论文部分内容阅读
摘 要：基坑支护工程是技术复杂性的工程,稍有不慎,就会造成巨大损失。本文结合某商住楼基坑支护工程实践，探讨基坑支护的施工工艺及质量控制。
关键词：基坑支护 施工工艺质量控制
基坑开挖的区域是将来地下结构施工的区域，因此基坑支护工程是保障深基础顺利施工的关键。必须保证基坑支护工程的质量,才能给地下结构和上部结构的施工创造一个良好的条件,进而保障整栋建筑物的工程质量。
1 工程概况
某商住楼工程，占地面积1017㎡，建筑面积23246㎡，其中地下2060㎡，地上21186㎡，共21层，框剪结构，总高度80.7m，±0.000标高相当于黄海高程10.750m，现场地面标高为-1.00m。设有二层整体地下室，基坑开挖深度最深10.5m，基坑侧壁安全等级为二级。
2 支护方案的选择
根据地质勘察报告所显示的土层分布情况来看，其基坑开挖范围内的杂填土主要成分由粘性土组成，含有石块、砖块等建筑垃圾和少量的生活垃圾，本层在整个场地均有分布，深度为2.6m～7.2m，与基坑开挖深度设计差为3.3m。根据设计要求，基坑围护结构采用钻孔灌注桩、喷锚进行施工。
本工程基坑支护结构采用钻孔灌注桩（排桩）＋喷锚的联合支护体系。钻孔灌注桩为单排，2-2、3-3断面处为φ800＠1500和1-1断面处为φ1000＠1300，φ800桩长13M共计44根，φ800桩长12M共计25根，φ1000桩长15M共计32根；钻孔灌注桩（围护桩）的桩与桩之间利用锚喷止水帷幕。
3 施工工艺
3.1 施工工艺流程
测量放线→φ1000、800钻孔灌注桩→第一层土方挖运（挖至-3.0M处）→喷锚(C20喷射砼)及排水沟→钢筋混凝土冠梁及支撑→养护→土方挖运→桩间喷锚C20砼。
3.2 土钉钻机定位、成孔
成孔设备采用2台钻孔机进行施工，为了满足土钉施工倾角的需要，对钻机进行了配套改造。基坑采用分层开挖的方式，挖完第1层后，设备立即进场进行土钉施工，以免土坡暴露时间过长。
3.3 土钉锚钉的安装与孔内注浆
孔内注浆采用水泥浆灌注，胶结材料为PC32.5R水泥，水灰比W/C=0.45～0.55，采用高压注浆方式，将注浆导管底端插入孔底后开始注浆，待孔口溢出水泥浆时将导管缓慢撤出，边拔边注浆，以保证孔中气体全部逸出，直至全孔注满浆液为止。
3.4冠梁、环梁及支撑梁
冠梁施工应在边坡支护桩砼养护28天后进行。施工前应将桩顶的砼浮浆凿除，并控制桩顶标高达到设计要求。支护桩顶部钢筋进入冠梁的长度≥35d。在清除桩顶杂物后才可进行冠梁钢筋绑扎。冠梁中所用钢筋规格、数量、间距、砼保护层厚度和浇筑砼的强度等级必须符合设计要求。两侧支护模板要牢固、平直、严密不漏浆，确保砼浇筑时不暴模。且每一道工序亦要先进行自检，合格后报监理进行隐蔽检查验收。未经监理检查或检查验收不合格，不准进入下一道工序施工。
3.5 锚固端处理与喷射混凝土板墙
布置完板墙的面层钢筋网后，先在距锚钉端头200 mm处穿孔塞焊1块150 mm×150 mm×8 mm的钢板，然后在钢板外侧锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊3根12mm×150 mm的加强筋，使所有的土钉连接成一个整体。喷射混凝土配合比(质量比)为：水泥：豆石：中砂=1:2:2，内掺速凝剂及早强剂，要求混凝土强度等级C20以上。
喷射前，先在边壁面上垂直打入短钢筋段作为标志，以保证施工时喷射混凝土厚度达到规定值。100mm厚的板墙分两次喷射，每次厚度控制在50～60mm；120mm厚的板墙分3次喷射，每次厚度控制在40～50mm。在进行下一步喷射混凝土作业时，要仔细清除预留施工缝结合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水潮湿，待混凝土终凝2h后，喷水养护5—7d。
3.6 排水明沟、截水沟、盲沟、集水井等的做法
①明沟：根据设计要求在基坑顶设置排水明沟，其做法为明沟的两侧壁采用M5.0水泥砂浆砌筑120厚实心砖墙，并每隔4M设置240*240砖柱，水泥砂浆粉刷，沟内净宽为200，沟深度为300，坡度1～2%，沟底采用C10素砼垫层。
