深基坑开挖支护技术

深基坑开挖支护技术（精选12篇）

深基坑开挖支护技术 篇1

1 工程概况

厦门市环岛路工程起于鳌山路交叉口东侧, 跨线桥上跨鳌山路, 路线向西设U型槽, 上跨220kV海底电缆后再接明挖隧道、暗挖分离隧道, 下穿铁路、国道主干线、引水渠、供水管、高铁, 再穿出隧道, 接U型槽后浮出地面, 终点处连接杏前大桥的左右线辅道。道路全长为2 732.27m, 起讫桩号为ZK0+160~ZK2+870 (YK0+160~YK2+892.27) , 其中U型槽、明挖暗埋隧道采用明挖法施工, 其基坑支护工程规模如表1所示。

2 基坑支护区域地质概况

本工程施工场地的原始地貌位于海陆交互地段, 地貌单元主要由海湾滩涂和残积台地组成。沿线地势总体呈现由中部台地向两侧海湾滩涂缓慢倾斜的趋势, 沿线地层主要由填土层 (Qme) 、海积层 (Q4m) 、残积 (Qel) 及下部燕山晚期中粗粒花岗岩 (r53 (1) b) 构成。基坑支护桩长范围内岩土体自上而下分别为:杂填土 (1a) , 填石 (1b) , 素填土 (1c) , 淤泥质土 (Q4 m) , 中粗砂 (Q4al+pl) , 粉质粘土 (Q4al+pl) , 残积砂质粘性土 (Qel) , 全风化花岗岩 (r53 (1) b) , 砂砾状强风化花岗岩 (7a) , 碎块状强风化花岗岩 (7b) , 中风化花岗岩 (r53 (1) b) 。地质条件复杂, 稳定性差。工程场区除部分路段的填筑土及中粗砂的渗透性、富水性较好外, 其余各岩土层均属弱透水、弱含水层或相对隔水层, 地下水量总体较贫乏。

3 基坑支护方案

根据U型槽和明挖隧道纵断设计路面高程、底板厚度及垫层厚度确定基坑开挖深度, 再结合围护结构所处平面的地下地层情况、基坑周边环境等因素, 在基坑两侧分段并确定相应的支护结构剖面形式:

1) A~A剖面:开挖深度一般为1.0~6.2 m, 为1∶1放坡开挖, 由于开挖较浅, 因此, 对周边环境影响较小;

2) B~B剖面:隧道进口段紧邻海滩, 基坑开挖深度为1~3m, 由于本段为滩涂地带, 通常采用围堰止水放坡支护;

3) C~C剖面:开挖深度约为7.8m, 该段为经过海底电缆的路段, 基坑开挖土层主要为杂填土、粉质粘土, 考虑便于施工及降低造价等因素, 本支护方案采用1∶0.75放坡, 锚管支护, 如图1所示;

4) D~D剖面:开挖深度为5.0~11.5m, 支护方案采用部分1∶1放坡+φ1 000钻孔灌注排桩+桩间高压旋喷桩止水帷幕结构形式, 泵房部位处由于开挖深度较深, 增设2道锚索, 如图2所示;

5) E~E剖面:基坑开挖深度7.0~11.0 m。支护方案采用1∶1放坡+坡面挂网喷射C20混凝土+φ1 000钻孔灌注排桩+1道φ609钢管内支撑+桩间高压旋喷桩止水帷幕结构形式;

6) F~F剖面:基坑开挖深度11~14 m, 支护方案采用局部1∶1放坡降低地表+坡面挂网喷射C20混凝土+φ1 000/φ1 200钻孔灌注排桩+2道φ609钢管内支撑+桩间高压旋喷桩止水帷幕结构形式;

7) G~G剖面:基坑开挖深度14~17m, 支护方案采用局部1∶1放坡降低地表+坡面挂网喷射C20混凝土+φ1 200钻孔灌注排桩+3道φ609钢管内对撑+桩间高压旋喷桩止水帷幕结构形式, 如图3所示。

各种支护结构剖面形式的适用范围如表2所示。

4 基坑支护施工工艺

4.1 锚管施工

锚管选用φ48mm钢管, 壁厚3.0mm, 采用干式冲击法施工, 锚管注浆采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥拌合的水泥净浆, 注浆压力不小于0.6MPa, 水灰比为0.5~0.6, 掺入掺量为水泥用量0.05%的三乙醇胺早强剂。锚管连接采用对接焊接, 并在接头处拼焊不少于2根φ16的加强筋, 锚杆前端的管靴直径不小于110mm。

4.2 锚索施工

钻孔式预应力锚索采用干钻法成孔, 钻孔的长度应比设计长度长500 mm。为防止锚索腐蚀, 锚索自由段、锚头锚具应做除锈防腐处理。为了将拉杆安放在钻孔中心, 防止扰动孔壁, 沿拉杆的长度每隔150~200cm布设一个定位器 (架线环) 。锚索注浆采用二次注浆工艺, 第一次注浆为常压注浆, 通过注浆管从孔底注浆, 并使浆液流至孔口;第二次注浆为高压注浆, 注浆压力不小于2.5 MPa。注浆液采用纯水泥浆, 水灰比为0.4∶1, 水泥采用P.O42.5R硅酸盐水泥, 为了提高早期强度, 掺入适量早强剂, 掺量为水泥用量的2%。浆体的无侧限抗压强度不低于30 MPa。

4.3 喷射混凝土施工

采用湿喷工艺, 细石混凝土重量比为1∶2∶2 (水泥∶砂∶石) , 细骨料采用中粗砂, 粗骨料使用粒径为5 mm的碎卵石, 混凝土等级为C20。为加速混凝土的凝结可掺入适量速凝剂。喷射作业分段进行, 同一分段内的喷射顺序应自下而上, 一次喷射厚度不小于40mm。喷射混凝土终凝2h后, 应喷水养护, 注浆体与喷射混凝土的面层强度达到设计强度70%后才可以开挖下一层。钢筋网一般采用φ8钢筋, 间距为200mm×200mm, 加强筋为Ⅱ级钢筋, 钢筋直径为16 mm, 在喷射一层混凝土后铺设, 钢筋网保护层厚度不小于20mm。

4.4 灌注桩支护施工

采用冲孔桩成孔, 直径为1 000、1 200两种, 桩身混凝土强度等级为C30, 桩主筋的保护层厚度为40mm, 水下混凝土配料。钢筋笼制作分次成型, 安装时为防止碰撞到井壁, 垂直下放到位后, 检查钢筋笼中心与桩孔的混凝土厚度, 确保保护层的厚度平均。

4.5 冠梁施工

冠梁砼为C30, 垫层砼为C15, 垫层的厚度通常为100mm;钢筋直径>12mm, 钢筋采用HRB400, 钢筋直径<12mm, 钢筋采用HPB300, 围护桩的主筋锚固进入冠梁, 长度应大于35d。

4.6 高压旋喷桩施工

旋喷桩的桩径应为600 mm, 间距为450 mm, 采用单重管施工工艺施工。高压旋喷桩固化剂采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥, 水泥浆液水灰比为0.9∶1, 当土层中地下水受到潮汐等影响, 流速较高时, 掺入1%~3%的水玻璃, 改善水泥浆液的稳定性与速凝性。高压喷射注浆由下而上连续进行, 当注浆管不能一次提升完成, 注浆管分段提升的搭接长度不小于200 mm, 确保固结体的完整。单管法高压水泥浆喷浆压力不小于30 MPa, 流量大于30L/min, 气流压力取0.7 MPa, 旋转速率约为20rad/min, 提升速率为15cm/min。施工过程严格遵照设计要求和《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2012) 规定的工艺控制施工质量。

4.7 支撑系统

在地面按数量及质量要求及时配置支撑, 保证支撑长度适当, 分层、分小段 (约6m长) 开挖土方, 安装支撑并施加预应力, 并控制在24h内完成。开挖中应及时测定支撑安装点, 确保支撑端部中心位置的误差控制在容许限值内。钢腰梁和围护桩的接触面应垂直和平整, 并根据支撑轴力, 对预埋件及焊接构造进行设计验算, 满足钢结构规范中的有关抗剪要求。底板及侧墙U型槽混凝土达到设计强度的85%后, 才可撤除支撑, 同时, 钢管横撑应根据明洞的施作里程分段、分步拆除, 确保基坑侧壁的安全稳定。

5 基坑开挖施工技术

U形槽段、明挖隧道段的基坑开挖是在围护工程完成一段后进行, 围护一段紧接着开挖一段, 平行进行施工。基坑开挖前, 基坑内设管井降水, 保证基坑内地下水水位低于基坑开挖面1m。基坑为明挖法施工, 采用挖掘机开挖, 由自卸汽车运至弃渣场。

明挖段采用明挖顺筑法进行施工, 围护结构及主体结构的主要施工步骤如图4所示。

6 监控量测技术

本工程的基坑深度为1.0~17 m, 基坑支护采用桩撑支护, 基坑安全等级为一级, 基坑变形保护等级为一级, 地面最大沉降量应≤0.15%H, 且≤40mm, 支护结构最大水平位移应≤0.15%H, 且≤30mm。

6.1 监测布置

监测观测点应根据地形地质条件及地面建筑的分布情况进行布置, 且应满足相关规范、规程的要求, 本工程监测点的断面布置如图5所示。

6.2 施工安全性判别

根据监测内容, 本工程选定围护结构水平位移和钢支撑轴力两项来设定预警值, 作为围护结构施工安全判别标准 (对周边环境的监测每项均须设预警值) 。项目监测按“分区、分级、分阶段”的原则制定监控量测控制标准, 按黄色、橙色、红色三级预警进行反馈和控制:

1) 黄色预警:实测位移 (或沉降) 的绝对值和速率值双控指标均达到容许值的70%~85%;双控指标之一达到极限值的85%~100%, 而另一指标未达到该值。发出“黄色预警”时, 监测组应加密监测频率, 加强对建筑物沉降动态的观察, 尤其应加强对预警点附近的雨水管、污水管及有压管线的检查和处理。

2) 橙色预警:实测的绝对值和速率值双控指标均达到容许值的85%~100%;双控指标之一达到极限值而另一指标未达到;双控指标均达到极限值而整体工程尚未出现水稳定迹象。发出“橙色预警”时, 除应加强上述监测、观察、检查和处理外, 还要根据预警状态的特点进一步完善针对该状态的预警方案, 同时对施工方案、开挖进度、支护参数、工艺方法等做检查和完善, 在获得设计和建设单位同意后执行。

3) 红色预警:实测位移 (或沉降) 的绝对值和速率值双控指标均达到极限值;与此同时还出现下列情况之一:实则的位移 (或沉降) 速率出现急剧增长;基坑支护混凝土表面出现裂缝, 同时, 裂缝处已开始出现渗流水。发出“红色预警”时, 除应立即向上述单位报警外还应立即采取补强措施, 并经设计、施工、监理和建设单位分析和认定后, 改变施工程序和设计参数, 必要时应立即停止开挖, 进行施工处理。

6.3 监控数据整理和分析

每次监测结束后均应及时提供监测资料、简报及处理意见。原始数据经过审核后进行计算分析, 绘出各观测项目的观测值与施工工序、施工进度及开挖过程的关系曲线, 列出相应图表。说明围护结构支撑体系和建筑物在观测期间的工作状态及变化规律、发展趋势, 判断其工作状态是否正常或找出问题产生的原因, 并提出相应的处理建议。

7 结语

本工程开挖深度大, 地理位置复杂, 工期紧, 任务重, 该工程根据不同的基坑周边环境、开挖深度、工程地质和水文地质、施工作业设备和施工季节等条件, 采用不同的基坑支护形式和开挖方法, 合理优化支护方案, 保质、保量地完成了施工任务。目前, 该工程已完成深基坑开挖的80%, 在整个施工过程中, 邻近道路无下沉、裂缝现象的发生, 市政管线及周边建筑物完好无损, 基坑的安全设计符合等级要求。

参考文献

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[5]杨转运.水平旋喷桩在隧道超前支护中的应用[J].交通科技与经济, 2014, 16 (3) :119-121.

