深基坑土方开挖及支护施工

李堂

摘要：黄土梁隧道属绵阳市城市西区至城南新区直通道路工程，全长480m，开挖最大深度18m，属深基坑开挖。根据地形地质条件，结合基坑周边建筑物及地下管线的情况，基坑采用分级放坡开挖结合边坡支护形式，横向分层纵向拉槽的开挖方式。本文主要对该隧道基坑土方的开挖及支护施工进行了分析。

关键词：黄土梁隧道；土方开挖；支护；施工

1、工程概况

黄土梁隧道属绵阳市城市西区至城南新区直通道路工程，全长480m。K1+240-K1+510为明挖段，长270米，开挖最大深度18m，属深基坑开挖。表层开挖深4m，以下分级放坡开挖，最下一级开挖深度6m，中间一级结合开挖深度作调整，两级之间设置2m宽平台，在基坑深度小于10m时，取消第二级并降低最下一级开挖深度。

2、基坑土方开挖及支护

2.1 开挖

表层开挖深4m，以下分级放坡开挖，最下一级开挖深度6m，中间一级结合开挖深度作调整，两级之间设置2m宽平台，在基坑深度小于10m时，取消第二级并降低最下一级开挖深度。坡脚距结构外边线原则上为0.5m，并可根据施工工艺作适当调整，施工前先结合地面高程、基坑底高程确定开口线。土石方采用明挖法施工，边坡开挖严格按设计控制坡度，并使洞门处边坡与明洞边坡顺接。

开挖施工技术要点：（1）基坑开挖过程中，坡顶范围10m不允许堆载；（2）机械开挖后，应需预留一定厚度的保护层，用人工修整坡面；（3）开挖到坑底设计标高时应预留20cm厚度的保护层，且及时封底，防止坑底在空气中暴露时间过长和泡水；（4）做好基坑内外排水设施，尤其在雨季施工时更应该加强基坑内积水抽排，确保基坑安全。

基坑支护采用逆做法，边开挖边支护，原则上分层开挖高度不宜超过2.0m，分段长度不宜超过20.0m，以开挖工作面能及时封闭为宜，并结合地质条件可作适当调整，上层支护结构强度未达到70%不得进行下一级的基坑开挖。

2.2 锚杆

锚杆纵横间距按照设计布置，杆体材料采用直径为32mm中空注浆锚杆，灌浆材料采用水灰比0.5的纯水泥浆，水泥采用32.5R及以上的复合（普通）硅酸盐水泥，灌浆压力0.3-0.5MPa，上部土层范围注浆量不小于50kg/m。用风钻钻孔，注浆泵注浆。当锚杆孔成孔后，先清孔，除去孔内余留岩渣，然后插入锚杆，利用注浆泵通过排气管往孔内注入1：1水泥浆，安设孔口垫板。

锚杆施工技术要点：（1）开挖初喷后尽快安设锚杆，然后復喷；（2）锚杆原材料规格、长度、直径符合设计要求。锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求，锚杆用的水泥浆，其强度应不低于设计值；（3）按设计要求定出孔口位置，孔位偏差不大于±5cm；向锚杆孔内注入浆液，注浆压力为0.5-1.0MPa，保证水泥浆饱满密实。杆体插入锚杆孔时，保持位置居中，锚杆插入孔内长度不低于设计长度的95%。随时检查锚杆头的变形情况，紧固垫板螺帽。

2.3 钢筋网

钢筋网用φ8钢筋制作，网片间距20×20cm。网片在钢筋加工场地加工成型，现场人工安装，用电焊点焊或绑扎固定在坡面及锚杆上，网片间搭接长度≮20cm。钢筋质量和接头位置符合规范和设计要求；网片的绑扎和焊接质量符合规范要求；绑扎缺扣和松扣的数量不应超过绑扎总数的10%；网片漏焊、开焊不超过焊数的2%。

2.4 喷射混凝土

喷射混凝土厚10cm，初喷3cm后施工锚杆、设置钢筋网后再进行二次喷射到达设计厚度，喷射混凝土标号C20，喷射总厚度10cm。混凝土需分两次喷射完成，并由下往上进行喷射，并尽量使喷头垂直于开挖面。（1）集料要求：①粗集料，粒径不大于15mm；②细集料：中砂或粗砂，细度模数大于2.5，含水率5%-7%；（2）喷砼方法：采用湿喷法。喷浆料由自动计量拌合站生产，混凝土搅拌车运输，湿喷机喷浆。