②截水沟：根据方案要求在冠梁外侧设置一道截水沟，沟壁采用MU7.5实心砖，M5水泥砂浆砌筑，水泥砂浆粉刷，坡度1～2%，沟底采用C10素砼垫层。
③盲沟：由于基坑底部施工受到空间限制，无法将所有基坑内的积水排出，故设置盲沟将积水排至基坑外的集水坑，基做法如下：采用人工开挖暗沟，宽400mm、深400mm，然后在沟内填150mm厚碎石，并埋设φ75PVC管，再填250mm碎石并在其上铺设一层塑料薄膜，直接在上面施工混凝土垫层。
④集水井：为满足降水需要，以明沟、截水沟、盲沟等部位的集水需要处设置集水井，在集水井内采用水泵将水抽出。明沟、截水沟的集水坑采用MU7.5实心砖，M5水泥砂浆砌筑，500*500*1000；在基坑的底部对盲沟的集水采用人工挖孔φ800深3M井。
4 质量控制措施
为确保施工后工程土钉的强度能达到设计要求，在第一批施工完成的土钉孔原位达到28天的强度后作相应的抗拔试验。实验结果满足设计要求，土质条件符合地质勘查报告要求。再次证实原编制施工方案的可行性，并作如下布置。
(1)认真制定支护技术方案，做好施工人员的技术交底，使其明确施工工艺、技术要领和质量标准。
(2)对锚杆的安装、注浆、喷混凝土、焊接等关键工序，实行工程技术人员跟班作业，以确保质量符合设计要求。
(3)基坑必须分层分段开挖，每层开挖深度限制在锚杆排距+300mm，随开挖随支护，开挖深度要根据图纸设计要求进行复核。
(4)成孔。钻孔前，采用经纬仪、水准仪、钢卷尺等进行土钉放线，以确定钻孔位置，土钉布孔距允许偏差为±50mm；成孔采用锚杆钻机，成孔中严格按操作规程钻进，孔径允许误差为±10mm，钻孔偏斜度≯30％，孔深允许偏差为±50mm。终孔后，应及时安设土钉，以防止塌孔。
(5)挂钢筋网。网格允许误差为±20mm，经、纬筋搭接点用扎丝扎牢。
(6)土钉制作。严格按设计材径、长度下料，误差允许值为±20mm，稳中架按间距1.5m 焊牢，整个过程必须严格按照图纸施工。
(7)土钉安装。安装前进行锚杆长度复核、验收，安放时应避免杆体扭压、弯曲，注浆管与土钉锚杆一起放人孔内，注浆管应插至距孔底250～500 mm。为保证注浆饱满，在孔口部位设置浆塞及排气管（φ48mm钢花管土钉直接注浆）。
(8)注浆液。严格按设计要求的水灰比W/C=0.45～0.55配料，搅拌均匀。
(9)注浆作业。按照设计要求，注浆采用水灰比W/C=0.45～0.55的纯水泥浆，水泥为PC32.5R水泥。注浆压力控制在0.3～0.8MPa之間，并根据试验锚杆情况由设计单位确定注浆技术与质量要求。注浆前，将孔内残留或松动的土清理干净，注浆开始后若中途停顿须≯30min，待孔口稍有溢流现象时即堵口封死。
(10)喷混凝土。严格按设计要求的比例配料并搅拌均匀，喷混凝土时要垂直于层面喷。喷射作业应分段分片依次进行，同一分段喷射顺序应自下而上。注意观察料的水量和回弹情况，及时调整喷浆水量和喷浆距离，并抽检混凝土试块。严格掌握喷层厚度，表面平整度要求±30mm。喷混凝土前，埋设好喷射混凝土厚度的标志，由专人负责检查土钉制作、注浆、挂网等质量是否符合设计要求，下达喷混凝土指令后方能开始喷浆作业。
(11)降雨量过大引起基坑坍塌的预防措施。在土方开挖前应做好基坑边坡的排水措施，在边坡顶面距离边坡600设置环形的排水沟，使地面水流通过水沟及时排除基坑外。同时基坑的积水用水泵及时抽至坡面排水沟排出，并保持其畅通。此外，在具备条件时，及时浇捣基底的砼垫层，能大大减少坡脚泡水软化的风险。
(12)基坑开挖过程中的监测及监控要求。采用信息化施工，及时掌握边坡支护结构的稳定状况及变化。监测前，编制系统的监测实施方案并在施工中严格按监测方案执行。要求边坡顶每隔15-20m设置1个观测点，施工期间每天测1次，雨水过后测1次，施工完毕且监测数据稳定后每周测1次。
5 结束语
深基坑支护工程随着近年来城市高层建筑的发展越来越普遍，基坑的支护不断创新，其理论还有待于不断完善。如何选取一种在经济、技术上都合理的支护类型，还必须充分考虑施工现场的环境、工程地质条件以及具体的工程要求。