深基坑开挖支护技术 篇2

监 理 实 施 细 则

（深基坑安全）

云南科禹建设监理有限公司芒市项目部

二0一一年六月二十五日

一、本细则编制依据 1本项目已经批准的监理规划 2与本工程相关的设计图纸 3本工程相关的法律法规

二、工程概况：

本项目是芒市金塔房地产开发有限公司“芒丽家园项目”商住楼，建设用地位于芒市大街东侧（原潞西市环卫站），场地四周管线、电杆、房屋密集新旧建筑分布于基坑周围。总用地面积：3005.5㎡，依工程设计任务书要求：本工程为地下2层，地上17层（局部2层）的高层建筑，分为主楼及裙楼、总建筑面积：16864.95㎡、平面呈“长方”型，东西长约68.6米，南北宽33.1米，基坑深10.3米，属于深基坑。支护面积约1434㎡，场地±0.00为905.5。

地下室顶板作为地上结构嵌固面，通过设置抗震缝将主楼及裙楼从地库顶板以上分为了2个独立的抗震单元，主楼为钢筋砼框架——抗震墙结构，裙楼为钢筋砼框架结构，基础形式均为长螺旋灌注桩基础，基坑总体支护方按采用“灌注桩+预应力锚索”结构支护；沿基坑周边设置一高压旋喷桩相互咬合，作为止水帷幕。

三、专业工程特点：

根据目前形式深基坑工程施工事故频发，而且事故一旦发生，极易造成群死群伤，后果相当严重，究其原因，主要是施工方案及施工过程中各种安全预控措施不到位，根据国家、公司及相关要求，深基坑工程施工必须编制安全监理细则，明确深基坑安全施工的技术要求和施工现场的检查要点。

1、地理位置复杂，施工风险大 本工程位于芒市大街东侧（原潞西市环卫站），西侧城市主干道（芒市大街），其余三面都有原建筑物，南侧的建筑是主体竣工不久的人事局大楼。因此，基坑开挖工程中，极易造成临近废房屋、道路、管线建筑物下陷，从而造成各种安全隐患。

2、深基坑过程工序复杂，机械设备多

本工程拟设六个剖面，除东侧3–3剖面上部采用放坡坡面挂设钢筋网片，喷射C20混凝土外，其余几个面采用灌注桩+预应力锚索”结构支护；沿基坑周边设置一高压旋喷桩相互咬合，作为止水帷幕。各个工序交叉作业容易产生安全隐患。

3、监测项目的设置和执行对深基坑工程施工安全有重要的指导作用“基坑施工期间，要求具有第三方资质的监测机构进场对基坑进行监测，根据大量的监测数据，分析基坑开挖、降水引起的结构变形和位移及地面沉降的发展，随时掌握基坑位移及沉降的情况，及时预报施工中出现的问题，判断结构可能产生变位的原因，信息化指导施工。

四、监理工作流程

（一）审查施工单位资质及有关资料

1、审查施工企业资质等级证

2、建设工程施工许可证

3、企业法人营业执照

4、企业安全生产许可证

5、项目经理及主要管理人员、技术人员、专职安全员、质检员、施工员、特殊工种（电工、焊工、桩机操作工）的上岗证

6、检测仪器、工具的标定证书

7、施工组织设计、深基坑施工专项安全施工方案及相应的应急救援预案，施工现场临时用电专项方案、基坑监测专项方案、与质量安全监督站办理的质检手续、安检手续证明

8、开工报告

（二）检查施工单位安全、质量保证体系是否建全

1、施工单位质量保证体系、安全保证体系组建情况；（1）质量保证体系的管理制度：（2）施工单位的安全保证体系的管理制度。

深基坑安全监理贯彻“安全第一、预防为主”的方针，按照国家现有的安全法律、法规、建设行政主管部门的安全生产的规章和标准执行。安全监理工作流程分三步进行。

2、事前控制-----安全监理工作的重点

审查施工承包单位编制的深基坑施工专项安全施工方案及相应的应急救援预案，本工程属于超过10米的深基坑开挖与支护工程，方案必须组织专家进行论证。发现与法律、法规及安全强制性标准不符之处，应书面要求施工承包单位整改或调整。

3、事中控制-----安全监理工作的核心

督促承包商按照安全专项施工方案及应急救援预案的要求，落水深基坑工程各工序及关键部位的安全防护措施，同时加强监理旁站，巡视的检查力度，定期组织有关各单位参加的安全检查，发现违章冒险作业要责令其停止作业，发现安全事故隐患要责令其停止施工，并报告建设单位，施工单位拒不整改或不停止施工的，监理将及时向建设主管部门报告。

4、事后控制-----安全监理的重要内容 在深基坑施工过程中发生安全事故，监理单位督促施工单位按照国家有关事故处理的规定，及时如实的向负责安全监督管理的部门、建设行政主管部门或其他有关部门报告，同事督促施工单位采取措施防止事故扩大，保护事故现场。

五、监理工作控制目标及控制要点

（一）监理工作控制目标

通过监理机构的监督、管理，在深基坑施工过程中使施工单位安全生产保证体系有效运行，从而避免深基坑工程安全事故发生。

（二）监理工作控制要点

1、深基坑施工前的控制要点

（1）监理工程师要认真阅读本工程地质勘察报告，了解基坑开挖地段的地形、地貌和地质特点。分析可能对影响边坡的关键地段、重要地层及土质指标做到心中有数。

（2）审查施工单位深基坑安全专项施工方案及应急救援预案，包括安全管理，施工安全保证体系的组织机构，方案是否按要求组织专家进行论证。

（3）检查施工单位现场专职安全员到岗就位情况。

（4）审查进场原材料出厂合格证、质量保证资料试验检测报告，重要材料要现场抽样送检。

（5）审查施工机械是否满足施工进度要求，进场设备是否能正常运转。

2、基坑降水控制要点

（1）施工期间施工降水要连续不断，只至地下顶板浇注完成。（2）降水排水机械必须有专人负责，严禁非电工人员操作。（3）降水期间，必须由监测单位对邻近建筑物等进行沉降、变形观测，如遇异常，必须立即分析原因，采取防护、控制措施。

3、土方开挖控制要点

（1）挖掘机挖土作业时，其最大开挖高度和深度，不应超过机械本身性能规定。

（2）土方开挖前，应确保土钉墙达到设计要求的强度，（3）土方开挖前，必须会同有关单位对邻近建筑物、管线制定相应的安全技术措施，在整个施工期间，加强监测起沉降和位移、开裂等情况，发现问题应及时与设计、建设等单位协商采取防护措施，并及时处理。

（4）施工期间，应对开挖周面存在的各种障碍物，如沟渠、管线，凡影响施工的均应拆除、清理和迁移。

（5）深基坑四周要设置防护栏杆，人员上下要设置爬梯。

（6）夜间施工要合理安排施工项目，防止土方超挖，施工现场要根据需要设置照明设施，在危险地段设置红灯警示标志。

（7）土方开挖应从下至上分层开挖，并按照设计要求的开挖深度进行开挖。（8）土方开挖要注意对立柱及土钉墙的保护，避免挖机碰撞而才生破坏。（9）开挖过程中，要加强巡视检查力度，如发现坡体有裂纹或局部坍塌现象，要及时支撑或改缓放坡，如发现坡体有留砂、留泥，渗水现象，要及时采取加强措施。

六、监理工作方法及措施

(一)、监理工作方法：主要采用审查、现场巡视检查及旁站，定期组织安全检查等方式进行控制。

1、需要审查的项目：（1）施工单位施工资质、安全生产许可证，审查安全管理人员安全生产培训考核合格证，审查项目管理人员及司机，信号指挥等特种作业人员的上岗证。

（2）审查施工单位安全生产责任制度，安全生产管理机构，施工单位安全生产交底情况，安全生产教育培训制度，安全生产规章制度和操作规程等制度建立情况。

（3）审查安全防护及文明施工措施费使用情况。（4）审查施工单位应急救援预案编制情况。

（5）审查深基坑开挖支护方案编制是否合理，可具有可操作性，是否按照要求编制、审批，方案必须要组织专家进行论证，并出具论证报告。

2、现场需要巡视检查和旁站的项目（1）旁站水泥搅拌桩施工（2）旁站沉管灌注桩的施工

（3）旁站、巡视检查土钉墙施工及土方开挖（4）旁站钢筋混凝土支撑梁的浇筑

3、定期组织安全检查

（1）督促施工单位每天上岗前对每位作业人员进行安全提醒制度，监理人员每天进行安全巡视；对临时用电、设备安全运转、基坑边防护、现场文明施工、夜间施工的照明进行一次全面巡视，按照施工现场实际情况，认真填写安全监理日志。

（2）每周定期安全检查

由施工单位安全员牵头进行现场安全大检查，安全监理人员负责督促安全检查执行与参与，检查现场存在的问题及上周检查存在的问题的整改情况。

（二）、监理工作措施

1、监理在施工现场发现安全隐患，应及时要求施工单位予以整改。

2、如遇下列情况，监理人员向总监汇报，由总监下达“暂停施工指令”并向向业主单位报告。

a、施工出项安全异常，施工单位未采取改进措施或改进措施不合乎要求时；对已发生的安全事故未采取有效处理而继续作业时。

b、擅自变更设计图纸进行施工时

c、使用没有合格证明的材料或擅自替换，变更工程材料时 d、未经安全资质审查的分包的施工人员进入施工现场时

3、对监理单位要求整改而拒不整改的，或不按监理要求停工的，监理单位应及时向有关部门报告。

4、验收

a、验收施工单位上报的资料：经审定的施工方案及执行中的变更情况； b、桩位测量放线图，包括工程桩位复核验收单；

c、高压旋喷桩、钻孔灌注桩验收、钻孔、降水、喷射砼施工记录表； d、撰写深基坑支护施工评估报告。

深基坑开挖支护技术 篇3

关键词：深基坑;开挖支护;施工方法

一、深基坑开挖支护施工概述

所谓基坑支护综合处理就是根据基础各部位开挖深度的不同，采取不同的临时支顶斜撑和加强被动区的措施，同时采用挖土卸荷、轻型井点降水及回灌等技术，达到了施工周期短，投资少和保证基坑及周边建筑安全的目的。基坑支护的主要目的在于确保主体工程的基础部分顺利实施，支护的成功与否直接影响到工程的进度、施工安全以及经济效益。深基坑支护不是建筑产品，而是为了完成建筑产品而采取的措施之一，基础工程一旦完成，也就完成了它的使用使命，所以其施工成本较高。支护工程一般是按悬臂构件来考虑的，随着深度的增加悬臂的长度也不断增加或是在中间部分增加内撑，所以地下水的情况、地质条件、岩土成份的不同都会直接影响到支护工程和施工开挖的造价。

二、深基坑开挖与支护施工要求

1、基坑支护和开挖监测要由专业认证的专职人员进行，需要针对本工程拟定合理可行且具有针对性的监测计划，要依照监测计划进行监测并做到监测数据的精确、及时、透明化。要削减施工的盲目性，及时发现施工过程中反常的现象并进行预警，预测基坑布局的安全性以及稳定性。另外，提出工序施工的调整，应采纳相应安全措施以确保整个工程的可靠性和安全型。讨论基坑支护与开挖的施工计划，要提前做好施工人员的技术交底，使其能够清晰地采用合理的施工方法和施工技术达到要求的质量标准目标。

2、基坑开挖与支护施工计划要由具有资格认证的专业单位进行，修建基坑支护布局大部分是暂时性的支护布局，是主体施工、后续施工的前提和保障，在基坑内主体布局施工结束，土方回填后，基坑支护系统便失去了其作用。所以很多建设单位对于基坑支护的重视程度以及资金投入远远不够，往往未挑选专业的施工单位进行开挖和支护计划的相关编制，且在编制计划时想方设法让施工单位简化计划以节省造价。基坑支护是基坑开挖安全施工的基础条件，是基坑工程进行、实现经济价值的保障。

3、支护工程具有的信息可变性、技术专业性、施工复杂性及安全多样性等特点，这使得工程质量操控的难度大大增加。支护工程需要依照修建工程的质量办理程序进行，加强功能部门和监理单位的职能履行，对基坑工程的质量进行实时监控管理，这样可在很大程度上避免对基坑工程有限制的理解为单一的基坑开挖，可形成基坑工程规范化施工。

4、支护工程和基坑开挖虽然是紧密联系一体的，但支护工程较基坑开挖而言，具有技术含量高、施工实施复杂以及投入人力和机械设备品种多等特点。所以不具有工程资格认证的施工单位实施基坑开挖和支护工程，是缺乏必要的认证条件、技术能力，施工配备和手段的，极易造成支护施工过程中关键参数出现错误的判断，最终导致支护工程的失效，在施工过程中发生垮塌和安全事故，导致工期延误，给建设单位带来不必要的经济损失。于是，充分发挥专业施工单位在技术技能方面的优势，采取施工总承揽方式，实时跟踪管控是防止相类事件发生的有效措施。

三、深基坑支护工程施工技术

基坑支护施工应综合考虑工程所在地的工程类型、基坑开挖规模、地质条件、周边环境和支护结构等因素。要注重监测支护结构的稳定和坑体变形的情况，并依据周边的环境条件，将变形控制在一定范围内。控制的关键在于对地面变形、基坑的稳定性以及地下水的控制，应根据实际情况适时地进行方案调整。进行深基坑支护的设计及施工时需要注意以下几点：

1、深基坑支护结构的选择，应先考虑本单位现有的施工机具，以本工程基础桩同类型桩作为基坑支护结构的优先考虑，如，若工程桩采用钢筋混凝土灌注桩，基坑支护结构应尽量选用此种桩型，直径可对应选用较小的直径，以减少进退场的费用。

2、土中水压力大小的确定，笔者认为最好在现场测量，本文将按照有关材料作简略介绍。

测压计的工作原理是孔隙水压力作用于电测式测压计等仪器的特殊金属薄膜上，薄膜产生变形并引起电阻值（或电感、电磁值）的变化，这是力传感器的一种。

明排水治理法：在填土和浅层黏性土中开挖基坑，根据计算及现场试验判断不会发生坑底突涌或者侧壁渗漏、流土的情况下，可采用明沟盲沟排水的方法。

井点降水治理法：降水治理方法主要适用于以下条件：1）止水帷幕密闭，坑内在降水时坑外水位下降不大;2）地下水位较浅的粉土类或砂石类土层;3）基坑开挖的深度和抽水量均不大，或者基坑施工周期较短;4）周围环境允许地面有一定的沉降;5）具有地区性成熟经验，降水对于周围环境不会产生大的不良影响。填土、粉土和含薄层粉砂的粉质黏土含水层涌水量不大时，可适用轻型井点进行降水。淤泥质土、黏性土和粉土，适用电渗井点进行降水处理。粉土、砂土地层适用喷射井点降水。碎石土、砂土和岩石地层适用管井井点降水。管井降水可以根据水位降幅要求、水文地质条件及环境保护要求采用完整井或者非完整井。

