浅谈基坑工程施工技术及质量监测

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【摘 要】基坑的护壁，不仅要求保证基坑内正常作业安全，而且要防止基坑及坑外土体移动，保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。本文对基坑工程施工技术进行了探讨，并对基坑工程质量的监测技术进行了阐述,以供同行参考。

【关键词】基坑；施工技术；监测；测量

前言

各种建筑物与地下管线都要开挖基坑，一些基坑可直接开挖或放坡开挖，但当基坑深度较深，周围场地又不宽时，一般都采用基坑支护，过去支护比较简单，也就是钢板桩加井点降水，一般能满足基坑安全施工，而对于深基坑已不能满足要求，为了跟上建设工程发展的步伐，作为建设工程的基础性和前期工作，基坑工程也必须“与时俱进”，不断地进行发展与完善。

1 桩墙式支挡结构施工

桩墙式支挡结构主要包括四种类型，即排式灌注桩支挡结构、板桩支挡结构、水泥土挡土墙支护结构、槽壁式地下连续墙结构。不同的结构类型，其施工方法和施工技术也不相同，限于篇幅，本节仅详细介绍了前两种结构型式的施工技术与方法。

1.1 排式灌注桩支挡结构施工

对于用于支挡结构的桩排在施工时，应满足下述的要求：(1)冲(钻)孔灌注桩桩底的沉渣厚度不得超过200mm，尤其是用作承重结构时；(2)垂直于轴线方向桩柱的桩位和沿支挡结构的轴线的偏差都应在50mm以下，桩的垂直度偏差不得超过0.5％；(3)圈梁施工前应清理干净支护桩顶的浮浆,桩顶上部钢筋的凿露长度也应在要求范围之内；(4)在埋设、吊装和绑扎不均匀配筋的钢筋笼时，要保证钢筋笼安放方向与设计方向的一致性,并且钢筋的保护层要满足要求。(5)对于排桩，应采用跳打的施工方式，灌注桩的成孔施工应在邻桩混凝土灌注24小时以后进行。

1.2 板桩支挡结构施工

板桩支挡结构包括钢筋混凝土板桩结构和钢板桩结构。其中，钢筋混凝土板桩通常是由预制的钢筋混凝土板桩组成，如若考虑重复使用时，一般采用预制预应力混凝土板桩。桩身截面形状可用工字形、T形或矩形，一般是采用矩形。而钢板桩支护结构则通常采用Z形或者是U形的截面形状。当基坑较深、载荷较大时,也可以采用H钢、钢管及其它的组合截面钢，当基坑较浅时，亦可采用正反扣槽钢。

钢板桩通常单独或者是互相配合使用振动、静压或锤击的方法沉入土中。在沉桩前，应对现场的钢板桩编号并逐块检查，钢板桩的尺寸偏差应在误差范围要求之内。比如，长度挠曲应小于1％，截面宽度偏差应在-5mm与10mm之间，桩的端面平整度应小于3mm，截面高度的偏差范围为-3mm到3mm。当钢板长度不够时，可按照等强度原则采用同样型号的板桩接桩，一般先进行对焊，之后再焊接头加强板。

钢板桩不宜单独打入，应分段打入。对于半封闭或封闭支挡结构，应预先计算好其需要的块数，应确保首块沉入钢板桩的沉桩垂直度，且其应比之后沉入的钢板桩长2m～3m。如若条件允许，在打桩前，最好能在地面上沿着支挡结构的位置预先设置导架。通常情况下，钢板桩是作为基坑临时支护结构的，一旦地下主体工程结束即可将其拔除。

在进行钢板桩拔除的过程中极易引起周围土体的沉降和侧向移动，从而导致周边环境的安全无法得到保障。为避免此现象的发生，通常采取以下两种措施：一是在钢板桩拔起后立即在桩位孔的内部插入套好塑料袋或者布袋的注浆管，直到窄隙的底部，之后进行灌浆；二是顺着拔桩方向事先在钢板桩的外侧插入注浆管，一旦板桩拔起后，通过邻近的注浆管立即进行注浆。

