深基坑和边坡支护工程的实施程序及施工要点
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摘要：近年来，随着经济社会的快速发展，房屋建筑和市政工程的深基坑施工在城市建设中日渐增多。由于深基坑施工相关手续不齐全，施工队伍水平参差不齐，招投标行为不规范，基坑支护无资质设计、无政府监管等多种原因，造成了深基坑施工周期长、隐患多、基坑支护体系时限超期，使深基坑边坡失稳等安全隐患呈上升趋势。为了切实加强深基坑和边坡支护工程施工质量、安全管理，保障施工人员、周边建（构）筑物及居民的生命财产安全，防止深基坑施工中的质量、安全事故，结合本人主管的西安铁路局榆林职工公寓小区建设项目，以此为工程实例阐述在沙土层上深基坑和边坡支护工程实施程序和施工要点。
关键词：施工技术，深基坑施工，实践研究
Abstract: in recent years, with the rapid development of economy and society, housing construction and municipal engineering of the deep foundation pit construction in the urban construction on increasing. Due to the deep foundation pit construction relevant formalities is not complete, construction team level irregular, the bidding behavior is not standard, no qualification foundation pit supporting design, non-governmental and supervision of a variety of reasons, caused the deep foundation pit construction cycle is long, potential danger and foundation pit bracing system more time limit extended, make deep foundation pit slope instability and other security hidden danger, are on the rise. In order to strengthen the deep foundation pit bracing engineering slope and construction quality, safety management, security construction personnel, the surrounding structures and buildings in content and residents to the lives and property of the security, preventing the deep foundation pit in the construction of quality, safety accidents, combined with the xian railway administration competent I yulin worker apartment buildings construction project, so this engineering examples in the sand layer of deep foundation pit slope and the supporting project implementation procedures and key points of construction.
Keywords: construction technology, deep foundation pit construction, practice and research
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
一.工程概况：
西安铁路局榆林职工公寓小区规划占地面积为100.2亩,布局为14栋楼，层数为12―16层，设计总户数为1356户；均为全现浇钢筋混凝土剪力墙结构，除1#、2#、4#楼不设地下室外其他各楼均设有一层地下室，总建筑面积为202052.75（其中地下39510，地上162542.75）。地基基础设计等级：乙级，地质条件：非湿陷性地基，桩基础形式为：CFG桩复合地基，桩径400毫米，桩长9米，混凝土强度等级：试桩C20；工程桩C20，单桩竖向极限承载力标准值1000KN。复合地基的承载力特征值达到360kPa。
二.基坑支护工程勘察：