隔渗治理法：采取隔渗措施治理方法可适用于以下条件：1）邻近的基坑有地表水体（湖塘、渠道、河流），和基坑之间并没有可靠的隔水层时;2）开挖深度以上或者坑底以下接近坑底的部位分布有粉砂、粉土，有产生流土的可能时;3）有承压水突涌可能并无降水措施时。

四、基坑支护施工管理

1、深基坑止水效果的控制

在地下水位较高的地区，地下水将会给深基坑的施工带来严峻的考验。施工的时候应根据地质资料深入分析地下水的成因，尽量避免靠长时间抽水降低地下水位，否则会导致基坑周围建筑物不均与沉陷，甚至引发坑底流沙管涌等现象，拖延工期。止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施。其施工方法主要有浆喷深层搅拌法、高压喷射注浆法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。

2、深基坑支护的监测管理

深基坑支护结构的监测信息管理主要是安排专业施工监测人员对现场周围的建筑物进行实时监测，根据基坑开挖期间监测的支护结构和岩土变化等情况，与勘察、设计的预期数据对比，动态分析监测资料。全面掌握位移变化的方向、大小、频率等，对照报警标准，一旦超过设定的标准报警值时，及时采取有效的措施确保施工的安全。

3、深基坑信息数据的分析与处理

设备在进场前要对施工现场了解，对材料、电源及水源重点勘察。对数据准确分析，保证及时发现和解决问题，并对沉降、位移、深层及周边的变形情况进行监控。用精准的现代仪器进行沉降的测量，在土坡面上定位观测，在位移的监测中运用基准线来判断测量的差值，并对数据进行有效的记录分析，

五、结束语

深基坑支护施工不仅是建筑工程的重要组成部分，同时也是保证主体施工得以顺利进行的一项重要措施，可直接影响到建筑的安全性，适用性和耐久性。深基坑的支护工程应从支护的设计及施工两方面入手，以确保施工的质量及工期，同时这对于建筑深基坑施工技术的深入研究也具有重要的意义。

参考文献：

[1]林庆，孔凡平.浅谈深基坑开挖与支护施工应注意的几点问题[J].黑龙江科技信息，2011（10）.

[2]陈晓千.深基坑开挖施工技术[J].中国新技术新产品，2010（10）.

深基坑开挖支护技术 篇4

关键词：管道工程,深基坑,开挖支护,降水技术

一、工程实例分析

安陆市府河大桥至污水处理厂的管道建设是一个大型污水管道的铺设工程, 工程施工期限为6个月, 所需铺设的管道全长为4 700 m。根据对管道铺设路线的地质分析, 工程地质情况如下, 场区地基土分为7层, 自上而下依次为:1层淤泥质粉土;2层含粉土砂;3层淤泥质粉土;4层中粗砂;5层粗砾砂;6层强风化砂岩;7层中风化砂岩。此次工程中要在河道内布置管径为D1500、D1800企口式钢筋混凝土Ⅲ级管, 施工方法采用大开槽施工及顶管施工, 顶管段采用F型钢套环齿型橡圈接口。本文将以安陆市府河大桥至污水处理厂的截污干管工程为实例, 对深基坑管道沟槽大开挖支撑及降水技术进行探讨。

根据勘察结果确定管道大部分铺设在粗砾砂中, 只有部分地段铺设在强风化砂岩中, 由于地层中这两部分的承载力比较高, 不易发生变形, 所以管道的天然地基基础持力层不在另行处理。

二、污水管深基坑开挖

1. 深基坑开挖的施工设想

根据设计要求, 污水干管的埋设深度大约在7 m左右。就基坑深度情况, 我们选择基坑开槽采用混合式, 即分成上下两部分进行。上部为梯式放坡开挖施工, 坡度为1:1, 下部为直槽式, 采用施打拉森钢板桩围弊施工, 靠近河岸一侧, 若槽壁至河岸的距离≤沟槽深度的2.5倍时, 因距离河岸过近, 地下水位高, 为防止河水穿透土层而倒灌, 采用高压旋喷桩止水帷幕止水, 沟槽底一侧设置排水沟, 每隔30 m设置集水井一个。

2. 深基坑开挖风险预测及回避措施

(1) 风险预测

(1) 沟槽坡顶的坍塌、槽边土的剥落和槽边的整体坍塌;

(2) 基坑开挖后, 施工时临边作业易造成高处坠落;

(3) 槽底隆起, 出现流砂或管涌;

(4) 钢板桩支撑失稳。

(2) 安全风险回避措施

1) 遵循开挖的原则

基坑开挖应遵循时空效应原则, 根据地质情况采取相应的开挖方式, “分层、分段开挖, 先撑后挖, 减少无支撑暴露时间”, 支撑与挖土配合。

土方开挖应分层分段连续施工, 并对称开挖。基坑开挖过程中, 严禁碰撞支护结构或扰动原状土。发生异常情况时, 应立即停止挖土, 并立即查清原因和采取措施, 方能继续挖土。

2) 基坑边堆放荷载控制

坑边荷载, 将加大土体内的剪切力, 一旦控制不当, 会诱发基坑坍塌的突发。因此在基坑开挖过程中, 基坑边缘堆置余土或建筑材料, 或沿挖方边沿移动运输工具和机械设备, 距基坑上部边缘不小于2 m, 机械运输就不小于3 m。

3) 保持槽底干燥

施工过程事, 保持槽内干燥, 防止水的侵蚀是保证施工安全的重要因素。在开挖前先做施工降水, 距河岸较近段设置高压旋喷桩止水帷幕, 直槽底开挖一条宽、深各0.5 m的排水沟, 并间隔30 m设置集水井一个。并在基坑顶部设置明沟截水以防地表水流入坑内, 截水沟采用1 000×1 000 MM, 与周边河道渠道相连, 防止雨水等流入沟槽。

4) 注重施工监测

安排专职施工员, 对深基坑进行监测。监测内容包括围护结构的位移及沉降变形、地表沉降、地下水位变化等。

5) 设置防护措施

当基坑作业深度超过2 m时, 对临边作业已造成高处坠落的危险, 按照高处作业和临边作业的要求, 及时在沟槽两边设置一道防护栏杆, 人员上下基坑设置专用安全通道, 严禁攀爬模板或支撑系统上下。

3. 深基坑开挖施工技术

(1) 拉森钢板桩施工方式选择

针对本工程地质特点及施工方法等方面的综合考虑, 采用拉森U型Ⅲ号钢板桩支撑支护方案进行施工, 钢板桩采用连续施打, 钢板桩施打完成后, 在距桩顶1 m以下设置一道15号槽钢围檩, 保障支护不会倾覆。根据直槽深度及地下水位情况, 选用6 M长的钢板桩, 施工机械选用履带式挖土机。钢板桩打设前先有施工测量人员测出打设轴线, 同时用钢板桩作为导向桩提前设立好, 以便施工人员施工时能够照此打桩。打桩方式选用屏风式打桩法, 将10~20根钢板桩插入土中一定深度, 使机械来回锤击, 并使两端一组钢板桩先打到要求深度, 并严格控制垂直度, 用电焊固定在围檩上, 再将中间部分板桩按1/2或1/3高度依次打入。这种打法可以防止板桩倾斜与转动, 并减少沉桩中可能遇到的困难和散桩。同时可以更好的控制桩墙的长度。

(2) 拉森钢板桩施工工艺

拉森钢板桩施工工艺流程为: (1) 钢板桩位置定位放线—— (2) 钢板桩的检验与矫正—— (3) 安装导梁—— (4) 沉桩机械的选择—— (5) 钢板桩打设—— (6) 钢板桩拔除。

下部挖出的土方要及时运出到施工现场的边线以外, 不得在上部边线2 m以内。在槽底部要开挖纵向排水沟, 同时根据需要设立集水井, 从而保证槽底的干燥。深基坑开挖主要是采用机械开挖的方式进行挖掘, 最后配合人工挖掘辅助进行开挖。在挖土时要安排专业测量员对挖土机的作业进行监督, 切勿超挖, 在距离槽底部20 cm的部分停止挖掘, 用人工清基完成。

基坑开挖完成后要尽量缩短其暴露时间, 及时的联系监理单位进行验收, 验收合格后及时进行管道铺设, 保证工程的各项工序能够连续进行。

4. 深基坑开挖的安全措施

(1) 施工安全是我们的第一要务, 设置专职安全员两名, 加强对施工现场的安全管理, 维护好施工现场的安全工作。施工过程中所可能发生的问题都要考虑周全, 遇到问题及时解决, 建立健全项目部的各项责任制度, 保证工程的安全进行。

(2) 制定基坑开挖应急预案措施, 对基坑开挖可能引起的槽底隆起、流砂或管涌等情况事先做好应急准备, 制定应急处理方案。

(3) 施工前期要对施工过程中所使用的机械设备交报监理工程师检验, 检验合格后方可在施工过程中进行使用。

深基坑开挖过程要保证机器能够安全运行, 保持挖掘机的稳定, 在挖掘工作进行时要保证机械处于制动状态;铲车在挖掘过程中要保证铲斗靠近车厢的前提下保证不会与车厢发生碰撞, 司机下车时切记将机器熄火。

(4) 管道吊装是要保证施工场地的平坦, 起重机吊装的范围内不可以有障碍物的存在, 以免影响吊装;在起重机的吊装过程中派经验丰富的人员配合施工, 起重机的操作人员要求熟悉起重机的操作流程和细节;同时要加强施工现场管理, 起重机工作范围内不可以有人员通过。

三、污水管道中的降水技术

降水技术是深基坑的施工过程中比较核心和关键的技术, 在复杂地层中, 很难处理, 主要原因是影响它的方面太多, 机动性太强。土质性质不一, 在不同的施工环境中要采用不同的方法解决。如果在施工过程中降水技术做的不好, 将会造成重大的经济损失甚至人的生命安全。

1. 高压旋喷桩止水帷幕的具体施工流程

旋喷桩的施工过程一般都要先经过钻机引孔, 然后再利用高压泵通过特殊喷嘴将水泥浆喷入土层, 喷嘴在水泥浆的注射过程中要一边旋转一边上升, 通过高压喷嘴对土层的切削使得切削掉的土壤与水泥浆相互混合。在有的特殊地质还要采用二重管喷法, 二重管喷法要将水泥浆和空气同时压入, 从而实现水泥浆与土体颗粒相互置换的作用。

(1) 钻机放在土质坚固的部位, 保证在施工过程中钻机不会活动, 钻孔过程中尽量减少偏差, 最大的偏差范围不能超过5 cm。

(2) 通过钻孔可以使得注浆管能够插入到计划位置, 为了避免在注浆管下管过程中喷嘴被泥沙等阻塞, 可以用胶带对喷嘴进行封闭。

(3) 注浆材料要根据地层的性质进行选取, 本次施工中旋喷桩止水帷幕就采用普通硅酸盐水泥作为注浆材料, 水灰比为0.6。

(4) 在注浆管到达预订位置后, 要先用清水进行施压, 如果设备能够安全的正常运行, 则可以开始进行注浆作业。

(5) 注浆过程要自下而上依次进行, 同时对于浆液的凝固时间和注浆速度、流量等都要严格的符合规定要求, 为了使加固范围变大, 可以提高喷射压力;在喷浆过程中注浆管的提升和旋转速度要根据不同的土质进行改变, 如果不进行调整将会浪费施工材料, 效果也会变得不好。

(6) 喷浆完成到预计高度之后, 喷浆施工结束, 将浆液填充到注浆孔中, 对多余的浆液进行清除, 并及时的将喷浆管及时的拔出, 以免水泥浆凝固使得喷管难以拔出。

(7) 喷管拔出后要及时的对注浆设备进行清洗。

2. 高压旋喷桩止水帷幕的施工注意事项

(1) 钻进施工之前要先进行位置矫正, 保证钻杆与旋喷桩的位置相互吻合, 偏差不可超过10 mm。

(2) 旋喷桩施工之前要根据工程中土质、喷桩要求等确定旋喷速度、提升速度、喷嘴直径等。

(3) 水泥浆的旋喷过程中, 浆液的析水作用往往会导致收缩现象的出现, 后期要采用静压注浆的办法对桩体进行补强。

(4) 旋喷桩施工时要严格的按照以下施工要求进行施工

(1) 高压旋喷桩施工时要根据实际的地质状况和施工现场试验对喷浆过程进行设计和调整, 通过对此过程的严格控制以保证旋喷桩体的质量。

(2) 施工中钻孔的位置要保证上下偏差小于0.5%, 桩位的偏差也要严格的控制在50 mm之内。

(3) 浆液的喷射压力要及时的根据喷浆深度和地质进行针对性的调整, 而且提升速度对于喷浆成桩的桩体直径有着很大的影响。

3. 高压旋喷桩止水帷幕的安全措施

由于旋喷施工过程中主要采用高压喷射的方式进行, 所以安全措施要引起足够重视, 具体有以下几个方面。

(1) 对于高压泥浆泵要及时的清洗和检查, 保证泥浆泵的各个密封圈没有泄露现象, 同时以免旋喷泵中有残渣存在而影响施工旋喷。

(2) 对于设备上的压力表要定期维护、检查, 保证在施工过程中高压喷浆设备的压力为真实值, 以免压力过高发生危险。

(3) 在施工过程中对于设备问题要及时解决, 停泵停机进行检查, 不可在设备故障期进行正常施工。

四、结语

在河道漫滩区铺设污水管道, 降水技术是一项关键所在, 需要加强对基坑周边沉降的观测。由于在近水区段设置了悬挂式止水帷幕, 沉降会较封闭式止水帷幕技术所产生的影响偏大, 故而需对预期沉降采取一定的技术措施以控制沉降量, 如调整抽水井数量及抽水量。

参考文献

[1]李卓.高等级公路施工准备阶段的测量工作[J].四川建材, 2008 (12) .

