浅谈多种深基坑支护技术在工程中的综合应用

周洪顺

摘要：本文主要阐述了多种基坑支护技术在同一工程中的综合应用。通过现场科学、合理的组织与管控，实现质量、进度、安全文明等目标。

Abstract： This paper mainly describes the comprehensive application of various foundation pit support technologies in the same project. Through on-site scientific and reasonable organization and control， we will achieve the goals of quality， progress， safety and civilization.

关键词：设计方案;施工组织;管控

Key words： design plan;construction organization;control

中图分类号：TV551.4                                   文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）10-0102-03

1  在基坑支护设计中常用的基坑支护技术

1.1 自然放坡方案  适用于拟建建筑物位于城市的边缘;四周没有重要的永久建筑物、构筑物和永久性道路或距离建筑物、构筑物和道路的距离较远可以满足自然放坡的要求的情况。自然放坡的基坑方式的优点：基坑支护费用低，只增加自然放坡范围的土方开挖和土方回填的费用，可以和土方开挖工作同时进行，不用单独的进行基坑支护施工，在工期上不用单独考虑增加基坑支护的工期，节约工期。缺点：占用基坑四周的主体施工场地，需要土方开挖量和回填量大。适用于基坑四周无重要建筑物、管线、道路，施工场地大，在满足拟建建筑物施工现场的总平面布局的要求的情况下，基坑四周具备自然放坡的距离要求可以采用此方案。如基坑开挖深度在勘察所提供的自然水位以下时，在设计基坑支护方案时应考虑基坑降水方案，如地下水位较高，需要降水深度较大、基坑面积大，为保证降水效果和减少整体工程的降水时间，设计方案时可考虑在基坑外侧增设止水帷幕等措施，减少基坑四周地下水的渗流。

1.2 自然放坡+局部增设支撑方案  适用于基坑四周一侧或两侧场地无法满足自然放坡要求，基坑设计时局部增设支护，如设土钉墙、排桩等支护方案，基坑开挖深度在勘察所提供的自然水位以下时，在设计基坑支护方案时应考虑基坑降水方案，基坑外侧增设止水帷幕等措施。

1.3 止水帷幕+排桩或止水帷幕+土钉墙的支护设计方案  适用于基坑四周无法进行天然放坡的情况并需要进行基坑降水的工程。

①当基坑四周均可满足较小的放坡系数进行设计时，可采用土钉墙+止水帷幕的设计方案。②当基坑四周均无法放坡，只满足直立开挖在进行设计时，可采用排桩+止水帷幕的设计方案。③当基坑四周一侧或两侧可以满足较小的放坡系数，其余部位无法放坡，需直立开挖在进行设计时，可采用排桩+止水帷幕+土钉墙的设计方案。④当基坑开挖深度较浅，经设计计算单排或多排止水帷幕可以满足基坑直立开挖要求，设计时就可以单独采用止水帷幕的支护方案，同时满足止水和支护的双重效果。

1.4 排桩+内支撑梁+止水的基坑设计方案  适用于基坑四周直立开挖，排桩单独支护无法保证基坑位移和沉降变形情况，采用增设内支撑梁的方案，保证基坑安全稳定，并需要进行基坑降水的工程。①当基坑开挖深度不大，经验算采用单排桩+四角顶部一道内支撑梁。②当基坑开挖深度大、基坑面积大，经验算采用单排桩+四角及中部在顶部和中部各设一道内支撑梁。③施工作业面可以满足排桩外侧单设一道止水时，采用止水帷幕进行止水。④当排桩外没有作业面进行止水帷幕施工时，采用高压旋喷桩处理排桩桩间土的方案进行止水。

2  深基坑支护设计方案的必选和确定

2.1 基坑支护设计方案比选  确定的基坑开挖的完成后的上坡口与周边已建建筑物位置及最近距离。根据室外自然地坪标高和基础结构标高，确定基坑的开挖深度。结合地质勘察报告所提供的地下水位情况，与已确定的基坑开挖深度对比确定是否需要进行基坑降水。如需基坑降水设计时提出合理降水设计方案。根据基坑的开挖深度和设计使用时间及周边临近已建建筑情况，综合确定基坑设计安全等级。综合考虑上述因素，选定2到3套基坑设计方案进行比选。

基坑设计方案进行比选考虑因素：安全、经济、技术、工期及施工可行性等方面。

①安全性：比较基坑设计方案的安全性主要考虑：保证周边已建建筑物、地上及地下管线的安全，结合基坑的安全等级，确定最大允许的沉降和位移。②经济性：主要比选不同基坑设计方案的费用，在满足安全性的前提下，选择最经济、费用最低的方案。③技术、工期及施工可行性：基坑设计方案在比选时，技术、施工可行性、工期综合考虑，保证设计方案技术先进的前提下，满足施工時可行并工期最短。

2.2 深基坑支护设计方案确定  建设单位提供准确的拟建建筑物建筑红线定位图，为基坑支护设计单位提供拟建建筑的建筑、结构图纸，提供勘察地质报告和拟建建筑物周边地下、地上管线的位置和埋置情况的准确信息。基坑支护设计单位根据上述资料，确定基坑的开挖深度;参照地质勘察报告提供的地下水位的深度，确定基坑开挖深度范围内是否需要降水、降水深度的问题。建设单位根据拟建建筑物建筑用地红线定位图和拟建建筑物基础底部包括施工作业面所需要位置尺寸图，安排技术人员进行准确的定位、放线，结合施工总承包单位的施工现场平面布置图，确定基坑四周开挖上坡口的位置，同时考虑与基坑周边已建建筑物距离、基坑地下及地上管线的情况。上述数据和情况直接影响基坑设计方案选择和确定。