关键词：基坑支护 施工工艺质量控制
基坑开挖的区域是将来地下结构施工的区域，因此基坑支护工程是保障深基础顺利施工的关键。必须保证基坑支护工程的质量,才能给地下结构和上部结构的施工创造一个良好的条件,进而保障整栋建筑物的工程质量。
1 工程概况
某商住楼工程，占地面积1017㎡，建筑面积23246㎡，其中地下2060㎡，地上21186㎡，共21层，框剪结构，总高度80.7m，±0.000标高相当于黄海高程10.750m，现场地面标高为-1.00m。设有二层整体地下室，基坑开挖深度最深10.5m，基坑侧壁安全等级为二级。
2 支护方案的选择
根据地质勘察报告所显示的土层分布情况来看，其基坑开挖范围内的杂填土主要成分由粘性土组成，含有石块、砖块等建筑垃圾和少量的生活垃圾，本层在整个场地均有分布，深度为2.6m～7.2m，与基坑开挖深度设计差为3.3m。根据设计要求，基坑围护结构采用钻孔灌注桩、喷锚进行施工。
本工程基坑支护结构采用钻孔灌注桩（排桩）＋喷锚的联合支护体系。钻孔灌注桩为单排，2-2、3-3断面处为φ800＠1500和1-1断面处为φ1000＠1300，φ800桩长13M共计44根，φ800桩长12M共计25根，φ1000桩长15M共计32根；钻孔灌注桩（围护桩）的桩与桩之间利用锚喷止水帷幕。
3 施工工艺
3.1 施工工艺流程
测量放线→φ1000、800钻孔灌注桩→第一层土方挖运（挖至-3.0M处）→喷锚(C20喷射砼)及排水沟→钢筋混凝土冠梁及支撑→养护→土方挖运→桩间喷锚C20砼。
3.2 土钉钻机定位、成孔
成孔设备采用2台钻孔机进行施工，为了满足土钉施工倾角的需要，对钻机进行了配套改造。基坑采用分层开挖的方式，挖完第1层后，设备立即进场进行土钉施工，以免土坡暴露时间过长。
3.3 土钉锚钉的安装与孔内注浆
孔内注浆采用水泥浆灌注，胶结材料为PC32.5R水泥，水灰比W/C=0.45～0.55，采用高压注浆方式，将注浆导管底端插入孔底后开始注浆，待孔口溢出水泥浆时将导管缓慢撤出，边拔边注浆，以保证孔中气体全部逸出，直至全孔注满浆液为止。
3.4冠梁、环梁及支撑梁
冠梁施工应在边坡支护桩砼养护28天后进行。施工前应将桩顶的砼浮浆凿除，并控制桩顶标高达到设计要求。支护桩顶部钢筋进入冠梁的长度≥35d。在清除桩顶杂物后才可进行冠梁钢筋绑扎。冠梁中所用钢筋规格、数量、间距、砼保护层厚度和浇筑砼的强度等级必须符合设计要求。两侧支护模板要牢固、平直、严密不漏浆，确保砼浇筑时不暴模。且每一道工序亦要先进行自检，合格后报监理进行隐蔽检查验收。未经监理检查或检查验收不合格，不准进入下一道工序施工。
3.5 锚固端处理与喷射混凝土板墙
布置完板墙的面层钢筋网后，先在距锚钉端头200 mm处穿孔塞焊1块150 mm×150 mm×8 mm的钢板，然后在钢板外侧锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊3根12mm×150 mm的加强筋，使所有的土钉连接成一个整体。喷射混凝土配合比(质量比)为：水泥：豆石：中砂=1:2:2，内掺速凝剂及早强剂，要求混凝土强度等级C20以上。
喷射前，先在边壁面上垂直打入短钢筋段作为标志，以保证施工时喷射混凝土厚度达到规定值。100mm厚的板墙分两次喷射，每次厚度控制在50～60mm；120mm厚的板墙分3次喷射，每次厚度控制在40～50mm。在进行下一步喷射混凝土作业时，要仔细清除预留施工缝结合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水潮湿，待混凝土终凝2h后，喷水养护5—7d。
3.6 排水明沟、截水沟、盲沟、集水井等的做法
①明沟：根据设计要求在基坑顶设置排水明沟，其做法为明沟的两侧壁采用M5.0水泥砂浆砌筑120厚实心砖墙，并每隔4M设置240*240砖柱，水泥砂浆粉刷，沟内净宽为200，沟深度为300，坡度1～2%，沟底采用C10素砼垫层。