建设单位应当为勘察单位提供相邻建筑物、构筑物、道路和地下管线的有关资料。勘察单位应当根据规范、设计要求和工程实际制定勘察方案，并经单位技术负责人审核后方可进行勘察工作。勘察单位在对深基坑工程建设地域进行勘察时，其勘察范围、勘察深度、勘探点间距应符合国家有关规范和规程的规定。深基坑围护结构设计单位认为勘察报告不能满足设计需要时，应当提出补充勘察要求。深基坑和边坡支护工程施工中出现异常情况时，勘察单位应当作好配合工作。勘察报告必须经图纸审查机构审查合格后方可使用。根据考察比选榆林当地地质勘察单位，我们选择了榆林吉昌岩土工程有限公司承担了该项目的地质勘察任务。经过招投标程序，榆林当地地勘单位中标，于2011年7月 8 日开始进行地质勘查，8月2日结束，在此期间全程参与地质勘察的检查监督，完成地质钻孔 161 个，进尺4895米。共采取不扰动土试样122件，扰动样620件，现场完成标准贯入实验923次。及时为基坑支护、地基处理设计提供详实的技术资料，为加快设计、施工快速推进提供坚强保证。
三.基坑支护工程设计要求：
根据榆政建规发（2011）59号文件要求，西安铁路局榆林职工公寓小区基坑支护工程，深基坑支护设计单位，必须具有岩土工程专业乙级及以上工程设计资质；安全等级为一级的深基坑工程，必须由岩土工程专业甲级资质工程设计单位承担；设计单位的主要设计人必须具有国家注册土木（岩土）工程师资格，深基坑工程设计文件必须加盖设计单位图章和注册土木（岩土）工程师执业章。当支护结构作为主体结构的一部分时，设计文件应当经负责主体结构设计的注册结构工程师审核并加盖注册结构工程师执业章。经过考察，陕西环宇建筑设计有限公司承担了该项目的设计。
四.基坑支护工程设计图纸审查：
建设单位应当委托有资格的施工图审查机构对深基坑工程设计图纸进行审查。深基坑设计单位应根据施工图审查机构的审查意见对设计方案进行修改、优化，出具正式施工图纸。设计单位应当根据建设单位和工程实际情况在设计文件中注明边坡与基坑支护设计的有效时限。施工图纸经审查合格后，方可交付使用。设计图纸审查前，建设单位应以规范的格式提供下列资料：
（1）工程用地红线图；
（2）工程地质勘察报告；
（3）基坑坑顶至起基坑开挖深度2倍的范围内相邻建筑物、构筑物、道路和地下管线等有关资料；
（4）基坑顶边线起开挖深度2倍范围内的机具设备、临建设施、建筑材料、土石方等周边荷载情况；
（5）基坑围护结构设计方案计算说明书及图纸；
（6）本项目工程简况及地下工程的平面图和剖面图；
（7）其它相关资料。
经过考察选择了榆林市正偌建筑工程施工图审查有限责任公司承担基坑支护工程施工图设计文件审查，于2011年 10 月 20 日在榆林由我支持召开西安铁路局榆林职工公寓基坑支护工程专家评审会，榆林当地知名岩土工程专家、建筑领域专家8人以及甲方技术人员、监理工程师参加了评审会。对基坑支护设计提出了全面的建议和意见。原则上通过该设计施工方案。经过招投标程序，榆林市协同建设工程有限公司承担该工程的施工任务。组织安排施工单位做好进场准备工作。
五.基坑支护工程施工：
根据场地地质、水文条件及周边环境情况，对于基坑安全等级为一级的西侧铁路段、东侧4F砖混已建房屋地段分别采取桩锚及排桩支护，对于安全等级为二级不具备放坡条件的南段采用微型钢管桩支护，对于安全等级为二级场地具备一定放坡条件的东段采用土钉墙进行支护，针对场地开阔的基坑段采用自然坡率法进行放坡。
（一）.护坡排桩施工：
1．护坡桩成孔采取泥浆护壁回旋钻进，作业面设泥浆池；砼强度等级C30,塌落度160-220MM,导管法灌注。
2.钢筋接头采用焊接，并按规范错开接头位置，主筋保护层厚度50mm,冠梁钢筋保护层厚度30mm。
3．分段制作的钢筋笼从任一接头至35d区段内有接头的受力钢筋截面积不得大于受力钢筋总截面积的50%；钢筋笼宜整体制作、吊装。
4．桩位偏差，轴线和垂直轴线方向均不宜超过50mm,垂直度偏差不宜大于0.5%。
5．钻孔灌注桩桩底沉渣厚度不宜超过200mm,当用作承重结构时桩底沉渣按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2009）要求执行。
6．冠梁施工前应将支护桩桩顶浮浆清理干净，桩顶以上出露的长度应达到设计要求。
7．必须在桩身强度达到设计强度后方可进行基坑开挖。
（二）．土钉墙施工：
1．土钉支护应按设计规定分层开挖，按作业顺序施工。在未完成上层作业面的土钉与喷射混凝土以前，不得进行下层土方的开挖；当用机械进行土方作业时，不得超挖深度，边坡宜用小型机具或铲，锨进行切削清坡，以保证边坡平整，符合坡度设计要求。
2．基坑四周支护范围内的地表应加修整,构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土地面,防止地表水向下渗透.靠近基坑坡顶宽2～4mm的地面应适当垫高,里(沿边坡外)高外低,便于泾流远离坡边，为排除积聚在基坑的渗水和雨水,应在坑底四周设置排水沟及集水坑。排水沟应离开边坡壁0.5～1.0m,排水沟及集水坑宜用砖砌并抹砂浆,防止渗漏,坑中水应及时抽出.