深基坑支护技术论文 篇5

摘要：这些年，我国经济大幅度发展。在城市化建设进程中，由于我国人口增加，且大量农村人民往城市涌入，大量高层、超高层建筑及城市轨道交通建设应召而生，相关地下工程与日俱增。在此基础上，我们国内对深基坑工程的要求越来越高，使得深基坑支护成为了关键的施工过程。本研究简要介绍了深基坑支护技术的现状及特点，笔者举例讲述了几种深基坑支护技术在建筑工程中的应用，由此希望增加人们对深基坑支护技术的了解。

关键词：深基坑工程;深基坑支护技术

我国作为世界第一人口大国，土地面积却排行第三，且地形多变，可利用土地面积较少。随着科技不断进步，人口不断增长，人们对地下空间的开发利用的愿望越来越强烈。在这样的情况下，我们开始逐渐认识到深基坑支护技术的重要性，并且希望进一步了解和提升深基坑支护技术的水平。而同时深基坑支护技术也是高层、超高层建筑是否能够伫立不倒的决定因素之一，对此的研究刻不容缓。

1.深基坑支护技术的基本情况

1.1深基坑支护技术的发展

20世纪80年代，深基坑工程才开始在我国出现，它是一个综合性很强的复杂工程系统，而深基坑支护技术是深基坑工程能否顺利施工的关键影响因素。深基坑支护其实是一种对深基坑侧壁及周边环境进行加固、防护的一道措施，主要作用是保障施工过程的安全。20世纪90年代，我国经济高速发展，城市化进程加快，城市用地紧张，因此高层、超高层建筑及地下空间工程的建设应运而生，且人们对它们的需求扩张极快，而深基坑工程是其建设的必要工序，保障施工过程安全的深基坑支护技术显得尤为重要。而由于建筑场地的限制，深基坑工程的限制因素也增加了很多，且越来越复杂，对深基坑支护的施工水平要求也越高，目前支护技术的种类发展的比较多，但是仍有很大的进步空间。

1.2深基坑支护技术的特点

深基坑支护结构是临时性工程，在进行其建设之前，需要多方考察，多方验证，多方监督才可以正式开始进行，并且建设过程中也要进行跟踪监督，以保证工程的质量和安全性。且由于城镇人口增长迅速，深基坑工程建设一般处于建筑物密集，人口密度大，交通要道复杂，地上与地下管道线路密集且交错分布的区域，施工背景十分复杂，也因如此，目前高层、超高层建筑的地下空间已发展至3-4层，基坑挖得越来越深，这也就说明深基坑支护技术实行的难度在不断攀升。值得庆幸的是，由于科技的不断发展，施工技术水平提高，目前可使用的深基坑支护技术种类在不断增加，朝着多样化发展，如排桩、混凝土灌注桩等。值得注意的是，深基坑支护技术一旦失效，所造成的后果一般十分严重，可导致巨大的财产和人身安全损失。

2.几种常见的深基坑技术

2.1锚杆支护技术

锚杆支护技术就是采用主动形式加强深基坑施工中岩土的稳定和加固，具体施工过程中主要应用锚杆进行加固。施工的时候将锚杆的一头插入到岩土中，另一端则与支护体系连接，同时不能忽略合适预应力的施加，可以保证并提高基坑的稳定性，对增强支护工程的效果有很大作用。并且由于该技术的环境适应范围非常广，基本可以忽略基坑深度的限制，且锚杆支护技术能同其他支护体系联合使用，从而使工程的安全性和稳定性更强。虽然锚杆支护技术有着诸多好处，但是其有一个缺陷便是不能在有机质较多的土中使用。锚杆支护技术在施工过程中需要注意的事情颇多，施工人员应严格按照施工计划确定好锚杆的位置和使用情况，以保证锚杆能够随时应用。而且施工之前要仔细检查锚杆的质量，施工过程中定时检查锚杆的状态，这样只要发现锚杆的状态有异，就可以马上找出解决方案，但是要注意的是确认好锚杆的状态万无一失后才能继续进行施工，并且钻孔的时候一定要确认好钻孔的`深度。注浆时需要保证浆水中无明显的杂物，确定好材料的比例，以保证浆水的纯净，从而使搅拌功能得到充分发挥。在进行隐藏工程施工的时候施工技术人员要充分做好记录，这样在以后的工程维修时才有记录可查，从而进行正确修复。土层锚杆施工是深基坑支护施工的重点，对建筑物的质量影响举重若轻。进行土层锚杆施工要充分的考查好地质特点，进行细致分析后制定好施工计划，施工时施工人员要熟练操作和应用土层锚杆技术，选择恰当的锚杆投入到施工建设中。

2.2土钉支护技术

土钉支护技术是在分层分段开挖与施工的前提条件下，由喷射的混凝土面层、设置于基坑侧壁土体中斜向的土钉、被加固的土体结构等几部分构成，从而形成一个具有复合的、自稳的挡土稳定结构，从而对原位土体进行加固的技术。最大限度的保障了建筑深基坑工程中边坡的稳定性。土钉支护技术的施工流程包括钻孔、插筋、注浆等过程，最终形成一面坚固的类似于重力墙的土体。这一种支护结构，是利用土体与土钉的相互作用来确保支护结构的稳定性，来保证施工可以在预期的效果中进行。土钉与土质关联比较大，它比较适用于地质条件较好且在地面水位之上的无粘性土、粘性土和粉土中，常被应用于施工开挖面积比较大并且周边的建筑对土地沉降和土地位移要求不高的情况，对于地质条件较差，含水度较高的土，土钉支护技术无法发挥效果。也因此，施工过程中要求土钉的拉力一定要达到一定水平。土钉支护技术施工过程中需要十分注意监督，工程与监督一体。施工前，所有用料需经过检验，确认好质量与完好无损。施工过程中，需要控制好钻机⑹，保证钻机的速度在一定的范围之内，土钉在插入时也许确定好位置，不可盲目进行，避免出现失误。同时，要严格监控注浆的流程进行，掌握好灌注浆的比例和添加剂用量，确保搅拌均匀，使用于注浆的机器和管道处于最佳状态，并检查好注浆参数，以保证工程施工的质量。土钉支护方式施工工序简单，速度快，成本低，在使用过程中只要对施工状态进行实时观测，及时进行调整，就可以取得良好效果，现今在我国的工程施工中已经得到了较为广泛的应用。

2.3深层搅拌桩支护技术

深层搅拌桩支护是重力式支护结构，一般使用石灰或水泥作为固化剂，采用特殊的搅拌机械进行搅拌，将软土和固化剂在地基深处强行结合在一起，通过软土和固化剂之间产生的一系列物理化学反应使软土逐渐硬化成为一个整性强的桩体，形成一个强度、水稳性、整体性等性能指标达到标准的可隔水的屏障，从而保护地下结构。一般情况下，桩体采用得比较多的是格栅式、多排桩施工组合作为支护。深层搅拌桩支护技术的长处是由于坑内无支撑，有利于使用机械进行快速挖土，挡住土并且防渗透，具有良好的经济效益，适用于不太深的基坑，如二、三级基坑且深度不超过7m;短处是墙体厚度太大，比较容易受周围环境限制。深层搅拌桩支护技术最适合用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土地基。施工过程中，深层搅拌桩支护技术相对于其他支护技术的优点为：其施工工艺最大限度的利用了原土，可视情况对固化剂进行选择，操作要求简单，并且施工人员操作起来较为简便。并且对于施工现场周围建筑的影响较少，可在居民区进行施工。同时在施工过程中，不会对周围环境产生较大的污染，也不会对下卧层的土壤产生较大的附加应力。

3.结语

深基坑开挖工程中监测技术的应用 篇6

摘要：国家规定，在建筑工程开始前，开挖深度不少于五米或者地下层数不小于三层，或者深度不超过五米，但周围地质环境复杂，地下管道多不易挖掘的工程称为深基坑开挖工程，岩土监测技术在深基坑开挖工程中占有着很重要的位置，为深基坑开挖工程的开始奠定了基础，为工程的安全性，准确性以及工程的施工速度提供了保障。

关键词：岩土监测；深基坑开挖；开挖方式；监测方案

引言

随着国内高楼大厦的拔地而起，许多人对高层建筑的安全性产生了怀疑，不论是地震还是台风，高层建筑在经历这些自然灾害时都让人们觉得有一些岌岌可危，那么，一个建筑的安全性大部分取决于它的地基稳不稳，而地基的稳定程度又取决于在深基坑开挖工程中是否将工作进行的有条不紊，而岩土监测技术为深基坑开挖工程所提供的数据和岩土资料是整个建设工程中必不可少的一步。有了这个数据，在保证工程完成时间的情况下，对建筑的安全性也会有很好的保障。

一、岩土监测技术的应用

岩土监测技术在国内多方面的被应用到建筑领域中，无论建筑工程规模的大小，它都在其中发挥着重要的作用。随着科学技术的突飞猛进和人类文明的不断发展，岩土监测在建筑工程中慢慢占据了主导地位，无论是高楼大厦还是修筑铁路桥梁，都需要岩土监测人员不断的对土体本身的性质进行着观测，数据的变化直接影响到工程的进度和安全性，不能出一点差错。

岩土监测技术为深基坑开挖提供了数据参考、工作指导和工作安排。正确的数据资料可以为开挖工程节省大量的时间和工期，在保證安全的情况下，使可以应用的资源尽量的最大化。

二、深基坑开挖方式

深基坑开挖方式的选取大多数要看岩土监测人员为其提供的数据资料和岩土成分，通过对监测成果进行分析和比对，选取较为适合的开挖方式。

2.1无支护放坡开挖

如果岩土监测数据体现出的岩土相对密集，放坡开挖是一个比较方便，不需要支护支撑且为期较短的开挖方式，适用于场地开阔，可供施工作业的空间宽余，周围无建筑以及其它工事影响，并且需要有一个空旷处可提供开挖用的场地。

2.1.1合理的坡度

开挖的斜面高度应该考虑施工的安全和方便，斜面太高对于施工作业是容易完成且速度较快，但是对施工人员的安全性做不到充分的保证，高斜面作业容易让施工人员产生高空作业的感觉，不利于施工。斜面太低在固定的时间内对工程量的要求非常大，不利于限期任务。所以，选择合理坡度的斜面，能够缩短工期，并且保证安全。

2.1.2恰当的排水设施

不管是什么高度，都应该考虑的问题就是排水问题，如果不能选用正确的排水设施，无论多好的工程都无法保证长时间不会发生变形。根据岩土的渗透系数可以对深井泵进行合理的应用，采用人工降雨的方法进行测试，直到满足工程需要为止，如表一。

表一 渗透系数和降水方法的关系

井点分类渗透系数（cm/s）土层类别

轻型井点10^-3～10^-6砂质粉土、粘质粉砂、粉砂，

含薄层粉砂的粉质粘土

喷射井点10^-3～10^-6砂质粉土、粘质粉砂、粉砂，

含薄层粉砂的粉质粘土

电渗井点<10^-6黏土、粉质粘土

深井井点>10^-4砂质粉土、粉砂，含薄层粉砂的粉质粘土

表二 挖土深度和降水方法的关系

挖土

深度（m）土名

粉质粘土、粉土粉砂细砂、中砂粗砂、

砾石大砾石、粗卵石

（含有砂砾）

<5单层井点

（真空法、电渗法）单层普通井点1、井点 2、表面排水

3、用离心泵自竖井内排水

1～12

12～20多层井点、喷射井点

（真空法、电渗法）多层井点

喷射井点

>20 深井或管井

在进行排水工程设置的时候，根据挖掘深度的不同，来对排水方法进行筛选。如表二。

2.2有支护开挖

在某些狭窄、不利于进行大规模的挖掘的地形中，采用有支护开挖方式是相对比较安全和方便的，有支护开挖和放坡开挖相比较而言，前者比较麻烦，但是施工的安全性更好。岩土工程监测人员首先对岩土的成分进行分析，进而对岩土的密度和地下地层的情况做出一个明确的资料提供给施工队，在施工队进行开挖过程中，监测人员应该时时刻刻的对地下新地层的岩土成分进行观测，不能放松，一旦发现与自己预测的情况有所不同，应该立即停下施工作业，重新选取土样进行研究，不要盲目的进行作业，以免造成安全事故和隐患。

在深度很大的多层地下室进行开挖时，应该提前对室内的墙壁上打下支护，防止墙面坍塌，导致整体坍塌的大型事故。岩土检测人员应该在施工过程中不断的对周围岩土进行实验检测，如果岩土成分发生改变，则应该选取合理的支护位置，从下到上依次逆方向做支护，从地下依次向上进行施工，直到工程结束，这种支护开挖方式成为逆作法。