②截水沟：根据方案要求在冠梁外侧设置一道截水沟，沟壁采用MU7.5实心砖，M5水泥砂浆砌筑，水泥砂浆粉刷，坡度1～2%，沟底采用C10素砼垫层。
③盲沟：由于基坑底部施工受到空间限制，无法将所有基坑内的积水排出，故设置盲沟将积水排至基坑外的集水坑，基做法如下：采用人工开挖暗沟，宽400mm、深400mm，然后在沟内填150mm厚碎石，并埋设φ75PVC管，再填250mm碎石并在其上铺设一层塑料薄膜，直接在上面施工混凝土垫层。
④集水井：为满足降水需要，以明沟、截水沟、盲沟等部位的集水需要处设置集水井，在集水井内采用水泵将水抽出。明沟、截水沟的集水坑采用MU7.5实心砖，M5水泥砂浆砌筑，500*500*1000；在基坑的底部对盲沟的集水采用人工挖孔φ800深3M井。
4 质量控制措施
为确保施工后工程土钉的强度能达到设计要求，在第一批施工完成的土钉孔原位达到28天的强度后作相应的抗拔试验。实验结果满足设计要求，土质条件符合地质勘查报告要求。再次证实原编制施工方案的可行性，并作如下布置。
(1)认真制定支护技术方案，做好施工人员的技术交底，使其明确施工工艺、技术要领和质量标准。
(2)对锚杆的安装、注浆、喷混凝土、焊接等关键工序，实行工程技术人员跟班作业，以确保质量符合设计要求。
(3)基坑必须分层分段开挖，每层开挖深度限制在锚杆排距+300mm，随开挖随支护，开挖深度要根据图纸设计要求进行复核。
(4)成孔。钻孔前，采用经纬仪、水准仪、钢卷尺等进行土钉放线，以确定钻孔位置，土钉布孔距允许偏差为±50mm；成孔采用锚杆钻机，成孔中严格按操作规程钻进，孔径允许误差为±10mm，钻孔偏斜度≯30％，孔深允许偏差为±50mm。终孔后，应及时安设土钉，以防止塌孔。
(5)挂钢筋网。网格允许误差为±20mm，经、纬筋搭接点用扎丝扎牢。
(6)土钉制作。严格按设计材径、长度下料，误差允许值为±20mm，稳中架按间距1.5m 焊牢，整个过程必须严格按照图纸施工。
(7)土钉安装。安装前进行锚杆长度复核、验收，安放时应避免杆体扭压、弯曲，注浆管与土钉锚杆一起放人孔内，注浆管应插至距孔底250～500 mm。为保证注浆饱满，在孔口部位设置浆塞及排气管（φ48mm钢花管土钉直接注浆）。
(8)注浆液。严格按设计要求的水灰比W/C=0.45～0.55配料，搅拌均匀。
(9)注浆作业。按照设计要求，注浆采用水灰比W/C=0.45～0.55的纯水泥浆，水泥为PC32.5R水泥。注浆压力控制在0.3～0.8MPa之間，并根据试验锚杆情况由设计单位确定注浆技术与质量要求。注浆前，将孔内残留或松动的土清理干净，注浆开始后若中途停顿须≯30min，待孔口稍有溢流现象时即堵口封死。
(10)喷混凝土。严格按设计要求的比例配料并搅拌均匀，喷混凝土时要垂直于层面喷。喷射作业应分段分片依次进行，同一分段喷射顺序应自下而上。注意观察料的水量和回弹情况，及时调整喷浆水量和喷浆距离，并抽检混凝土试块。严格掌握喷层厚度，表面平整度要求±30mm。喷混凝土前，埋设好喷射混凝土厚度的标志，由专人负责检查土钉制作、注浆、挂网等质量是否符合设计要求，下达喷混凝土指令后方能开始喷浆作业。
(11)降雨量过大引起基坑坍塌的预防措施。在土方开挖前应做好基坑边坡的排水措施，在边坡顶面距离边坡600设置环形的排水沟，使地面水流通过水沟及时排除基坑外。同时基坑的积水用水泵及时抽至坡面排水沟排出，并保持其畅通。此外，在具备条件时，及时浇捣基底的砼垫层，能大大减少坡脚泡水软化的风险。
(12)基坑开挖过程中的监测及监控要求。采用信息化施工，及时掌握边坡支护结构的稳定状况及变化。监测前，编制系统的监测实施方案并在施工中严格按监测方案执行。要求边坡顶每隔15-20m设置1个观测点，施工期间每天测1次，雨水过后测1次，施工完毕且监测数据稳定后每周测1次。
5 结束语
深基坑支护工程随着近年来城市高层建筑的发展越来越普遍，基坑的支护不断创新，其理论还有待于不断完善。如何选取一种在经济、技术上都合理的支护类型，还必须充分考虑施工现场的环境、工程地质条件以及具体的工程要求。