3．一般情况下,应在支护面层背部插入长度为400～600mm,直径不小于40mm的水平排水管,其外端伸出面层,间距为1.5～2.0m.其目的是将喷射混凝土面层后面的积水有组织排出。
4．土钉成孔采用的机具应适合土层特点，满足成孔要求，在进钻和抽出过程不会引起塌孔。在易塌孔的土体中需采取措施，如套管成孔。
5．成孔前应按设计要求订出空位做出标记和编号。成孔过程中做好记录，按编号逐一记载;土体特征，程控质量，事故处理等。发现较大问题时，即使反馈修改土钉设计参数。
6．孔位的允许偏差不大于100mm,钻孔倾斜度不大于1度，钻孔偏差不大于30mm。
7．成孔后要进行成孔检查，对孔中出现的局部渗水，塌孔或掉落松土应立即处理，处理后应及时注浆。
对于下倾斜孔，可采用重力或低压注浆。注浆采用底部注浆方式。注浆导管地段先插入孔低，在注浆的同时将导管以匀速缓慢拔出，导管的出浆口应始终处于浆体表面以下，保证孔中气体能全部溢出。重力注浆以满孔为止，但在初凝前需补浆1-2次。
二次注浆：为提高土钉抗拔力采取二次注浆方法。即在首次注浆终凝后2～4h内，用高压（2～3N/mm2）向钻孔中第二次灌注水泥浆，注满后保持压力5～8min。二次注浆管的边壁带孔并与土钉孔周长，在首次注浆前与土钉钢筋同时放入孔内。
8．施工检测要求
（1）在支护阶段，每天检测不少于1-2次，再完成基坑开挖，变形趋于稳定的情况下，可适当减少检测次数。施工检测过程应持续至整个回天结束。
（2）应特别加强雨天和雨后监测。对各种可能危及土钉支护安全的水还来源，要进行仔细观察，如场地周围排水，上下水道，花粪池，蓄水池等漏水以及变形造成的管道露水和人工江水等不良情况的观察。
（3）在施工过程中，基坑顶部的侧向位移与当时所挖深的之比，如粘性土超过，3‰--5‰，砂土超过3‰时，应加强观测，分析原因并及时对支护采取加固措施，必要时增加其他支护办法，以防止事故发生。
（三）.微型钢管桩施工：
依照西安铁路局榆林职工公寓基坑支护工程设计图纸要求DE段、G1-G2段、G3-G4段基坑侧壁内设置钢管桩，桩径150mm、钢管为ø48mm，有效桩长10m、9m、7m，桩间距均500mm。
1．施工工艺（工艺流程）：
平整场地---注浆钢管制作焊接---测量放线---孔距定位---钻孔机就位钻孔（每2m接钻杆一次）---清孔---注浆机安装---安装下放钢管 ---安装注浆管----拌制水泥砂浆---注水泥砂浆---二次加压注浆---三次加压注浆直至上口翻浆。
（1）50型铲车平整场地；根据设计要求放出基坑边线及定出桩位，安装钻机进行成孔作业；待施工完毕后泥浆外运至施工区域外，检查并保护成桩。
（2）注浆钢管制作焊接：根据设计图纸要求的深度进行下料，钢管连接处进行加强焊接。
（3）测量放线：根据设计要求的间距及设计提供的标高进行测量放线。
（4）孔距定位：根据设计的孔洞直径、间距使用筷子打入地下进行定位；
（5）微型桩定位：微型桩定位后采用人工开挖循环集水坑、水沟，因本工艺采用循环水成孔，每间隔10m需要开挖1m*1m*1m的循环水池；水沟长度为微型桩设计长度端部加2m，深度为0.5m，宽度为微型桩外1.5m；根据微型桩定位，在成孔位置上安装钻孔机底盘，采用长度1m，6根直径20钢筋地锚固定，确保其稳定。
（6）就位钻孔：将钻孔机安放在指定位置，安放水平，防止倾斜；将钻杆抬至钻机旁，水管与钻杆接在一起，启动钻机与水管，慢慢钻进；每进深2m,需要接一次钻杆，直至设计有效深度。
