小议深基坑支护施工中的技术措施
来源:用户上传
作者:
【摘要】深基坑搅拌桩是一种专门用于复杂地质条件下，作为防渗帷幕施工的常用施工方法。钻孔灌注桩加两层支撑作为支护结构，保证了土体的稳定性。同时，采用降水管井疏排，能够有效地降低基坑地下水位，确保基坑边坡稳定。
【关键词】基坑支护；深层搅拌桩；井点降水
众所周之，目前深基坑工程是建设工程施工中内容丰富且富有变化的领域，也是高层建筑施工中极为复杂的技术领域之一。施工中不仅要保证施工过程中的稳定，还要严格控制周边的地面位移以确保环境安全。因此，深基坑工程设计与施工必须要引起高度重视。目前国内主要采用的深基坑支护方式有：水泥土挡墙+基底加固、悬臂桩支护结构、土钉墙支护结构、喷锚网支护(喷射混凝土、锚杆、钢筋网联合支护的简称)等。笔者通过所亲历的工程实际，总结分析深基坑支护施工时三轴深搅桩、地下水位的控制及土方施工中的主要质量控制要点和技术措施，以及针对出现险情采取的应急措施，供同行参考。
一、工程概况：
该工程位于南京秦淮区七里街，建筑面积7万平方米，基坑面积11600平方米，开挖深度约10米，电梯坑及集水井等部位实际开挖深度约13米。根据场地工程地质条件，本着安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工的原则，确定了该基坑工程采用的直径900@1100钻孔灌注桩加二层支撑支护结构形式，首层为钢筋混凝土支撑，第二层支撑采用角撑为钢筋混凝土支撑，对撑采用钢管支撑；基坑四周用单排直径650@900三轴深搅桩作为止水帷幕；坑内地下水用40口降水管井疏排，坑外布置18口的观测井兼作回灌井；沿地面及基坑内设置明沟及集水井，及时排除雨水及地面流水；对集水井、电梯井等坑中坑，采用自然放坡或插木桩支护处理。
二、工程的地质条件分析：
1、地质构成及特征：根据勘探显示的岩土分布，结合南京市区的地貌，该工程位于城区古河道漫滩单元，岩土分布比较复杂。表层杂填土填龄短，结构松散，夹有大量的垃圾、碎石砖块等，含浅层孔隙潜水，层厚度变化大。
2、地下水条件：根据勘察揭示的土层结构特征分析，场地地下水为潜水，主要在①层填土及②-1～③层新近沉积粘土、粉砂中，④层粉质粘土混砾石亦含地下水，其中②-2层粉土粉砂、②-3、③层粉砂层透水性强，其余土层透水性较弱。勘探期间测得稳定地下水位为6.64～8.11m（标高），年变化幅度约0.5～1.0m。
三、该基坑支护工程质量控制要点和技术措施：
1、工程特点：
（1）该工程南临清水塘，西接龙蟠路，距四周建筑物的距离也较近。
（2）基坑规模大。基坑面积为11600m2
（3）工程挖深大。基坑开挖坑底标高为-9.7m、-10.1m。
（4）岩土条件复杂。开挖范围有②-2a流塑状淤泥质粉质粘土，为秦淮河古河道漫滩沉积物，承载力仅为50kpa，下伏②-3层粉砂层夹粉土和③层粉砂构成统一的含水层，难以形成全封闭止水系统。
（5）场区内地下水采用止降结合方式控制。该工程止水帷幕为三轴深搅桩跳幅施工工艺，止水帷幕均进入地下水含水层②-3层粉砂层，由于该含水层厚度大，止水桩桩端无法进入含水层之下的相对隔水底板，因而是悬挂式止水体系。场区内配合坑内管井进行降水，坑内共设有40口管井降水，分别有两种不同的井底标高和水泵标高，以控制不同的降水水位。
2、施工难点及技术措施：
（1）三轴深搅桩的施工：该基坑支护工程施工复杂，难度较大，加之周边地下水位较高，尤其是能否成功止水是施工成败的关键。原设计选用的是650@900三轴深层搅拌桩，水泥掺入量大幅为22%，小幅为16%，水灰比为1.2-1.5，在做了8根试桩后，发现水泥掺量均在37%左右，造成工程成本增加很大。经与设计人员商议后，改为三轴深层搅拌机叶片直径为850mm，桩中心距1.2m，水泥掺入量不小于小幅16%，大幅22%，在不增加成本的前提下，增加了止水帷幕的厚度，提高了安全系数。
为保证施工质量，施工中采用：(a)抽查罐筒的水泥量、液面高度及水泥浆的比重来控制水泥掺入量。(b)严格控制三轴搅拌机下沉与提升速度，下沉速度控制在0.6m/min，提升速度控制在0.8-1.0m/min以内，防止端桩现象的发生。（c）对因故停浆的现象，在恢复压浆前将三轴搅拌机下沉0.5m后再注浆搅拌施工，以保证搅拌桩的连续性。（d）明确桩与桩的搭接时间不大于24h，因故超时，搭接施工中必须放慢搅拌速度以保证搭接质量，若因时间过长无法搭接或搭接不良，须按冷缝接头处理。
通过一系列严格的施工要求，土方开挖后未见土体渗水现象，止水帷幕施工基本成功。
