浅谈深基坑支护施工质量控制

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　　摘要：随着城市化进程加快，为了节约有限的土地空间，建设了许多高层建筑物和地下通道等，在这些以及其他类似的大型工程中深基坑得到非常广泛的应用，然而，深基坑工程往往投资较大，需要较大的安全性，深基坑的设计、施工技术手段并不很成熟，因此，科学、合理地组织深基坑支护施工与质量控制，是保证工程质量的重要举措。
　　关键词：深基坑工程；支护技术；施工质量；控制
　　
　　1深基坑支护的施工质量保障体系
　　1.1建立可靠的质量管理体系
　　由于深基坑支护与工程地质及水文地质条件密切相关，地基土参数的试验方法、取值、地下水的影响等往往是确定支护结构设计的主要因素。同时，如打桩、降水施工过程中也可能改变地基土的性质；大型建筑物场地深基坑周边地质条件与环境条件不尽相同。设计人员应综合具备结构知识和岩土工程经验，如：
　　1.1.1 深基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。
　　1.1.2支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响，对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑深基坑侧壁，应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。
　　1.1.3当场地内有地下水时，应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础型式等因素，确定地下水控制方法。当场地周边有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时，应对深基坑采取保护措施。
　　1.2优选深基坑支护结构方案
　　深基坑支护型式的合理选择，是深基坑支护设计的首要工作，应根据地质条件，周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。一般当地质条件较好，周边环境要求较宽松时，可以采用柔性支护，如土钉墙等；当周边环境要求高时，应采用较刚性的支护型式，以控制水平位移，如排桩或地下连续墙等。同样，对于支撑的型式，当周边环境要求较高地质条件较差时，采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全，应采用内支撑型式较好；当地质条件特别差，深基坑深度较深，周边环境要求较高时，可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。深基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。
　　2深基坑支护施工质量控制实例
　　2.1工程概况
　　某综合楼的基坑工程位于天河区。拟建地下2层，地面23层建筑高度89.3米，基坑开挖深度约9.80～10.30米。基坑底周长为418米，基坑开挖面积约10986m2。
　　（1）基坑支护方案
　　该基坑开挖前，外围采用φ600mm二排深层搅拌桩止水，深约7.0m。内围采用φ1200mm的人工挖孔桩挡土，深约17.0m，并采用钢筋混凝土内支撑，内支撑立柱采用钢结构。根据场地的地质条件及基坑开挖深度，确保在基坑开挖和地下室施工时基坑四周边坡的稳固性。
　　（2）施工流程
　　深层搅拌桩 → 第一次土方开挖及挂网喷锚 → 人工挖孔桩及内支撑立柱 → 冠梁及内支撑施工 →第二次土方开挖。
　　2.2深基坑支护施工质量控制要点
　　2.2.1深层搅拌桩施工质量控制要点
　　本工程设计为柱状搅拌桩，其工艺流程为：定位对中→下钻→钻进→提升→重复搅拌。
　　（1）柱体对位：按图放线，确定加固体位置，使搅拌轴保持垂直。
　　（2）下钻：启动搅拌机钻头、边旋转，边钻进，此时，喷射压缩空气，而不是喷射加固。
　　（3）钻进：钻至设计标高后停歇。
　　（4）提升：启动搅拌钻机，钻头呈反向，边旋转，边提升，同时通过粉体发送器将加固粉体料喷入被搅动的土体中，使土体和粉料充分拌合。沿深度方向加固材料的混合量，应根据发送器输出的加固材料数量、搅拌叶片与提升速度关系确定。
　　（5）提升结束，当钻杆提升至距离地面30～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉体，成柱结束。
　　2.2.2质量标准
　　（1）保证项目
　　搅拌桩使用材料的各种指标，包括含灰量、灰液性指数和外加剂品种掺量，必须符合设计要求。
　　检验方法：检查材料出厂证明、合格证、试验报告及施工日志。
　　（2）基本项目
　　1）搅拌桩的桩径、深度及灰土质量，必须符合设计要求。
　　检验方法：一般成桩后开挖桩体，测量桩身直径、桩体连续均匀程度，要求粘结牢固、无孔洞、不松散、无裂缝、桩质坚硬、灰体强度高。
　　在开挖出来的桩体中切取100mm×100mm×100mm立方试件，在正常养护下进行强度、无侧限抗压强度、压缩试验。
　　2）试验桩经养护后进行载荷试验，试验桩体强度，要符合设计要求。
　　检验方法：采用十字型钢排架、钢筋混凝土地锚，用千斤顶加载或用重物加载法。
　　2.3挂网喷锚
　　2.3.1施工工艺流程（见图1）
　　
　　
　　2.3.2施工质量控制要点
　　1）锚孔定位
　　按设计标高和间距定孔位，锚杆水平、垂直间距2.0m，位于横向、竖向混凝土梁交叉处，孔位误差在±50mm以内。
　　2）钻孔
　　钻孔采用湿作业施工，预先挖好排水沟、沉淀池、集水坑，做到场地清洁，文明施工。钻孔径为φ130mm，钻头采用三翼合金和金刚石钻头。钻孔设备用地质钻质（GY-1A，XY-100）或锚杆钻机（MGJ-50）及泥泵（BW-150），采用水冲循环全面钻进工艺，岩石部分则采用抽芯法或空气潜孔锤冲击钻岩。钻孔角度偏差控制在±3°内。
　　3）钻孔护壁
　　如钻孔时有软弱的土层，为了避免塌孔缩孔现象，用膨润土护壁，控制泥浆比重在1.06～1.15之间。泥浆护壁时采用WB-150型泥浆泵，泥浆护壁难以成孔的地段，则采用钢筒钻进护壁的方法。
　　4）锚杆制作
　　按图纸要求进行钢筋下料，锚杆钢筋为φ25、φ22。对中支架间距为1.5m，注浆管捆绑在锚杆上，下锚时随锚杆一同下入孔中，距孔底0.5～1m，便于进行孔底反压注浆。锚杆制作前应清除表面油污及锈蚀。
　　5）洗孔
　　将加工好的锚杆及注浆管缓慢下入孔内，遇阻力应活动锚杆且转动锚杆方向，锚杆下到孔底后，用水泵通过注浆管向孔底注入清水，清洗孔壁泥皮，如孔内泥浆较多，则采用高压洗孔，即“气水排渣法”，在孔内放满清水，用高压风压出，清洗孔内沉渣和泥浆，使孔内通畅，孔壁光滑。
　　6）注浆
　　注浆采用32.5R普通硅酸盐水泥的纯水泥浆，水灰比为0.50～0.55，注浆设备采用BW-150型注浆泵。注浆体强度不低于20 Mpa。采用一次注浆工艺，注浆压力0.5 Mpa。
　　7）挂网焊加强筋
　　挂网前应将支护段边坡人工修平整，使边坡角度、平整度、施工位置符合设计要求。钢筋网采用φ6钢筋，绑扎连接，网格间距200mm×200mm，钢筋网不可接触土壁，距土壁有不少于50mm的距离，以保证一定的保护层厚。土方开挖时如遇到较差土质，应局部加密钢筋网。钢筋网外设φ16加强筋，加强筋与锚杆焊接，并外加锚头。
　　8）、喷射混凝土
　　①喷射前请监理工程师验收钢筋网加强筋的焊接及边坡边线，合格后可进行喷混凝土，视土层实际情况也可分两次喷混凝土，即开控后立即喷一层5cm厚混凝土，编网后再复喷至设计厚度，土层较好的边坡可编网后一次喷成。
　　②混凝土喷射厚度为80mm，强度为C20。为确保喷射混凝土面层厚度均匀，可在喷射前作出尺寸标志以控制喷层厚度。
　　③喷混凝土完成后至少应养护七天，可采用喷水，织物覆盖浇水养护。
　　④喷射混凝土的粗骨料最大料径不大于15mm，配合比以实验结果为准，水灰比不大于0.45，空压机风量不宜小于9立方米/min左右，喷头水压不应小于0.15Mpa。