（7）钻孔：钻孔前按设计方案要求将钢管接长，搭接部位要用ø8钢筋加固帮接焊，帮接长度不小于钢管直径的两倍，焊缝应饱满，并应检查钢管的垂直度，焊工必须有焊工证，施焊前应试焊；桩尖端部焊成封闭尖状，并在下部4米以下范围内钻出浆口，直径15mm，间距400mm，出浆孔呈梅花型交错布置。
（8）清孔：在注水泥砂浆前，要对桩孔进行清孔，使孔内泥浆全部排出，要求孔底沉渣厚度不大50mm。
（9）注浆机安装：在现场指定位置固定注浆机，电源由指定的配电箱接入，采用6平方三相五线制电缆，把拌制的水泥浆放入1m*1m*1m灰槽内，然后由注浆机注浆。
（10）安装下放钢管：待孔清洗后及时在孔内安装预先制作好的钢管，钢管上套100mmPVC管露出地面200mm，便于接入注浆管。
（11）安装注浆管：下放钢管完毕后，要及时进行注浆，注浆管由注浆机只接接入到下入孔内的钢管上，接口要密封连接，注浆管采用橡胶管输送。
（12）拌制水泥砂浆：水泥砂浆采用专用机械进行拌制，水灰比控制在0.45～0.5之间，把拌制的水泥砂浆放入灰槽内，然后由注浆机注浆。
（13）注水泥砂浆：注浆管需装设压力表，注浆压力为0.5Mpa，水灰比控制在0.45～0.5之间，注浆后暂不拔管，直至水泥浆从管外流出为止，拔出注浆管，密封钢管端部，加压数分钟，待水泥浆再次从钢管外流出为止。
（14）多次加压注浆：因一次注浆难以得到冲盈系数要求，得到注浆压力为0.5Mpa，需要多次间隙注浆，一般为三到五次，直至管口翻浆为止。
（15）微型桩施工中，应仔细测量孔深、钢管长度及注浆管长度，避免出现断桩现象。
（16）严格控制桩顶桩底标高。
（17）微型桩桩径150，内置ø48mm钢管。注浆钢管下部4米范围为内每隔400mm梅花型布设出浆孔，出浆孔直径15mm。
（18）浆料水灰比0.5：1，水泥P.O42.5R，每米水泥用量不少于40。
（19）第一次注浆压力0.4～1.0 Mpa，并保持3分钟，以保证压力，使浆液压出管外注满桩体。第二次注浆压力不小于1.5Mpa，两次注浆间隔时间不小于1.5～4小时之间。
（20）两端处桩位偏差不得大于1/3桩径（本工程为1/3*150=50mm），中间桩桩位偏差不得大于1/2桩径（本工程为1/2*150=75mm），垂直度不超过1/1000桩长（本工程为1/1000*10*1000=10mm）。
2.微型桩施工质量控制措施
（1）成孔:
成孔前为保证桩的垂直度，需有水平尺前后、左右调整好钻机的水平度，为控制桩位偏差，成孔前先用仪器精确定出桩位，每个桩位上插上筷子，开钻时，钻头中心对准筷子头上方可开钻。钻机每进尺累计达到200米之后要测量钻头一次。
（2）注浆管制作：
注浆管采用48mm钢管，本工程钢管均为10米长，钢管需焊接加长。钢管焊接处外侧采用3根长20、Φ8钢筋绑焊加强。钢管下部4米范围为内每隔40梅花型布设出浆孔，出浆孔直径15，可用电焊机直接点孔，注浆下管前用透明胶带封孔，加压后自动开封出浆。
（3）水泥砂浆液配制要求：
水泥砂浆液要严格按照0.5：1的比例配置，配置时水泥以每袋50公斤计算，水的用量在水箱内画上刻度线，水泥砂浆在搅拌桶内至少搅拌3分钟后才可以开始注浆，从而达到搅拌均匀。如果因设备出故障或其它原因致使浆液搅拌时间超过30分钟，为不影响桩身质量把浆液废弃。
（4）施工检查：
施工过程中对每个施工班组及时检查，检点是桩长、水灰比、水泥用量。桩长可直接量注浆钢管长度；水灰比可直接用比重计现场监测；每注完10根桩以后，要及时核实水泥实际用量，如果以上不符合设计要求要及时调整,并对已施工过的桩进行补灌.
