谈建筑工程基坑支护及土方开挖关键施工工艺

朱 晓 丁

(山西焦煤集团有限公司新产业发展局，山西 太原 030024)

谈建筑工程基坑支护及土方开挖关键施工工艺

朱 晓 丁

(山西焦煤集团有限公司新产业发展局，山西 太原 030024)

结合工作经验，对某高层建筑工程基坑支护和土方开挖作了介绍，着重对人工挖孔灌注桩、钢筋笼的制作安装、混凝土的浇筑等关键施工环节进行了阐述，为类似工程的施工提供参考。

高层，基坑支护，土方开挖

0 引言

某高层建筑工程为框架—剪力墙结构，基础为桩—筏板基础，建筑面积约36 000 m2,高度约为97 m。地下2层，地上23层，地下1层为设备层，地下2层为设备用房、车库。顶层设机房和水箱间。该建筑类别为一类高层、抗震设防为8度，建筑设计使用年限50年。

本工程土方开挖前，主楼西面和东面的3层办公楼基坑边坡应先进行支护。东侧3层建筑物，距坑边0.4 m；西侧3层建筑物，距坑边6.8 m；南侧拟建人防；北侧有供热管线，距坑边5 m。在已有建筑物区域采用支护桩与锚索进行联合支护。支护为人工挖孔灌注桩，桩顶设置一道冠梁；支护桩纵横之间设置锚索，面层挂钢筋网片，喷射混凝土。

1 工艺流程和施工准备

施工准备→人工挖孔灌注桩→土方开挖至冠梁底→冠梁施工→土方开挖至第一排锚索→第一排锚索施工→土方开挖至第二排锚索→第二排锚索施工→土方开挖至第n排锚索→第n排锚索施工→喷射混凝土→养护。

施工准备要按照施工要求调配，组织各工种劳力进场；提供材料计划，包括规格、型号、品种、数量及供应时间。做好场地平整，满足“三通一平”。

2 人工挖孔灌注桩

工艺流程：放线定桩位及高程→开挖第一节桩孔土方→支护壁模板放附加钢筋→浇筑第一节护壁混凝土→检查桩位(中心)轴线→架设垂直运输架→安装电动葫芦→安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等→开挖吊运第二节桩孔土方(修边)→先拆第一节支第二节护壁模板(放附加钢筋)→浇第二节护壁混凝土→检查桩位(中心)轴线→逐层往下循环作业→检查验收→吊放钢筋笼→放混凝土溜筒(导管)→浇筑桩身混凝土(随浇随振)。

1)开挖第一节桩孔土方。桩孔的开挖要按照至上而下的顺序展开，对中间部分土方首先进行开挖，由中间向两边扩展，要对开挖孔截面规格进行严格控制，每节控制高度为1 000 mm。

2)支护壁模板。护壁钢模板应重复性进行周转使用，可采取拆上节、支下节的方式。为避免内模受到胀力产生形变，要在每节定型模板的上下端做好内侧支撑，支撑方式为设置一道角钢制作的圆弧形的内钢圈。为方便挡土和挡水，第一节护壁的设立要高出地坪200 mm左右。要在第一节护壁上口标定好桩位轴线以及高程，护壁厚度设置为150 mm。每次挖好一节桩孔护壁混凝土就要立即进行混凝土的浇筑。浇筑采用人工浇筑、人工捣实的方式，混凝土选用C30，为保证孔壁稳定性，要控制坍落度为100 mm。

3)进行桩位轴线、标高的检查。做好每一节桩孔护壁，都要将桩位十字轴线以及标高测设在护壁的上口，用十字线做好对中，吊线坠向井底投设，用半径尺杆做好孔壁垂直平整度的检测，并做好修整措施，井深要依据基准点逐根进行引测。确保桩孔轴线位置、标高以及截面规格均满足相关的要求。