2 支撑结构施工

支撑结构施工时，要注意其安装及拆除的顺序，一定要符合支护结构的设计要求，且密切配合主体工程和土方开挖的施工顺序。所有的支撑均应在地基上开槽后再进行安装，当支撑结构的顶部需要运行挖土机械时，必须注意支撑顶面的安装高度，一般情况下，应低于坑内上面250mm左右。基坑与钢板支撑结构之间的空隙需用粗砂回填，并且在土方车辆和挖土机的通道处架设道板。在基坑分层开挖时，应先安装支撑，之后才可挖下部土方，同一层土的开挖按照“边开挖边安装支撑”的原则进行。在楼板或者主体结构底板完成后，且满足设计强度时，可借助楼板或者底板的后件平面刚度和强度拆除对应部位的支撑。

3 土钉墙支护施工

土钉墙支护结构的施工包括以下几步：(1)修整边坡、开挖工作面、边坡排水。土方必须进行分层开挖，绝对禁止超挖，也不允许欠挖，开挖后要做好壁面的人工修整上作；(2)进行第一层混凝土的喷射。喷射时，应保持喷头喷射面的垂直，喷射作业宜分片分段依次进行；(3)进行成孔、安装、置筋、注浆等上钉设置工作；(4)安装绑扎钢筋网，在该步中要注意钢筋网的正确安放；(5)进行第二层混凝土的喷射。

4 基坑工程施工监测

施工监测一方面有利于资料的积累，为施工技术和设计理论的改进提供依据，另一方面可对基坑设计的正确性进行检验。分析以往的基坑工程事故不难总结出，在基坑工程重大事故发生前通常都会出现一些预兆，若能切实地做好监测工作，及时地发现事故的预兆，进而采取相应的措施，则可降低基坑重大事故发生的概率，减少因基坑事故带来的社会影响和经济损失，这是在工程实践中已经得到证实的。

基坑工程施工监测方案应根据场地条件和开挖支护的施工设计确定,并应包括下列七项内容：(1)坑底土体是否隆起；(2)基坑周围土体的压力和位移是否变化；(3)支护结构的弯矩(内力)和位移；(4)相邻建筑物、地下管线等保护对象是否出现沉降、水平位移等；(5)立柱的沉降与水平位移或隆起、支撑轴力的变化；(6)孔隙水压力及地下水位的变化；（7）渗漏、冒水、冲刷、管涌等情况。

基坑工程的监测工作包括的内容主要有支撑轴力量测、土压力量测、孔隙水压力量测以及位移量测。监测手段主要有分层沉降仪、测斜仪、水准仪，土压力盒、经纬仪、钢筋应力计、水位观测仪、孔隙水压力仪等。本节仅对士压力量测与位移量测进行了介绍。

4.1 土压力测量

土压力的测量一般是指对法向正应力的测量，采用的设备是土压力盒。土压力测量的关键是监测点的布置，其布置应遵循以下原则：(1)在地下管线较多、复杂环境周围布设；(2)在需要解释预定现象特点的地方布设；(3)在比较典型及受力较大的位置布设；(4)那些可以得到地基土或结构受力分布规律和状态的位置布设。监测点布设完毕之后就要进行土压力盒的埋设工作，通常采用的方法有水压活塞式埋设法和挂布法。之后通过土压力盒即可得到不同地方的土压力值。

4.2 位移测量

位移的测量包括地表水平和沉降位移的测量和深层竖向位移的测量。其中，地表水平位移的量测方法有多种。常用的方法有照准线法(又称视准线法或线法)、前方交会法、导线测量法、三角测量法等。对于竖向位移，可采用精密水准测量的方法，通过在周围建筑物上或地表埋设沉降点进行量测。根据位移的观测结果，绘制出竖向位移过程曲线、水平位移过程曲线等多种曲线，以方便基坑工程施工时使用。

结束语

基坑开挖是一个综合性的岩土工程难题，既涉及强度与稳定问题，又包含了变形问题。对这些问题的认识及其对策的研究，是随着岩土力学理论、分析技术、测试仪器以及施工机械、施工技术的进步而逐步完善的。以确保基坑开挖与支护工程的施工安全，并提高工程质量。

参考文献

[1]孙志斌.深基坑工程对周围环境的影响[J].岩土工程界，2006，(5)：24—26.

[2]刘红.基于风险管理的深基坑工程施工预警系统研究[D].南京：东南大学，2006.