三、监测方案

3.1监测目的

在深基坑工程中，由于距离地面深度过大，因此，要想在有限的时间内在地下完成开挖任务，必须要求岩土监测人员时时刻刻进行监测，不只是监测土壤的成分质量，还要对地下构造和没有看见的地下成分进行预测和分析，对施工过程进行安排和指导。

表三 内摩擦角由a提升到b

土质稍湿的很湿的饱和的重度r（kN/m?）

ababab稍湿的很湿的饱和的

软的黏土及粉质黏土24°40°22°27°20°20°1.51.71.8

塑性的黏土及粉质黏土27°40°26°30°25°25°1.61.71.9

半硬的黏土及粉质黏土30°45°26°30°25°25°1.81.81.9

硬黏土30°50°32°38°33°33°1.91.92.0

淤泥16°35°14°20°15°15°1.61.71.8

腐植土35°40°35°35°33°33°1.51.61.7

表四 支护的构造形式和特点

名称构造形式特点

板桩挡墙系由钢板桩、钢筋混凝土板桩、主桩横挡板峰组成的竖直墙体。有一定的防渗作用，能起到临时维持基坑稳定的结构物。

柱列式挡墙把单个桩体并排连接起来形成的构造。方便简单，易于拆卸。

自立式水泥土挡墙将水泥或石灰做成的固化剂，利用特殊钻头或搅拌头带入地下。利用固化剂使地基土强行拌和，行程加固土桩体。

地下连续墙沿着深基坑周边导墙分段挖槽，浇筑混泥土并连续开挖浇筑混凝土，行程连续墙。承担大量压力，防止对其他建筑物产生影响，可以将上部结构的河外传到地基特力层。

组合式支护采用钻孔桩、沉管桩、搅拌桩、旋喷桩等组合成复合式支护构造。可以根据建筑物和周围环境的特点进行不同的组合。

沉井混凝土做成的筒形结构，施工时从井筒中挖土，使其失去支撑下沉。作为支撑护壁，又可以作为永久性基础。

3.2监测方式

3.2.1深基坑坑壁

深基坑开挖支护技术 篇7

随着对土地资源利用的日益提高, 给建筑配套工程留用的土地空间往往是很狭小的, 加之对环境保护意识的增强, 这些都给工程的施工带来很大的困难。对深基坑施工而言, 当施工界线受限时只能采取直坡开挖, 这就对基坑的支护强度要求很高, 采取安全合理的支护措施是整个工程的重中之重。

2 深基坑的特点

基坑工程的支护体系是临时结构, 安全储备较小, 具有较大的风险性, 在地下工程施工完成后就不再需要。主要内容包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖, 它是一项综合性很强的系统工程, 具有很强的区域性各个性, 并具有较强的时空效应和环境效应。不同的地基中基坑工程差异性很大, 同一城市不同区域也有差异。有时保护相邻建 (构) 筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。

3 深基坑支护工程主要内容及施工要点

深基坑施工的主要内容包括基坑的支护结构、围护止水结构、基坑降水、基坑开挖及变形监测。

3.1 熟悉基坑支护结构

基坑支护结构经常采用交替排布的C30混凝土灌注桩以及冠梁结构。钻孔灌注桩的表层土采用人工挖孔, 埋设护筒隔离;以下地层采用正循环回转钻进成孔;泥浆护壁、排渣、两次清孔;导管法灌注水下混凝土成桩。灌注桩施工采用跳打。灌注桩对基坑起支护作用, 随基坑的深度不同灌注桩的长度和桩径也随之变化, 这样即保证了基坑的稳定又减少了经济成本支出。

支撑结构是保证基坑开挖和主体结构施工安全、控制基坑收敛和位移的有效措施。支撑施工各道工序进行全面检查验收, 特别是钢筋原材、制作安装及混凝土施工质量进行全面检查。冠梁、支撑达到设计强度的100%后方可进行基坑开挖。

3.2 熟悉基坑的止水结构

为防止基坑渗水, 在灌注桩的外侧通常布设一周闭合的水泥搅拌桩, 桩内互相咬合, 水泥浆通常采用42.5R普硅水泥, 水泥浆水灰比为0.5~0.55, 水泥参量不小于15%。水泥搅拌桩多采取两喷两搅的方式进行搅拌。搅拌桩对基坑主要是起到防止基坑周围的土壤层系水从基坑渗出, 造成土体颗粒的流失而最终使基坑周边土体失稳。

3.3 基坑降水

采用灌注桩和水泥搅拌桩围护结构将基坑进行有效封闭, 土方开挖前需要分区、分层降水、排水。基坑降水常常采用大口井、集水井和排水盲沟相结合。降水的作用主要是阻截基坑坡面及基底的渗水、增加边坡的稳定性、防止基底的隆起与破坏、为挖槽施工创造良好的施工环境。

3.4 基坑开挖

基坑土方开挖需要在围护结构及冠梁、支撑结构达到设计强度要求、基坑降水达到预定标高、监测数据合格齐备后开始。土方开挖需遵循分步、均匀开挖原则。通常沿基坑轴线自中间向两边开挖。在沿围护结构侧边设置排水沟、集水井, 抽排基坑明水。基坑土方开挖到设计标高后即开始进行混凝土垫层浇筑, 以抵抗基底隆起变形, 并形成底层支撑, 降低基坑围护结构变形速率。

4 深基坑施工中的常遇问题及防治处理方法

4.1 对地表沉降的常见问题及处理

针对具体的工程地质情况, 在施工过程中采取措施控制沉降:首先应建立地面沉降观测点, 在开挖前取得初始数据, 并将所有的监测点清晰地标在总平面图上;在开挖时对测量结果进行整理, 以获得开挖参数与沉降点关系, 以便在施工中调整各项参数;地面沉降变化值较大时, 加密观测时间间隔和主要人员现场值班是非常重要的;如发生大沉降时, 除加强基坑内支撑外, 还应于沉降部位打设小导管并用压注水泥浆, 加强地基承载力。

4.2 对管线的常见问题及处理

1) 施工前应调查所有与施工有关联的管线, 着重查明管线种类、规格、埋深、材质、接头形式、节长和管线基础等资料, 并做好标记。及时制定各种类型的管线保护措施, 上报监理、业主审批, 并与管线产权单位及时沟通, 确保管线在施工时万无一失。

2) 施工前将管线进行断面探挖, 对施工人员做好技术交底, 使施工人员清楚明了。各种机械设备施工时, 项目经理部管线人员要跟班作业, 现场指挥, 严禁野蛮施工。做好监控量测, 每天对管线进行观测, 发现异常现象及时处理。

3) 建立严格的事故上报制度, 施工人员在管线出现损坏, 要在及时上报管线管理人员项目经理、监理、业主、管线管理单位及保险单位, 力争在最短时间内让管线管理单位了解现场情况, 及时采取措施, 减少损失。事故发生后, 要及时拍照, 保留最原始的详细资料, 总结经验, 明确责任。

4.3 围护结构引发的常见问题及处理

在基坑开挖施工过程中, 由于施工不当, 围护结构的强度不足, 入土深度不足及围护结构的渗漏, 会导致围护结构破坏或变形过大、基坑整体滑移、基底土体的管涌和隆起破坏、墙后土体的流失, 并导致周围建筑物、道路、地下管线破坏。

1) 设计中未考虑的荷载不适当的加在围护结构顶部会引起侧压力增大, 因此严禁在基坑影响范围内堆放弃土或别的材料, 严禁重型机械设备在坑边作业。施工时基底超挖会扰动基底引起土的侧压力增加, 基坑变形过大, 因此土方开挖时必须预留20~30cm人工清理, 严禁机械超挖而扰动原状土;开挖时如果出现桩间漏土的情况, 要采取挂钢筋网片喷射素混凝土等措施进行防治。

2) 如果止水帷幕存在质量问题, 就可能存在透水通道, 引起基坑墙后水土的流失。因此施工过程中要严格按规范进行操作, 保证止水帷幕质量;如有局部渗漏, 需及时封堵, 封堵效果不理想时, 可在外侧加设高压旋喷桩止水堵漏。

4.4 支撑体系引发的常见问题及处理

支撑与冠梁的连接部位、冠梁与围护结构的连接部位是强度上的薄弱点, 因此它们的钢筋锚固长度、混凝土连接必须满足设计及规范要求。由于支撑自重及其上的压重会产生荷载过大, 容易引发险情, 因此支撑上严禁行人及加载。同时, 土方开挖必须遵循先支撑后开挖的原则, 否则会导致局部塌方或整体稳定的破坏。

同时要做好基坑监测, 每天监测数据及时反馈, 及时分析, 发现异常及时采取措施。如果基坑变形超预警值, 应立即停止开挖, 进行钢梁支撑, 变形过大时应进行回填处理, 待结构稳定后与业主、设计单位、监理单位重新制定开挖方案。

4.5 对土方开挖的常见问题及处理

1) 开挖前做好现场管线的调查, 弄清管线的位置, 类型, 型号, 规格及走向, 并做好标识, 做好保护, 防止机械开挖时损坏管线。并且应在开挖前合理降水, 保证基坑内水位在基底以下0.5m, 开挖时保持基坑中间高, 两侧低, 且坡度不小于2%, 并临时在基坑底部两侧设排水沟, 在合理位置设置集水井, 一旦发生积水及时排除。

2) 施工过程中, 如果出现一般塌方, 要立即向项目经理及驻地监理汇报, 采取应急措施, 闲杂人员立即撤离施工现场, 抢险物资迅速到位, 同现场监理进行原因分析, 确定处理方案。当塌方段有渗水时, 可采用塑料管对渗水进行引流处理, 防止渗水软化塌方土体, 引起连续塌方事故。

当重大塌方发生后, 立即向项目经理、监理单位、业主报告, 采取应急措施, 防止事态进一步扩大。会同业主及设计单位进行原因分析, 提出处理方案。塌方处理全过程, 抢险人员随时观察塌方情况, 防止塌方伤人。立即组织向事故现场调配所备用的抢险机械设备、抢险物资及人员, 以配合专业队伍进行抢险工作。当险情危及重大设备及人生安全时, 人员、设备尽快撤离危险区。在事故发生时, 所有人员、物资和车辆听凭应急救援领导小组的调遣指挥, 尽可能的将损失降低到最小程度。

3) 由于降水过度引起路面塌陷及开裂、管线变形及断裂、应停止附近降水井的抽排, 立即封闭道路, 疏散附近道路行人及车辆, 从施工现场取土对事故路面进行回填处理, 并及时恢复附近交通。通知管线单位对事故现场附近管线进行排查, 发现管线断、裂等情况, 立即进行处理。

5 结论

深基坑开挖支护技术 篇8

京沪高速铁路三标荆河特大桥位于山东省滕州市境内,桥梁全长11.445 km,孔跨布置20×24双线简支箱梁、328×32双线简支箱梁、2-(32+48+32)双线连续箱梁。全桥墩台基础设计全部为钻孔桩基础,直径1.0 m,1 422根;直径1.25 m,1 538根;直径1.50 m,108根;全桥桩长总合计142 125.32 m。

2 水中墩基坑地质及地下水位

荆河特大桥266号、267号、268号墩位于荆河主河道河床。荆河主河道常年流水,为了农田灌溉上游的马河水库开闸放水,水位上涨主河道河床淹没。基坑地质结构为:原地面以下1.95 m为黏土,其下1.95 m～20.5 m为细砂、中砂层,厚约为18.55 m,细砂、中砂层以下为石灰岩层。地下水埋深1.50 m～2.0 m。地下水主要由主河道流水补给,地下水量大,采用大功率、大流量抽水机不能抽干基坑内的水。

3 薄壁沉井结构施工图

薄壁沉井结构施工图见图1。

4 水中墩施工难点

荆河特大桥266号、267号、268号墩位于荆河主河道中,桥墩基坑开挖深度为6.0 m。基坑土方开挖量大,地下水位高、水量大,基坑砂层松散,稳定性极差,极易坍塌。水中墩基坑防水、隔水,防止基坑坍塌,确保施工人员安全,是本桥水中墩深基坑施工防范的重点。水中墩深基坑开挖支护是本桥下部结构施工的难点工程。荆河特大桥水中墩距左侧施工便道约为3.0 m,距右侧农田约为4.0 m,因受场地狭窄条件的限制,不能采用放坡大开挖。加之地下水位高、地下水补给量大,中粗砂层透水性大,易产生涌流、塌陷。经过反复的施工技术方案比选,荆河特大桥266号、267号、268号墩承台基础深基坑,采用薄壁沉井支护不排水法施工。

5 桥墩深基坑薄壁沉井施工方法

5.1 薄壁沉井基本结构

薄壁沉井为C25钢筋混凝土,薄壁沉井壁厚40 cm,总高度为6.0 m,分两节现浇、两节下沉,每节高度3.0 m。为减小刃脚的阻力,不设置刃脚踏面。采用厚度10 mm钢板,按角度45°全包裹焊接,采用水下爆破法清除薄壁沉井刃脚障碍物时,保护刃脚不受损坏。薄壁沉井尺寸顺桥和横桥方向长宽按承台设计尺寸各加宽2.0 m,确保在薄壁沉井内有足够作业空间。