4)开挖吊运第二节桩孔土方(修边)，从第二节开始，运土方式采用设备提升，地面人员系好安全带，桩孔内人员戴好安全帽，做好防护措施。在吊桶离开孔口的高度超过1.5 m时，将活动安全盖板推开，把孔口遮盖好，以避免卸土过程产生的土石杂物坠落伤人。在小推车内完成吊桶卸土后，将活动盖板打开，再把吊桶放下重新装土。挖孔挖到规定深度后，要对桩孔的直径及井壁圆弧度进行检测，保证上下垂直平顺。

5)护壁模板要先拆除第一节，再支第二节，放附加钢筋，依次周转使用。如往下存在孔径变小情况，可使用小块模板进行调整。第二节护壁混凝土的浇筑，混凝土用吊桶运送，采用人工浇筑、人工捣实的方式。

6)对桩位中心轴线、标高进行检查。以桩孔口的定位线作为基准，逐节进行检测校正。由上至下逐层进行循环作业，挖孔到设计深度后，要将虚土清除，并对土质情况进行检查，桩底应支承在设计所规定的持力层上。检查验收过程要注意，成孔后要全面检测桩身直径、孔底标高、桩位中线、井壁垂直等参数。

3 钢筋笼的制作

1)主筋加工。根据桩基大样图纸及钢筋笼制作交底图将主筋连接好。钢筋笼的扶正器用φ8钢筋及直径100的混凝土圆柱体制作在沿圆周长均等的4个点上安放，间隔3 m。螺旋箍筋与主筋间按梅花形点焊。

2)加劲箍及钢筋笼骨架的加工，在特定的模具上，将钢筋绕制成内径为相应尺寸的加劲箍，箍合口处单面搭接焊，长度不小于10d。再按钢筋笼整体和分段制作的交底图在通长模具上按2 m间距一个加劲箍制作钢筋笼骨架。

3)绕盘圆及焊接扶正器。绕前应先将盘圆拉直,保证外观圆滑、美观。在特制模具上绕制成与钢筋笼直径相应的圆盘，再按要求绕到已制好的钢筋笼骨架上，也可不拉直直接绕到已制好的主筋骨架上，绕时应保证螺旋筋的间距在规范规定的范围内，最后焊接钢筋笼的扶正器。钢筋笼的扶正器用φ8钢筋及直径100的混凝土圆柱体制作，每隔3 m设4个一组均等焊在主筋上，既保证了保护层厚度，又保证了下笼过程中不破坏孔壁。

4 钢筋笼的运输和安装

钢筋笼的运输用自制钢筋笼运输车，可防止在运输过程中钢筋笼变形。对于钢筋笼的安放要注意：1)钢筋笼安放前要再次对钢筋笼进行检查，检查扶正器是否完好，齐全，必要时进行补焊。2)吊车下放钢筋笼,下放钢筋笼前，用水准仪测量出护筒标高，以计算吊筋或压杆长度。3)钢筋笼安放必须垂直对中，不碰孔壁，吊筋或压杆的横担不得压在护筒上及可能引起孔壁坍塌的范围内，应将压杆横担放在枕木上。钢筋笼定位采用压杆与钢筋笼通过特殊接头相连接，根据护筒标高计算出地面标高后，把钢筋笼下放到位，将压杆固定在孔口横担上，以防灌注时钢筋笼上浮或下移。