喷射混凝土施工技术要点：（1）开挖后应立即对岩面喷射混凝土，以防岩体发生松弛；（2）用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面；（3）按施工前实验所取得的方法与条件进行喷射混凝土作业，在喷射混凝土达到初凝后方能喷射下一层。首次喷射混凝土厚度应不小于50mm；（4）喷射作业分段、分片、分层，由下而上顺序进行，有较大凹洼处，先喷射填平，保证表面平整圆顺，凹凸量不得超过±5cm；（5）喷嘴与受喷面保持垂直，距受喷面0.6-1.0m；（6）掌握好风压与水压，减少回弹和粉尘，喷射压力0.15-0.2MPa，水压力0.3-0.4MPa；（7）新喷射的混凝土应按规定洒水养护。

3、支护桩

K1+200处两侧坡顶设置支护桩。右侧25根，长16.5m；左侧15根，长12m。桩径均为1m，为钻孔灌注桩。钻孔灌注桩成孔采用回旋钻钻进、泵吸（气举）反循环为主的成孔工艺。成孔完毕后进行第一次清孔，钢筋笼分节预制，现场吊装焊接，进行第二次清孔，待泥浆性能指标及孔底沉淀土厚度符合规范要求后，采用导管法进行水下混凝土灌注施工。

3.1 清孔

清孔时，保持孔内水位在地下水位1.0-1.5m以上，以防止坍孔。清孔分两次进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行，孔底沉淀厚度不大于设计要求，泥浆指标应符合清孔后的要求，否则不应下放钢筋笼。待钢筋笼安装到位后下放导管再进行第二次清孔，浇筑混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。

3.2 钢筋笼制作和吊装

钢筋笼在钢筋加工场地进行制作，现场用方木垫平，采用钢筋加工场集中制作，要求焊缝饱满，焊缝深度和宽度满足规范要求。钢筋笼采用吊车分段吊装。

（1）钢筋笼制作。制作钢筋时，主筋应校直，焊接、绑扎要牢固，钢筋笼直径及箍筋间距控制在规范之内；钢筋笼同一截面主筋接头数量不得大于50%；双面搭接焊缝长度不得小于5d，单面搭接焊缝长度不得小于10d；钢筋笼加劲箍筋的内支撑筋采用三角形，直径同加劲箍筋直径；主筋混凝土保护层在主筋一侧安装钢筋定位器，使钢筋骨架与护筒或孔壁之间保持一定的空隙，保证保护层满足要求，并防止二次掉渣。钢筋笼主筋设置保护层间隔件，每组保护层间隔件竖向间距不应大于3m，对称设置，每组不小于4块。

（2）钢筋笼运输及安装。搬运和安装钢筋笼时，应采取有效措施防止钢筋笼变形，安放应对准孔位中心，避免碰撞孔壁。钢筋笼安装时，宜采用吊车吊装，并缓慢垂直自由下放；采用直径50声测管，热熔连接，绑扎固定在钢筋笼内壁上，每隔1.5米进行绑扎，声测管顶用塑料帽子盖上；采用直径150PVC管，根据设计位置，绑扎固定在钢筋笼上，并保证不影响下导管，预埋管两端用塑料帽子盖上，以免浇筑混凝土时造成堵孔。

3.3 灌注混凝土

灌注混凝土前应对钢筋笼轴线位置、标高、保护层厚度进行检查，并应符合规范要求。水下混凝土灌注采用导管法，混凝土灌注应在钢筋笼吊放完成，各项检测数据合格后立即开始。水下混凝土浇筑采用储量为2m3的漏斗，导管25m，导管内径25cm，壁厚1cm的无缝钢管制成，各节导管之间用法兰盘连接，并垫以1cm 厚的胶皮，浇筑混凝土前必须做导管的灌水压力试验，水下灌注混凝土初凝时间不早于2.5h，粗集料选 用0.5-3cm卵石，细集料采用中砂，含砂率控制在40%-50%，坍落度控制在16-22cm，每方混凝土水泥用量不少于350kg，导管在浇混凝土中任何时候埋置深度必须在2-6m之间。

3.4 清理桩头

注浆结束后，待水泥浆液凝固后，立即拆除护筒并凿除桩头多余混凝土。达到桩顶设计标高，凿除桩头混凝土采用人工手工凿除，不采用爆破或其它影响桩身质量的方法进行。

3.5 桩间护壁施工

桩身混凝土灌注后，待桩身及冠梁强度达到设计70%时，开始桩间护壁及锚杆施工，桩身拉锚采用Φ28钢筋锚杆，长度15m，每桩2根，竖向间距3m，设计锚杆张拉力70KN，桩间护壁采用挂网喷混凝土防护，C20喷射混凝土10cm，φ8@20×20钢筋网片，并设置Φ16@150加强筋，加强筋植入桩身10d。根据现场实际情况，应在桩间护壁设置泄水孔。

4、结束语

综上所述，深基坑的土方工程是一项技术难度较大的工程，同时也是地下施工作业的一个重要环节。因此，我们要在实践中不断总结经验，吸取教训，为深基坑的挖掘和地下工程的开展不断做技术上的摸索，更好的服务于建筑工程。

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