地面四周，距坡顶1．0～1．5米处设置排水沟，将雨水或其它地面水引至距离边坡处排水，在边坡的顶部地面喷射砼，防止坑边地面渗水。

5．3 当坡底渗水(或涌水)严重时，应在坡底距离坡壁适当位置设置排水沟将水引流至水坑中抽排至地面，以保证坡底干燥，同时采用加密垂直锚管并进行高压注浆，以确保边坡稳定。

5．4 当坡壁含水量较高，并出现渗水或涌水现象时，在喷护前，在锚管上方20～40cm处设置长度为1．5～2．0m的引流管，以减少边壁水压和保持边坡干燥，以利于锚喷施工。

6 质量保证措施

6．1 建立质量管理领导小组，由项目经埋、技术员、质检员组成，认真执行质量管理制度，全面负责工程的质量管理，实行岗位责任制，使质量管埋工作落实到班组。

6．2 建立良好的质量保证体系，由项目经埋、质检员、施工员、工班长组成系统的保证体系，并落实到人。

6．3 加强技术管埋，熟悉设计图纸，掌握设计意图和要求，做好技术交底工作。

6．4 严格按照设计图纸、施工规范、施工工艺进行施工，使各工序的精度要求均得到满足。

6．5 严格各关键环节施工质量的检查、复核制度。

6．6 严格工序质量验收和分部分项工程质量验收制度，进行单项验收签证，杜绝漏洞，确保质量。

6．7 仔细认真作好各项施工记录，正确分析、归纳、整理，一旦发现问题，及时反馈处埋。

6．8 按上述各分项工程的工序误差要求进行质量控制。

结论：通过对上述深基坑及其支护工程施工技术的描述，我认为：解决深基坑及其支护工程的降排水和护坡支护的工作，加强工程施工的过程控制，是确保工程施工质量、安全、工期、造价的前提。