5.2 薄壁沉井基底处理

采用挖掘机进行挖土,人工配合修坡及平整坑底。在薄壁沉井现浇施工前,根据设计要求井体四周刃脚处采用C10砂浆,层厚0.3 m,宽不少于1.5 m,进行基底硬化处理。采用平板振动器振捣夯实,表面应平整压光。并测量放样出桥墩纵横轴承线及薄壁沉井边线,绑扎钢筋安装模板。薄壁沉井为C25钢筋混凝土,薄壁沉井底部设刃脚以利沉井在自重作用下下沉。

5.3 薄壁沉井刃脚及井壁制作

5.3.1 钢筋工程

钢筋在加工厂成型,现场绑扎,井壁竖筋按薄壁沉井分节高度一次性绑好,水平筋分段绑扎,井壁钢筋骨架水平、竖向钢筋ϕ=16,@125 mm,第一节与第二节墙体连接处预留连接钢筋,钢筋接头采用绑扎接头。

5.3.2 模板工程

薄壁沉井模板采用竹胶板作为模板面板,肋板采用12 cm×12 cm、间距40 cm木条作为肋板,模板采用面积不小于2.0 m2大块竹胶板,模板立柱及支撑采用钢管脚手架支撑。薄壁沉井外壁做成垂直形的,直墙薄壁沉井下沉容易控制,且接高薄壁沉井也简单,模板能多次倒用。

5.3.3 混凝土工程

薄壁沉井采用C25混凝土,在对钢筋模板进行验收合格后浇筑混凝土。浇筑刃脚、井壁混凝土时要注意浇筑顺序,每层30 cm,将沿薄壁沉井周长等间距振捣浇筑。保证对称均匀下料,防止一侧受压而使模板产生位移、变形。振捣器应避免碰撞钢筋、模板,要快插慢拔。每一振点的振捣时间应使混凝土表面呈现浮浆和不再下沉。 在混凝土浇筑过程中,应经常观察模板、支架,当发现问题时及时采取措施处理。

5.3.4 施工缝设置及处理

水平施工缝的选择及处理,薄壁沉井整个高度6 m左右,第一节薄壁沉井与第二节薄壁沉井井壁连接处设一道施工缝。施工缝选择在薄壁沉井第一节浇筑高度为3 m处,该处混凝土应确保密实平整,无高低起伏,混凝土后期接面要打凿清理。

6 薄壁沉井下沉

6.1 沉前准备

薄壁沉井第一节浇筑完成后,将所有模板拆除干净,拉杆螺栓从根部切割干净用1∶2水泥砂浆粉平压光,井壁预埋钢筋向上理顺,清除薄壁沉井内砂浆垫层及所有杂物,以预防杂物阻碍薄壁沉井下沉。

6.2 薄壁沉井下沉出土方法

在刃脚处混凝土和上部混凝土达到设计强度的100%后,开始薄壁沉井下沉出土,薄壁沉井内地下水位以上土方采用人工开挖。

薄壁沉井地下水位以下土方采用一台臂长18.5 m的长臂挖掘机和一台小型抽砂船抽吸出土的方法,开挖时挖掘机位于薄壁沉井的四周开挖。薄壁沉井内长臂挖掘机能挖到的部位采用挖掘机挖掘出土,长臂挖掘机挖不到的部位采用抽砂船抽吸水下的泥砂。第一节下沉到设计位置后,再进行第二节薄壁沉井浇筑施工。

7 薄壁沉井下沉倾斜、下沉困难主要原因及技术处理措施

7.1 薄壁沉井下沉倾斜

薄壁沉井内土石开挖的不均匀性、不连续性,未能沿薄壁沉井内壁连续均匀开挖,使井内土面高低悬殊导致薄壁沉井内壁围岩摩擦力不同,发生薄壁沉井倾斜;要求薄壁沉井内土石开挖均匀、连续,沿薄壁沉井内壁均匀连续开挖,薄壁沉井内土石面尽量保持在同一水平面上,保证薄壁沉井内壁围岩摩擦力相同。每次取土深度为30 cm～40 cm,薄壁沉井内出土要均匀对称开挖,先中央后周边,薄壁沉井土方高差要控制在1.0 m,刃脚下方的土体一定要控制好。

7.2 薄壁沉井突沉倾斜

脚下掏空过多,使薄壁沉井不均匀突然下沉;稳定好井壁外圈的土体,对井壁外圈流失的土体要及时回填。随着薄壁沉井下沉的增加,井壁总摩阻力增加,下沉困难,所以要根据薄壁沉井下沉深度的不同,分别采取将薄壁沉井刃脚下方的土挖空,挖空多少要根据施工情况,薄壁沉井顶面高程偏差来确定。以保证薄壁沉井在下沉过程中,不出现倾斜。

7.3 薄壁沉井下沉遇到障碍物

薄壁沉井刃脚遇到孤石、埋设物搁住或其他物体阻挡,导致薄壁沉井倾斜;探明孤石或其他物体的位置、大小、类型,根据障碍物的性质、大小、位置等情况决定处理方法。刃脚下如遇小孤石,可将四周土掏空取出。较大的孤石或大块破损圬工等,可用风动工具,或水下爆破成小块取出。

7.4 薄壁沉井下沉纠偏法

偏挖土纠偏法是薄壁沉井在下沉过程发生倾斜,停止开挖低倾斜面处的泥砂,增加在薄壁沉井低的一侧的阻力,开挖高倾斜面处的泥砂,以减少刃脚下的正面阻力,进行薄壁沉井倾斜纠偏。也可同时在薄壁沉井高倾斜面进行加载配重,进行薄壁沉井倾斜纠偏,使偏差在下沉过程中逐步纠正。

8 薄壁沉井封底

本桥水中墩薄壁沉井封底采用混凝土输送泵车进行水下混凝土灌注封底,输送泵混凝土车输送管的出口距薄壁沉井基底面高度控制在30 cm～50 cm,水下混凝土灌注时应不间断地测量混凝土灌注厚度,防止超灌或欠灌。当一点位的混凝土厚度达到要求后,移动输送泵混凝土输送管口至下一点位灌注水下混凝土,要严格保证移动的间距小于水下混凝土的扩展度(混凝土的流动半径),以确保封底水下混凝土的相互搭接,形成封底混凝土的整体性,防止水下混凝土封底存在不连续和封底漏洞。薄壁沉井封底混凝土达到一定强度后,用水泵将薄壁沉井内的水抽干,然后用人工清除薄壁沉井内的淤泥、部分离析混凝土以及顶面浮浆,整平薄壁沉井底面然后进行下道工序施工。

9结语

京沪高速铁路三标荆河特大桥(266号～268号)三个河中墩施工及十字河特大桥(17号～20号)四个水中墩施工,采用薄壁沉井支护深基坑施工技术,薄壁沉井封底后无渗水和漏水现象,薄壁沉井内承台施工始终处在无水状态下施工,既方便施工人员的操作,又确保了施工质量,整个施工过程快速、安全、高效,达到了预期的施工效果,取得了较好的经济效益,并为今后类似的深基坑开挖施工积累了宝贵施工经验和一手资料。

摘要：结合京沪高速铁路三标荆河特大桥河中墩深基坑开挖施工实例,介绍了深基坑开挖薄壁沉井防护施工技术,具体阐述了水中墩施工难点,薄壁沉井的特点,具体施工方法及事故处理措施等,为同类工程积累了宝贵的施工经验。

关键词：深基坑,支护,薄壁沉井,封底

参考文献

[1]葛春辉.钢筋混凝土薄壁沉井结构设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[2]段良策,殷奇.薄壁沉井设计与施工[M].上海:同济大学出版社,2006.

深基坑支护与土方开挖 篇9

1.1 基坑开挖的时空效应

在实际工程中会常常遇到这种现象:在基坑开挖过程中, 当某个阶段的施工需要暂停一段时间时, 基坑围护墙体和周边地层的变形没有停止, 而是继续变形直到稳定, 这就是基坑开挖的时间效应。同时, 这种变形还与开挖的空间几何尺寸和围护墙无支撑暴露面积、是否均衡开挖有很大的关系, 这就是基坑开挖中的空间效应。深基坑工程在具体施工中要考虑到这个时空效应, 开挖施工参数和施工顺序的确定要满足下面的要求:

(1) 尽量使开挖过程中的土体扰动范围变小, 采用分层分块开挖模式能限制围护墙体的变形和周围土体的沉降。

(2) 尽可能的缩短基坑开挖卸载后无支撑暴露时间。对于一、二级基坑, 当每一工况下挖到了设计标高后, 钢支撑的安装周期最好不要超过一整天, 钢筋混凝土支撑的完成时间不要超过两天。

(3) 遵循对称开挖的基本原则, 保持基坑受力均衡。

(4) 要挖掘土体自身在开挖过程中能够控制位移的潜力, 这样可以节省成本解决基坑工程中稳定与变形的相关问题。

1.2 先撑后挖, 严禁超挖

基坑开挖实施的工况要严格按照设计方案来, 当开挖达到支撑设计标高处时, 应该及时开槽制作安装支撑, 只有等支撑满足设计要求后才能继续进行挖土工作的实施。之前时空效应已经讲到, 围护结构的变形大小与无支撑暴露面积的大小和时间长短有关, 因此, 要严格按照基坑工程设计方案进行开挖施工, 先撑后挖, 及时加撑, 这样才能防止基坑墙体变形和地面位移沉降。

1.3 防止边坡失稳

挖土速度快, 那么卸载速度也快, 这样就很迅速的改变了原来土体的平衡状态, 使土体的抗剪强度大大降低, 而现实中呈流塑状态的软土极易产生水平位移, 这就容易导致滑坡现象。目前挖土机很多都采用1立方米反铲挖土机, 挖土的深度可以达到4-6米, 如果一次性挖到底, 这样就形成了约为1:1的坡度, 卸载速度很快, 再和机械的振动和坑边的推土的叠加作用, 极易产生边坡失稳。为了防止这种现象, 必须要在降水达到要求后进行土方开挖工作, 施工方法一般采取分层开挖, 分层的厚度不能超过2.5米。当开挖深度超过4米时, 应设置多级平台开挖, 平台的宽度要大于1.5米。在坡顶和坑边尽量不要进行堆载, 如果不可避免, 应在设计的时候就予以考虑。对于一些工期较长的基坑, 要对边坡进行护面工作。

2 土体边坡稳定分析方法

从理论上来讲, 主要有两种方法来研究土体边坡稳定, 第一个就是利用弹性、塑性或者是弹塑性综合理论来确定土体的受力状态, 但是这个方法对于一些边界条件非常复杂的土坡来说很难得到满意的结果, 目前国内外有很多人对此进行了大量的研究和实验, 取得了一定的进展。但是近年来一种新方法出现了, 就是有限单元法, 根据比较符合实际情况的弹塑性应力和应变关系, 然后来分析土坡的变形与稳定。第二个就是根据土体沿着假想滑动面上的极限平衡条件来进行分析, 称为极限平衡法。

2.1 有限单元法

按照边坡岩土体的具体性质, 将边坡岩土体进行一个分类, 分割成不同大小和种类的小区域 (即有限元) , 然后对每一个单元的受力情况进行分析, 最后组合成整个系统并构成系统方程组来求解。目前的有限单元法是按照弹塑性理论来的, 对边坡进行有限元分析, 最后得到每个部位的完整的应力和应变成果。然后按照传统的极限平衡法来搜索滑移面, 找出里面的最小安全系数;另一种方法就是折减每个单元的强度指标直至系统失去平衡, 这样一来, 安全系数就是强度指标的降低倍数, 以这个安全系数来评价边坡的稳定程度。

2.2 极限平衡法

极限平衡法的基本原理就是将滑动趋势范围内的边坡岩土体按照相关规定的规则划分为一个个很小的部分 (即小块体) , 通过分析其中每个部分的受力平衡条件来建立整个边坡的平衡方程, 最后的稳定程度用安全系数来表示。具体来讲, 通过大量的试验后可以得出下列经验:对于无粘性土的直线型滑动来说, 以抗滑力与下滑力之比来表示安全系数;对于粘性土的曲线型滑动, 以抗滑力矩与下滑力矩之比来表示安全系数;等于1时为临界状态, 小于1表示失稳状态。这个方法运用比较早, 也比较广泛, 发展也非常迅速, 即使对于一些没有给定应力作用下的岩土体结构变形情况, 也能运用此方法对结构体的稳定性做出较为精确的评价。

3 常见支护结构及特点

目前, 深基坑支护结构的类型繁多, 支护体系按照其工作机理和材料特性可以分为水泥土挡墙体系、排桩和板墙式支护体系以及边坡稳定式这三类。本文主要介绍以下几种常见基坑支护形式及适用条件。首先是放坡开挖形式, 它的最大特点就是投资比较少, 技术要求也不高, 但是对土质要求却很高。

第二个就是土钉墙支护结构, 它是在基坑的周围土体中插入钢筋后来达到稳定土体的支护结构技术。它的特点就是承载能力强、边坡稳定性好、占用空间较小、经济可靠性高等。

第三就是排桩支护结构, 沿着基坑周围连续打桩与锚固构件共同作用形成的一种支护结构, 基坑深度有要求, 大概为6-10米, 若某基坑工程对变形有严格的控制要求, 则可以采用此支护结构。有臂式和支铺式排桩支护两种结构形式。

4 基坑监测体系简介

为了保证在施工过程中不出现安全问题, 需要对整个施工过程进行一个监控, 具体监测内容有 (1) 围护结构水平和竖向位移; (2) 围护结构侧向变形; (3) 地面沉降; (4) 地下水位; (5) 支撑轴力; (6) 立柱竖向位移; (7) 周边管线变形; (8) 建筑物沉降倾斜; (9) 地面建筑裂缝等。

当出现下列情况之一时, 必须立即报警;若情况比较严重, 应立即停止施工, 并对基坑支护结构和周边的保护对象采取应急措施。 (1) 测数据达到报警值; (2) 坑支护结构或周边土体的位移出现异常情况或出现渗漏、流砂、管涌、隆起或陷落等; (3) 坑支护结构的锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象; (4) 周边建 (构) 筑物的结构部分、周边地面出现可能发展的变形裂缝或较严重的突发裂缝。

5 结束语

总之, 地基深基坑开挖技术是一门基础施工技术, 只有熟悉了其中的工作流程与具体施工方法, 才能在实际工作中灵活运用。通过本文对深基坑土方开挖的相关注意事项、边坡稳定的基本方法、相关支护结构的特点和监测体系的简要讲述之后, 希望相关人士能得到一些启发, 将理论与实际结合起来, 为基坑工程建设创造更大的经济和社会效益。

参考文献

[1]王翠英, 王家阳.论深基坑支护优化设计的重要性[J].武汉工业学院学报, 2005 (2) .[1]王翠英, 王家阳.论深基坑支护优化设计的重要性[J].武汉工业学院学报, 2005 (2) .