5 混凝土浇筑

1)混凝土浇筑之前，要对孔内虚土厚度进行再次核对检查。

2)放好混凝土溜筒，应边浇灌混凝土，边振捣，拟采用12 m长的振动棒，用绳子吊住电机，将振动棒插入灌注桩内，随混凝土高度的升高慢慢提出。

3)混凝土浇筑到桩顶时，为了保证凿除浮浆后，桩标高仍符合设计要求，要适当超过桩顶设计标高。

4)混凝土的坍落度应以13 cm～19 cm为宜；要注意调整砂率，加减水剂和粉煤灰等，以保证其和易性以及坍落度。

5)混凝土全部采用商品混凝土，垂直运输采用混凝土输送泵输送混凝土。

6 锚索施工

1)土方开挖至锚索设计标高下0.5 m后，应人工及时修整坡面。坡面平整度允许偏差±20 mm。在支护桩之间凿土安放锚索，采用洛阳铲人工凿孔，按设计的孔位布置，进行测量画线，标出准确的孔位，然后按设计要求的孔深、孔的俯角和孔径进行凿孔，严格注意质量，逐孔进行验收记录。2)锚索安装，按照设计规定的各排锚索的长度置于孔的中心位置，每隔2.0 m焊接一组对中支架，将锚索安放在孔内。在安好锚索的孔内注入水泥净浆，水灰比0.45，压力不低于2.5 MPa。水泥采用42.5，水泥用量不少于30 kg/m。水泥浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的水泥浆应在初凝前用完。3)注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净，注浆开始或中途停止超过30 min时，应用水或稀泥浆润滑注浆泵及其管路。确保锚索与孔壁之间注满水泥浆，注浆采用由里向外两次注浆，需将注浆管插入孔内距孔底约0.5 m处，随注浆随外拔注浆管，要使注浆管始终在浆液中，注满后拔出注浆管。二次注浆时用编织袋塞在孔口，以保证注浆压力防止浆液流出。4)锚索注浆采用二次注浆，一次注浆体强度达到5 MPa后，二次加压注浆，用纯水泥浆，压力2.5 MPa～4 MPa，注浆量不宜少于一次注浆量，水泥用量30 kg/m。5)锚索端部加设一道14a槽钢，锚固段强度大于15 MPa并达到设计强度等级的75%(注浆完成7 d后)以上方可进行张拉锁定。锚索张拉至设计荷载的0.9倍～1.0倍，再按设计要求锁定。锚索张拉控制应力不应超过锚索杆体强度值的0.75倍。

7 喷射混凝土

1)采用φ8.0圆钢按网格200 mm×200 mm制作。网筋的竖向连接采用焊接，水平搭接长度不小于300 mm，铅丝绑扎隔一个格绑一道，不允许疏漏。边壁上的钢筋网宜延伸至地表面，其翻边长度不小于0.5 m。加强筋焊接，采用φ12圆钢，外焊挡块。加强筋搭接要有一定的焊接长度，达到10d。2)严格按设计要求及施工混凝土配合比拌制混凝土，混合材料应搅拌均匀，颜色一致，随拌随用。3)喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离为1 m。喷射作业分段进行，同一分段喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不小于40 mm。喷射混凝土接槎处，采用斜交搭接，搭接长度为220 mm以上。

[1] 戚卫东.大型地下室深基坑开挖及应急处理措施[J].浙江建筑,2007(8)：73.

[2] 傅淼成,高建平.狭窄场地超长深基坑支护与土方开挖施工技术[J].建筑技术,2007(12)：66.

[3] 彭 波,寇洪祥,戚庆学.内支撑支护的深基坑土方开挖[J].施工技术,2011(S1)：112-113.

[4] 徐 辉，刘洪刚，袁伟林.和合国际中心基坑支护工程实例[J].山西建筑，2013，39(13)：79-82.

On key construction craft of foundation pit support and earth excavation of construction projects

ZHU Xiao-ding

(The New Industrial Development Bureau, Shanxi Coking Group Co., Ltd, Taiyuan 030024, China)

Combining with the experience, the paper introduces the foundation support and earth excavation of some high-rise building project, and illustrates some key construction steps of the piles with man-excavated shaft, manufacturing and installation of reinforcement cage, and concrete grouting, so as to provide some reference for similar engineering construction.

high-rise, foundation pit support, earth excavation

1009-6825(2014)31-0096-02

2014-08-23

朱晓丁(1969- )，男，工程师

TU463

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