（2）地下水位的控制：地下水的控制是该工程的又一大难点，因含水层厚度大、渗透系数大、水量大，这些都给降排水工作带来一定的难度。按设计要求场内设置了40口降水井、18口观测井，正式施工前先完成2口降水井，进行非稳定流抽水试验，测定贮水系数、越流系数和导水系数等参数，利用这些系数对降水井的数量进行复核确定。
在施工中注意：（a）严格水文地质抽水管井的成井工艺，滤料浑圆粒径统一使滤料透水性好，保证成井后出水稳定不堵不淤井。（b）洗井要及时和分段充分洗井，保证管井和滤料导水畅通。（c）基坑开挖前两周内进行降水，确保基坑开挖面无明水。降水面随着基坑开挖的进展逐步加深，使坑内水位始终在基坑开挖面以下2.5m。（d）无论稳定流还是非稳定流抽水都必须具有连续性，抽水应以地下水源源不断流至管井，使管井滤网不堵死为原则，并根据这一原则配备合适规格潜水泵，确保降水效果达到设计要求。（e）该工程支护方案中沿基坑四周共设18口坑外观测井，在坑外降深过大或坑内外水头差过小或止水帷幕部分失效时，此18口井将作为回灌井将坑中的水抽出回灌至坑外观测井，以保证基坑及周边安全。
降排水方案是否妥当，是否严格按施工规范要求施工，很大程度上也是决定着深基坑施工是否成功的主要因素之一。
（3）土方开挖是一个应力释放过程，开挖卸载使原来处于静态的土体失去平衡，发生应力状态变化，产生释放变形，坑壁内凸，坑底隆起，坑周地面沉降，从而引起邻近建（构）筑物、道路等下沉、开裂、位移或倾斜等各种风险。所以土方开挖前，土方施工单位要编制详细的施工组织设计，施工方案要得到设计、监测和监理单位认可。
该项目基坑内开挖前经排查确定无地下管线，这有利于土方施工。但也要注意：（a）充分考虑时空效应规律：遵循分区、分块、分层、对称、平衡的原则，保证支撑结构先撑后挖，开挖至支撑底标高后及时架设支撑，减少基坑开挖期间无支撑暴露时间、宽度和深度，将基坑开挖造成的周围设施的变形控制在允许范围内。（b）采用机械开挖，注意防止挖掘机铲斗碰撞损坏支护桩、立柱桩及降水井，挖土时先掏空立柱四周，避免立柱承受不均匀的侧向土压。（c）基坑内部临时坡体应不大于1：2.0，且在土方开挖过程中挖土高差不大于2.5m。（d）基坑底30cm土方须人工清除，防止机械扰动影响地基土承载力，不得超挖，开挖到位后及时施工混凝土垫层，随挖随浇。（e）基坑四周及支撑严禁堆土或堆载。
四、深基坑施工时的应急预案
实施深基坑工程项目，不管支护方案多么周密、完善，在基坑土方开挖与支护的过程中，出现局部地质变异性大、局部流沙或涌水、积水现象也是在所难免的，所以充分考虑相应的应急预案或处理措施也是很有必要的。
（1）、支护结构受力体系方面的应急措施：
（a）若土方开挖过程中出现局部坑壁位移过大、坑边出现裂隙等现象，应及时停止沿基坑纵向的开挖范围，采取增加钢支撑等措施控制变形的继续，如变形发展迅速，应立即回填土方，阻止变形进一步扩大，查明原因后采取进一步的措施。
（b）若基坑侧壁出现局部坍塌，应先查明原因，同时进行加固补救，将坑壁外用土袋或碎石袋回填充实，并在坍方处口部打垂直锚管、焊接纵向网筋，并及时喷射混凝土面层。
（c）若在土方开挖过程中出现钢管支撑弯曲变形，则采取增设钢管支撑分担受力，防止钢管崩脱事故的发生。
（d）若土方开挖至基坑底标高后发生土体隆起现象，应在被动区采取反压加固措施，并及时进行垫层及底板的施工。
2、止水帷幕、降水的应急处理措施：
（a）若在坑壁或圈梁底部局部出现止水帷幕渗漏现象，应在渗漏点设置长度在1.5-2.0米的引流管，并将渗水集中至坑内降水井，统一疏排，以减少坑壁水压和保持坑壁干燥。
（b）若坑壁涌砂严重时，应采用水泥袋及时封堵，止水帷幕外侧观测井作为降水井采取控制性降水措施，降低水头差，抑制砂土向基坑内流动。
（c）若土方开挖至基坑底标高后发生管涌现象，除采取防渗技术措施外，可在垫层内加设钢筋网片或采取加厚垫层等措施。
五、结束语
通过工程实践证明该基坑施工是成功的。未来的深基坑工程一定会越来越多，深度也会进一步加深，施工条件也将更为复杂，这也必然会对深基坑工程施工提出更高的要求。因此，工程建设者均应该珍惜每一次实践的机会，尽力对设计施工工作做全面细致的分析总结，在做好数据、资料整理积累的同时，提出问题，解释问题，解决问题，争取有所创新，有所突破。
侯琳（南京禄口国际机场有限公司）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-592093.htm