[2]吴军民.层次分析法在优选深基坑支护方案中的应用[J].工程建设与设计, 2005 (6) .[2]吴军民.层次分析法在优选深基坑支护方案中的应用[J].工程建设与设计, 2005 (6) .

[3]尹双, 张仲先, 王勇.深基坑支护方案的分析与优化[J].岩土工程技术, 2005 (3) .[3]尹双, 张仲先, 王勇.深基坑支护方案的分析与优化[J].岩土工程技术, 2005 (3) .

深基坑开挖支护设计优选探析 篇10

当前, 我国经济腾飞, 城市建设快速发展, 建筑趋向高层化, 地基基础深度化, 深基坑工程应运而生, 且它常处于建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的密集区, 虽属临时性工程, 但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构, 稍有闪失, 不仅危及基坑本身安全, 而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁及其他地下设施, 造成不可估量的损失和恶劣的社会影响。

一、支护结构设计依据

基坑支护设计应能确保证基坑工程的安全可靠, 保证基坑邻近地面建筑物、地下管线的安全, 保证坑内工程桩的安全。在此前提下, 力求经济合理, 节省造价, 便于主体结构施工, 施工工艺应简便可行, 工期适合短平快。

支护结构的种类很多, 常见的主要有:深层搅拌水泥土挡墙, 钢板桩, 钻孔灌注桩挡墙, 土钉墙, 逆作拱墙及地下连续墙等。

二、实例一

1、工程概况

本工程基坑围护位于上海市卢湾区R医院内, 北靠科研实验楼、锅炉房, 南近干部病房楼, 西邻行政办公楼及六号病房楼, 东靠城市主干道。新建建筑为三幢大楼:20层住院中心楼、6层保障中心楼、4层食堂楼及三层地下室。基坑开挖最深约为17.2m。

2、工程地质条件:

地层自上而下为: (1) 层填土; (2) 层褐黄色粉质粘土; (3) 层灰色淤泥质粉质粘土; (4) 层灰色淤泥质粘土; (5) 层灰色粉土。场地内未发现暗浜, 场地土类型属于软弱场地土, 场地地势基本平坦, 无滑坡等地质灾害。地下水位埋深一般为0.5~1.5m。

3、基坑围护

基坑支护选用“两墙合一”地下连续墙作为围护墙体并在外侧辅以排桩。根据周边环境不同的保护要求及基坑内分区域开挖深度, 地下连续墙采用了A、B、C种不同的槽段形式:A型槽段墙厚800 mm、长50 m, 用于邻近干部病房楼的基坑东南侧围护墙体;B型槽段墙厚800mm、长25 m, 用于基坑东侧城市主干道区域围护墙;C型槽段墙厚600 mm、长19.5 m, 用于基坑西、北侧的地下车库区域围护墙体。

支撑系统采用相互正交的十字对撑布置形式, 并通过设计水泥土搅拌桩及高压旋喷桩加固措施。水平支撑系统的竖向支承构件采用临时钢立柱及柱下钻孔灌注桩组成的立柱桩 (立柱插入钻孔灌注桩中) 。立柱桩结合主体工程桩桩位布置, 尽量利用工程桩作为立柱桩, 无法利用工程桩的位置增打桩径为φ800mm的钻孔灌注桩作为立柱桩。钢格构立柱在穿越底板的范围内设置止水片。

此设计满足建设方的要求, 做到了“优质、高效、安全、低耗、文明”地完成本项目。

三、实例二

1、工程地理位置

本工程位于上海市S医院现址内, 南侧为一期已建外科病房医技综合楼, 北侧为一期已建动力辅助楼, 西侧为家属楼, 东侧为地铁主线。

2、工程地质情况

施工区域内地层自上而下为: (1) 填土, (2) 粉质粘土, (3) 粘质粉土, (4) 淤泥质粘土, (5) 1粉质粘土, (5) 2砂质粉土夹粉质粘土, (5) 3粉质粘土, (6) 粉质粘土, (7) 1砂质粉土, (7) 2粉砂, (8) 1-1粘土, (8) 1-2粉质粘土, (8) 2粉砂与粉质粘土互层, (8) 3粉质粘土夹粉砂, (9) 1粉细砂, (9) 2含砾中粗砂, (10) 粉质粘土 (未钻穿) 。

3、基坑围护

基坑支护局部选用“两墙合一”地下连续墙作为围护墙体并在外侧辅以排桩, 墙厚800mm、长200 m, 用于邻近轨道交通线的基坑东侧围护墙体;其余三面采用排桩作为围护墙体 (辅以压密注浆止水) 并在内侧加打水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等加固措施。为减少基坑开挖对周边环境的影响, 对坑内被动区土体进行三轴水泥土搅拌桩加固。

支撑采用十字对撑形式布置, 并通过设计水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等加固措施。水平支撑系统的竖向支承构件采用临时钢立柱及柱下钻孔灌注桩组成的立柱桩 (临时钢立柱部分插入钻孔灌注桩中连接) 。立柱桩结合主体工程桩桩位布置, 尽量利用工程桩作为立柱桩, 无法利用工程桩的位置增打桩径为φ800mm的钻孔灌注桩作为立柱桩。

4、治水

采用深井管井降水+重点坡段水泥搅拌桩帷幕侧壁止水并辅以压密注浆处理。钢格构立柱在穿越底板的范围内设置止水片。

实例一、实例二所论工程地层相近, 周围环境相差不多, 就设计而言实例二的设计更为经济适用。

四、实例三

1、工程概况及周边环境

工程位于河南省G市内, 该项目深基坑工程深5~9.2m, 周边环境较为复杂:⑴基坑北侧为益民街紧临基坑, 动荷载较大;距基坑上部开挖边线仅5m左右的距离。⑵基坑南侧为陇海路, 较为开阔, 但动荷载亦较大;⑶基坑西侧距基坑3m远处为七层商住楼, 地基深部处理方式及处理深度未知;⑷基坑东侧紧邻桐木路, 上部动荷载大。

2、工程地质情况

施工区域内地层自上而下为: (1) 杂填土, (2) 粉质粘土, (3) 粘土, (4) 粉质粘土。

3、基坑围护

根据基坑的规模、深度、地质水文条件、周边环境条件和有关技术规定, 基坑支护采用喷锚 (土钉支护) 结构。土钉锚杆设置水平安放角15°`1 5°左右, 采用梅花布置, 钢筋网采用方格网, 规格为φ6.5@250×250, 喷射混凝土为C20细石砼, 厚度80mm, 水泥采用32.5水泥, 水泥:砂:石为1:2:2, 喷射砼内粗骨料最大料径不宜超过15mm, 土钉锚杆为Φ16、Φ18螺纹钢筋, 挂网土钉为1Φ12螺纹钢筋。

由于地区地质条件差异, 本设计根据自身特点比前两实例中的设计更加简洁、经济。

五、实例四

1、工程概况

本工程位于郑州市Y学校院内, 主楼开挖深度H 1=1 3.5 7-1≈1 2.6 m, 裙楼及地下车库开挖深度H 2=6.7-1=5.7 m。基坑东侧为花园路, 距离约4.3m (局部约1.3m) ;北侧约29.5m处为五层住宅楼及花园大酒店;南侧约13m处为七层家属楼;西侧为学校多层住宅和图书馆, 裙楼基坑距图书馆7.4m, 主楼基坑距图书馆仅为4m。

2、工程地质情况

场地属黄河冲积平原, 地势平坦。地下水分为: (1) 潜水:埋藏在19.5m以上, 主要含水层在2m-17m范围内的粉土、粉质粘土层中, 该土层为弱透水层, 综合渗透系数可取0.5m/d。 (2) 承压水:埋藏在32m以上, 主要含水层在19.5m-32m的粉细砂层中, 该砂层透水性强, 具有承压性, 综合渗透系数可取5m/d。弱泥炭质土是两层的隔水层。

3、基坑围护

综合地质、水文条件, 基坑规模、深度以及周边环境, 根据以往施工经验, 本工程选择喷锚网支护止水技术+重点坡段桩锚支护、搅拌桩止水帷幕+管井降水技术相结合的深基坑综合支护治水:⑴南北侧:采用喷锚网支护止水;⑵西侧紧邻图书馆处:地下水位高、开挖范围内主要为敏感性高、易流动、易液化的粉土层, 普通锚杆施工会造成水土流失, 引起地面沉降, 危及楼房安全, 支护采用一次性自进式锚杆并设置一道止水帷幕。裙楼边坡采用一次性锚管+挂网喷射砼+搅拌桩止水帷幕 (深1 4 m) 。主楼边坡采用桩锚支护+搅拌桩止水帷幕 (深14m) 。施工两排长预应力一次性锚管, 避免锚杆施工中的涌水、涌沙现象。⑶东侧:用一次性锚管+挂网喷射砼支护止水, 局部离围墙较近段在开挖、支护及降水施工前先施工一排斜向注浆微型钢管桩对围墙和路边管网实施注浆软托换, 同时形成一道注浆防渗帷幕, 以减小后续支护施工对其的扰动。⑷在基坑南侧及与图书馆间设置回灌井, 若发现建筑物发生不利沉降立即启用, 保持建筑物下水体的原有状态, 控制降水引起的不利影响。

本方案根据以往的施工经验, 综合运用各种技术优势解决了一系列难题并降低了工程造价。

六、结语

如何采取一种在经济技术上都合理的支护类型, 必须充分考虑场地下水和土层条件、周围环境要求、具体开挖深度、工程重要性、工程造价和施工条件、当地的常用施工工艺设备以及经济技术条件以及工程要求并因地制宜地选择。

参考文献

[1]建筑基坑支护技术规程 (JGJ120-99) 及规程应手册

[2]建筑基坑工程技术规范 (YB9258-97)

深基坑开挖支护技术 篇11

【关键词】基坑开挖；特点现状；施工技术

建筑工程施工的第一步就是打好地基。打地基看似容易，然而为了打下坚实的地基，在实际建筑施工过程中，要考虑好很多因素，比如在地基坑边界周围地面应设排水沟，对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。本文从浅地基与深地基的开挖与支护方面，阐述地基施工过程中运用的施工技术。

1.深基坑工程特点及现状

1.1 基坑越挖越深

或为了使用方便，或因为地皮昂贵，或为了符合城管规定及人防需要，建筑投资者不得不向地下发展。过去建1～2层地下室，即使在大城市也不普遍，中等城市更为少见。现在在大城市、沿海地区尤其是特区，地下3～4层已很寻常，5～6层也有。因此基坑深度多在10～16m间，在20m左右的也為数不少。

1.2 工程地质条件越来越差

这一点在某些沿海经济开发区较为突出。

1.3 基坑周围环境复杂

重要高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。

1.4 基坑支护方法众多

诸如人工挖孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地下连续墙，内支撑，各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护，此外还有锚钉墙等

2.浅基坑的开挖施工技术

在对浅基坑的施工前，要先进行测量定位，通过抄平放线，确定开挖地基的长度，按照放线进行分块分层挖土。通过观察施工地的土质和水文情况，来确定是在四侧或两侧直立开挖或放坡，以确保施工操作的安全性。（1）当土质为天然湿度、构造均匀、水文地质条件良好，且没有地下水时，开挖基坑可以不必放坡，基坑长度应比基础长度稍长，确保不会发生坍方事故。（2）当开挖基坑土体含水量大，或基坑较深，或受到周围场地限制而需用较陡的边坡或直立开挖。（3）相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工程序。（4）基坑开挖应尽量防止对地基土的扰动。当用人工挖土，基坑挖好后不能立即进行下道工序时，应预留一层土不挖，等到下道工序开始后再将地基挖至设计标高。（5）在地下水位以下挖土，应在基坑四周挖好临时排水沟和集水井，或采用井点降水的方法以利挖方进行。