　　喷锚施工参照《锚杆喷射混凝土技术规范》（GBJ86-85）和《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99》。
　　2.3人工挖孔桩及内支撑立柱
　　2.3.1操作工艺
　　挖桩施工工序：场地平整→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模→浇灌第一节混凝土护壁→在护壁上第二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架吊土桶、排水、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁，校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板，支第二节模板，浇灌第二节护壁→重复循环作业至设计深度，检查后进行扩底或终孔（通知甲方、设计单位、质监部门，监理对孔底岩样进行鉴定，经鉴定符合要求后，才进行扩底或终孔）→清理虚土，排除积水，检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位或桩内绑扎钢筋笼→灌筑桩芯混凝土→桩头蓄水养护。
　　2.3.2人工挖孔桩质量检验标准见下表1
　　
　　
　　2.4冠梁及内支撑施工
　　冠梁施工方法同一般混凝土施工方法一样。支护桩完成后，采用机械与人工开挖冠梁基坑，凿除超灌部分的混凝土至桩顶设计标高，支模，绑扎钢筋，安装预埋件和预埋柱筋，便可浇灌混凝土冠梁。
　　2.5土方工程
　　2.5.1土方开挖
　　本工程土方可考虑采用机械开挖与人工修整办法施工。基坑支护与土方开挖应相互协调配合，土方开挖与基坑支护同时施工，同时完工。
　　2.5.2基坑内、外排水措施
　　由于本工程土层中地下水较高，因此施工中采用明沟排水法，在土方开挖时，局部挖几个集水井，基坑内集水井井内积水由潜水泵抽出。
　　土方开挖阶段的排水沟在基坑内和基坑外分别设置。坑外排水沟在土方开挖前设置，沿基坑四周设置300×300mm的排水沟，并在每隔25米左右设置1000×1000×1000mm的集水井，排水沟和集水井采用砖砌，基坑内随土方向下开挖在基坑四周设置简易排水沟和简易集水井，随挖随设。土方全部开挖后，将简易排水沟及井用砖砌成永久排水沟（至浇灌混凝土底板止），将四周的排水全部疏通，使水排入集水井内，用潜水泵抽至地面排水沟，然后排至市政下水道，使基坑内保持干燥。
　　3质量保证综合措施
　　3.1实行全面质量管理，加强施工队伍的质量教育,提高队伍的质量意识,做好施工现场自检、监理机构检测等检查工作。在开工前进行各种原材料试验、配合比试验,并以试验指导施工，严格按照设计及有关规范要求进行施工。
　　3.2建筑材料是保证工程质量的必要条件。钢筋、钢管采用“国标”产品，水泥、砂、石材料严格按规范进行试验，合格后才购买使用。所有建筑材料均有检验、试验报告，同时，监理批准后方可使用。钢筋、钢管焊接严格按有关规范进行。
　　3.3对于工程施工中出现的技术问题或突发问题,现场施工负责人应及时通知有关各方进行研究和解决,诚恳的接受监督、检查和指导,以提高工程质量。
　　3.4开工前，对有关人员进行技术交底。现场技术人员必须进行旁站施工，及时发现问题并及时加以解决。
　　4结语
　　综上所述，深基坑支护施工质量控制是一个不断进步和发展的问题，并无止境。因此，科学、合理选择正确的支护方案和质量控制措施，才能保证工程项目的施工质量。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
　　

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