3．微型钢管桩安全控制措施：
（1）微型钢管桩施工之前，对每个班组进行技术交底和安全交底，使每个工人都牢固树立质量和安全意识。
（2）注浆时注浆管不得弯折缠绕，时刻注意压力表，以免压力过高管炸伤人。
（3）现场插拔注浆管人员配带防护眼睛，以免浆液溅入眼中。
（4）每根桩注浆结束后，注浆管要保持压力3分钟，等压力消散之后拔掉注浆管，这样既有利于注浆效果和保证桩身质量，也避免了压力过高造成安全事故。
4．微型钢管桩质量要求：
桩长10m，桩径150mm，注浆管采用48mm钢管，注浆量为40kg/m,施工注浆水泥采用PO42.5R级水泥； 注浆水泥浆水灰比0.5：1；注浆采用多次注浆法：一次注浆压力0.4~1.0MPa,二次注浆压力不小于1.5 MPa；注浆管下部4m范围内每隔40cm梅花形设置出浆孔，出浆孔直径15mm,注浆下管前用透明胶带封孔，注浆管底部封死。成孔时如遇到流沙，采用膨润土泥浆护壁。
七．基坑支护工程变形监测：
1.建设单位应委托具有资质的监测单位实施，应在边坡施工竣工及观测任务结束后，向设计单位提交各阶段监测报告。
2.当基坑变形达到变形控制的警戒值，应加强监测，并及时通知设计单位。
八．基坑支护工程质量检测和验收：
1.深基坑工程质量检测基本内容应包括原材料、试块（件）的常规检测、桩身完整性和锚杆承载力的专项检测等。深基坑支护结构质量检测结果不能满足设计或规范要求的，建设单位应立即组织施工单位及支护结构设计单位制定加固处理方案，并按原技术审批程序履行审查、批准、咨询论证等手续。在深基坑支护结构加固措施实施完成前，不得进行基坑内的施工作业。
2.深基坑支护结构施工完成后，建设单位应组织基坑勘察、设计、施工、监理、监测及总承包企业等相关单位进行深基坑工程质量专项验收，并通知质量安全监督机构对验收过程进行监督。工程验收合格后，将质量验收合格的相关证明材料报建设工程质量安全监督机构存档备查。未经验收合格不得进行地下室施工及其质量验收工作。
3.建设单位应尽快组织地下结构工程的施工，凡超过设计允许暴露时间且未进行地下结构工程施工的基坑，应组织基坑的设计、施工等相关单位对基坑工程的安全性重新进行评估，将评估报告和整改措施报送建设工程质量安全监督机构备案，并采取有效措施防止坍塌事故的发生。建设工程施工质量安全监督机构应加强对深基坑工程的日常巡查和监管工作，及时有效地处置发现的安全隐患，并在必要时责令建设单位对基坑进行回填。
参考文献：
1，邱卫民; 刘黎明，基于ANSYS的深基坑变形数值模拟研究――以宜昌城区深基坑工程为背景，三峡大学学报(自然科学版)，2011/01
2 ，诚; 石克勤; 胡吉伦，城市建筑区深基坑变形监测的实施与探讨，工程勘察2008/S1
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