3.浅基坑的支护施工技术

在对浅基坑进行支护施工时，主要采用以下支护施工技术：（1）斜柱支撑：将水平挡土板钉在柱桩内侧，柱桩外侧用斜撑支顶，斜撑底端支在木桩上，在挡土板内侧回填土。适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土时。（2）锚拉支撑：水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打入土中，另一端用拉杆与锚桩拉紧，在挡土板内侧回填土。适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土，不能安设横撑时使用。（3）型钢桩横挡板支撑：沿挡土位置预先打入钢轨或者工字钢，然后在挖方的同时将挡土板塞进钢桩之间挡土，使横板与土体紧密接触。（4）短桩横隔板支撑：打入小短木桩或钢桩，部分打入土中，部分露出地面，钉上水平挡土板，在背面填土、夯实。（5）临时挡土墙支撑：沿坡脚用砖、石叠砌或用装水泥的聚丙烯扁丝纺织袋、草袋装土、砂堆砌，使坡脚保持稳定。适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。（6）挡土灌注桩支护：在开挖基坑的周围，用钻机或洛阳铲成孔，现场灌筑钢筋混凝土桩，在桩间土方挖成外拱形使之起土拱作用。

4.深基坑的土方开挖

在深基坑土方开挖前，要认真谨慎地进行开挖的勘察，确保深地基开挖的顺利、安全进行。首先要详细确定挖土方案和施工组织；要对支护结构、地下水位及周围环境进行必要的监测和保护。深基坑工程的挖土方案，主要有放坡挖土、中心岛式挖土、盆式挖土和逆作法挖土。前者无支护结构，后三种皆有支护结构；土方开挖顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则；防止深基坑挖土后土体回弹变形过大，施工中减少基坑回弹变形的有效措施，是设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时间，并防止地基土浸水。因此，在基坑开挖过程中和开挖后，均应保证井点降水正常进行，并在挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板。必要时，可对基础结构下部土层进行加固；防止边坡失稳；防止桩位移和倾斜；打桩完毕后基坑开挖，应制订合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜；配合深基坑支护结构施工；挖土方式影响支护结构的荷载，要尽可能使支护结构均匀受力，减少变形。为此，要坚持采用分层、分块、均衡、对称的方式进行挖土。

5.深基坑的支护

5.1 排桩或地下连续墙

通常由围护墙、支撑及防渗帷幕等组成。排桩有钢管桩、预制混凝土桩、钻孔灌筑桩、挖孔灌筑桩、加筋水泥土桩等多种类型。适于基坑侧壁安全等级一、二、三级；悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m；当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。

5.2 水泥土墙

水泥土墙，依靠其本身自重和刚度保护坑壁，一般不设支撑，特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。水泥土墙有深层搅拌水泥土桩墙、高压旋喷桩墙等类型，通常呈格构式布置。适于基坑侧壁安全等级宜为二、三级；水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa；基坑深度不宜大于6m。

5.3 土钉墙

土钉墙由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层等组成。土钉墙是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动起挡土作用的围护墙不同，它是起主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。适于用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地；基坑深度不宜大于12m；当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。

5.4 逆作拱墙

当基坑平面形状适合时，可采用拱墙作为围护墙。拱墙有圆形闭合拱墙、椭圆形闭合拱

墙和组合拱墙。对于组合拱墙，可将局部拱墙视为两铰拱。适于基坑侧壁安全等级宜为三级；淤泥和淤泥质土场地不宜采用；地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。

结束语

近年来，我国在基坑开挖与支护处理方面，结合我国的土质条件与施工特点，充分展现了基坑的加固、稳定作用，而且，随着施工方法的大胆创新，开发出具有我国特色的多种基坑加固方法，使得我国基坑支护形式呈现多样化的特点，在不久的将来，我国建筑工程会取得更大的进步。

垂直开挖深基坑支护的设计与施工 篇12

1工程概况

新建天津—秦皇岛铁路客运专线下坞蓟运河特大桥, 在DK73+747.2～DK73+875.2段跨越唐津高速公路京山铁路桥, 采用 (80.6+128+80.6) m三孔预应力钢筋混凝土连续梁结构, 墩号为125号～128号墩, 其中126号、127号为主墩, 126号墩承台分一级承台和二级承台, 一级承台尺寸为22.6 m×14.6 m×3.5 m, 二级承台为16.4 m×11.4 m×3.5 m。原地面标高为+1.171 m, 设计承台底标高-8.122 m, 设计基坑深度9.293 m。在承台小里程侧2.24 m处有一直径0.8 m的天然气管道, 本桥墩在设计时为了避开此管道, 承台及钻孔桩基础沿线路方向逆时针旋转22°, 管道边紧靠一煤场公路, 经常有各种重型车辆通过, 承台大里程侧距唐津高速公路京山铁路桥最近为10.19 m。

2基坑支护设计

2.1 基坑支护布置

选用成孔较平稳的回旋钻, 施工29根17 m长ϕ0.8 m钻孔桩, 桩位设在新建承台与天然气管道之间, 距离新建桥墩承台0.2 m处, 各桩中心距为0.2 m, 其他三侧则采用拉森Ⅳ型钢板桩进行支护, 钢板桩长18 m, 距承台边1.0 m, 内设三层支撑系统。详细布置如图1所示。

2.2 计算工况及检算结果

根据具体施工情况, 分以下六种施工工况进行计算:工况一:钻孔桩及钢板桩施工完成后, 基坑开挖至第一层内支撑处下放0.5 m。此时还未安装内支撑及圈梁 (钻孔桩及钢板桩为悬臂状态) 。工况二:第一层内支撑及圈梁安装完成后, 基坑开挖至-4.622 m。此时还未安装第二层内支撑及圈梁。工况三:第二层内支撑及圈梁安装完成后, 基坑开挖至-7.622 m。此时还未安装第三层内支撑及圈梁。工况四:第三层内支撑及圈梁安装完成后, 基坑开挖至-8.622 m。留出浇筑垫层混凝土的空间。工况五:浇筑完0.5 m垫层混凝土, 并等待混凝土达到设计强度后, 拆除第三层内支撑。工况六:浇筑承台下层, 待承台混凝土达到设计强度后, 在承台侧设置临时支撑, 然后拆除第二道内支撑。

经检算, 工况三为最不利工况, 取单位宽度进行计算。

2.3 荷载计算

钻孔桩及钢板桩入土深度计算中, 土压力按朗肯理论计算。其所受沿高度方向上的面荷载按如下公式计算 (单位:kPa) :

标高-7.622 m处被动土压力:q被=γ×h×tan2 (45°+φ/2) +2ctan (45°+φ/2) =43.11。主动土压力:q主=γ×h×tan2 (45°-φ/2) -2ctan (45°-φ/2) =81.98。

标高-7.622 m以下H处被动土压力:q被=33.11H+43.11。主动土压力:q主=12.031H+81.98。

2.4 桩所受最大弯矩值计算

通过有限元软件建梁单元模型计算最大弯矩。通过对管桩进行受力组合, 得出的土压力等于零位置在开挖标高-7.622 m以下1.844 m处, 取H=1.844 m作为板桩及钻孔桩计算模型底。根据有限元软件计算, 单位宽度钢板桩最大应力σmax=65.2 MPa, 满足要求。单根钻孔桩最大弯矩σmax=137.8 kN·m, 经配筋计算满足要求。

3基坑支护施工

3.1 施工准备

桥梁桩基础完成后, 用挖掘机、装载机平整场地, 填筑50 cm厚砖渣作为防护钻孔桩的施工平台, 并碾压密实。在平台四周挖设排水沟, 防止施工平台浸水。为防止打桩机械倾覆, 在其履带下铺设2 cm厚钢板。将天然气管道上方覆土人工挖除, 露出管道, 防止施工时扰动天然气管道。

3.2 钻孔桩施工

3.2.1 护筒埋设

场地平整后, 采用GPS放出桩位, 挖掘机配合人工埋设护筒, 护筒共使用4个ϕ1.0 m, 长3 m, 壁厚10 mm的钢护筒, 护筒顶高出地面0.3 m, 平面位置控制在5 cm以内, 垂直度小于1%, 护筒周围用黏土夯实。

3.2.2 钻孔

本基坑支护用钻孔桩, 采用GF-200型回旋钻机成孔, 钻进过程中定时检查泥浆指标及钻孔渣样, 保证泥浆比重为1.05～1.15, 粘度在16 s～22 s, 含砂率小于4%, 确保成孔质量, 防止塌孔影响天然气管道安全。

3.2.3 钢筋笼及导管安装

钢筋笼主筋采用20根ϕ25螺纹钢, 箍筋采用ϕ10盘条, 钢筋笼重1.48 t, 汽车吊机进行钢筋笼下放, 钢筋笼准确对中后, 缓慢下放, 防止钢筋笼刮碰孔壁而造成塌孔, 钢筋笼用吊筋固定在孔边的扁担梁上。导管在第一次使用前做水密试验, 安装时每一个丝扣进行抹油拧紧, 导管卡在水封翻板上, 悬空控制在40 cm～60 cm。

3.2.4 水封混凝土

导管安装完成后进行清孔, 保证泥浆比重小于1.1, 粘度在17 s～20 s, 含砂率小于2%, 沉渣厚度小于20 cm, 混凝土采用搅拌站集中生产, 混凝土搅拌车运输至施工现场, 坍落度控制在18 cm～22 cm, 保证水封过程连续作业。

3.3 钢板桩施工

3.3.1 钢板桩的处理

钢板桩进场后安排人工剔除锁口破裂、扭曲、变形的钢板桩;剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣瘤;在钢板桩锁口内涂抹黄油以减少插打时锁口间的摩擦和减少钢板桩围堰的渗漏。

3.3.2 钢板桩插打

采用25 t汽车吊机将钢板桩吊立到位, 人工配合将第一根钢板桩背紧靠导向架, 做到插桩竖直, 用全站仪从纵横两个方向严格控制其垂直度。使用50 t履带吊机吊住DZ60A-I型振动锤, 夹持器对准钢板桩顶后, 迅速加压, 然后开启振动锤电源, 将钢板桩打入设计深度。

3.4 基坑开挖

采用挖掘机开挖, 先由内向外挖至第一层内支撑处, 待第一层内支撑安装完成后继续下挖;采用长臂挖机挖至第二层支撑处, 待第二层内支撑安装完成后继续下挖, 照此方法至内支撑安装完成并挖至基底。在开挖过程中, 如遇死角或挖机斗齿不能到达部位采用人工配合机械开挖。挖至离基底还有20 cm～30 cm时, 为防止挖掘机开挖破坏基底, 改用人工开挖至设计标高并清理基底。为确保基坑施工安全, 基坑开挖的土方及时运至指定地方并平整, 不得堆放在基坑顶部10 m范围内。

3.5 安装内支撑

内支撑系统由内撑梁、圈梁、临时支撑、牛腿、支撑柱、混凝土垫层组成。承台开挖至一层支撑标高开始安装内支撑, 先在钢板桩焊接牛腿钢筋, 钻孔桩一侧牛腿钢筋采取钻孔植筋的方法安装。牛腿安装必须高度一致、焊接牢固, 在牛腿上放置内圈梁。内支撑圈梁搁置于牛腿上, 不与板桩焊接;各层内支撑圈梁与每根钢板桩之间须用钢板或枕木抄死。将加工好的内支撑梁吊装到位, 并与内圈梁焊接, 待第一层内支撑安装完成后继续向下挖土至第二层内支撑处, 按此方法直至所有内支撑全部安装完成, 安装支撑柱, 并焊接在纵、横内支撑交叉处, 支撑柱采用两根Ⅰ30b并焊插打入地。

3.6 清基及浇筑混凝土垫层

挖掘机挖至离基底还有20 cm～30 cm时, 为防止挖掘机开挖破坏基底, 改用人工开挖至设计标高并清理基底。混凝土垫层采用C20混凝土, 层厚50 cm, 采用搅拌站集中生产, 混凝土搅拌车运输至施工现场, 混凝土泵车泵送到基坑内, 使用插入式振捣器振捣密实, 垫层混凝土强度达到设计强度后, 拆除第三层内支撑, 将第三层支撑体系转换到垫层混凝土支撑, 基坑支护顺利完成, 转入承台施工。

4结语

在津秦客运专线下坞蓟运河特大桥126号承台施工中, 由于靠近天然气管道和高速公路桥梁, 施工场地狭小, 该段工程工期紧, 任务重, 施工难度大, 因此采用钻孔桩和钢板桩相结合的支护方案。通过精确计算和精心的施工组织管理确保了工程安全、质量和工期, 本文提到的设计和施工方法对类似条件下的深基坑支护工程施工具有很好的借鉴意义。

摘要：以津秦客运专线下坞蓟运河特大桥126号承台垂直开挖深基坑支护工程为实例, 详细介绍了钻孔桩和钢板桩相结合的支护方法的设计及施工过程, 工程实践表明, 该支护方案取得了良好的施工效果。

关键词：客运专线,深基坑支护,钻孔桩,钢板桩

参考文献

[1]黄绳武.桥梁施工及组织管理[M].北京:人民交通出版社, 1999.

[2]刘成宇.土力学[M].北京:中国铁道出版社, 2000.

[3]寇晓东, 唐可, 田彩军.ALGOR结构分析高级教程[M].北京:清华大学出版社, 2008.

[4]龚晓南.深基坑设计与施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998.