本基坑支护工程周边情况复杂，要求位移和沉降变形严格，本基坑支护设计方案经过多轮比选，从技术角度、经济角度等方面进行考虑和优化，最终该基坑设计方案采用钢筋混凝土灌注桩+内支撑现浇混凝土梁+止水帷幕的复合支撑体系。本基坑开挖深度7米，常年地下水位4-5米。具体设计方案：支撑体系由东、南侧双排止水帷幕;北侧、西侧双轴止水帷幕和单排高压旋喷桩进行止水支护;内侧一圈灌注桩及一层冠梁、支撑梁组成内支撑体系。

3  施工中的组织和管控

基坑支护工程设计复杂，同一工程中综合应用多种支护技术，需要多种设备同时进行施工作业，需要从施工方案、质量保证体系、施工进度计划、劳动力安排，主要材料设备、施工机械的投入计划、安全施工措施及环保等方面进行组织和管控。

3.1 施工组织管理体系的建立

为了实现工程的质量、工期、安全、环保的目标，在施工过程中做好组织协调，选调人员组建项目经理部，负责项目组织、机械配备、人力资源、材料资金、技术保障的总体协调。全面负责工程项目的工期、进度、质量和安全工作。

3.2 施工方案管控

3.2.1 双轴止水帷幕

①施工前期准备。1）清除地表下各种障碍物，将施工场地填垫平整。2）保证进场临时道路畅通，施工用电接施工现场的变压器。3）进场水泥必须具备出厂合格证，现场对水泥取样做试验。存放场地要满足施工需要，把存放场地垫高，保证底部水泥不被雨、雪浸泡。4）根据基坑支护平面图施放出主要轴线，用全站仪定向，钢尺量距，确定桩位准确，测量现场地面标高，确定桩底、桩顶标高。

②质量保证措施。1）施工现场先平整场地，不得回填杂填土或生活垃圾。施工前检验机具性能，并在现场监理工程师监督进行设备标定，作为控制搅拌桩质量的依据。2）桩机就位调整好桩机的水平状态，确保钻杆的垂直度。对机架整平要随时进行检查，在表层土较软机架易下沉的情况下，要随时调平设备，保证桩机在水平状态下施工。3）搅拌提升，喷浆至设计桩顶。在桩上、下通长复搅一次。4）在杂填土层的施工过程中，遇到大块杂物影响钻机正常施工时，使用挖掘机把大块杂物挖除，并换填素土，重新进行施工。

3.2.2 高压旋喷桩

①采用P.O42.5级水泥，水灰比1：1水泥掺入量为40%，高压旋喷桩施工时相邻两桩搭接100mm。②机具设备：高压旋喷钻机、高压注浆泵等机具设备。③质量控制。1）施工前检查桩位、浆液配比，对施工设备进行检查。2）施工中抽查浆液的配比，施工过程中对设备压力、施工的顺序进行控制。3）搭接处理：在施工中出现故障造成注浆间断，为保证固结体均匀性和整体性，施工时不出现软弱夹层，恢复施工后进行搭接处理。搭接接头长度不小于20cm。

3.2.3 灌注桩

①制备泥浆的性能指标：1）比重：使用泥浆比重计，泥浆比重控制在1.1～1.15。2）粘度：使用漏斗法，泥浆粘度控制在10～25s。3）胶体率：使用量杯法，泥浆胶体率控制在>95%。4）失水量：使用失水量仪，失水量<30L/30min。5）静切力：使用静切力计，控制指数：1min 20～30mg/cm2，10min 50～100mg/cm2。6）pH值：使用pH值试纸，pH值控制在7～9。

②钻孔灌注桩施工应注意的质量问题。1）砼材料严格按要求执行。材料允许偏差：水泥1%，砂、石2%，水2%。2）落度：18-22cm;充盈系数大于1.1。3）每100m3做一组试块，试块在48小时内送试验室标养。4）灌注时注意观察孔口返浆情况，发现堵管及时采取措施，确保桩体连续。5）控制最后一次浇灌量，以保证桩顶标高比设计标高高出0.5米以上。成桩后孔口留空段要及时回填。6）导管连接紧固螺栓上全、上紧，以防螺栓脱落，造成导管与砼断开，形成断桩事故。7）每日施工结束后，及时清理导管，防止造成混凝土堵管。

3.2.4 内支撑梁

内支撑梁施工应注意的质量问题：①用挖掘机挖除灌注桩桩间土及内支撑梁施工的作业面。严格控制沟槽开挖深度和宽度，人工配合机械挖至设计标高，防止少挖超挖。②施工前将灌注桩上部的劣质混凝土凿除，采用机械结合人工的凿除方法，保证鑿除过程中不伤到灌注桩钢筋，主筋外侧部分采用风镐人工凿除。先将桩四周混凝土凿除露出主筋，然后将主筋向外侧拉出，四周用风镐向桩内水平凿进，将主筋包围的桩头截断，对桩芯顶面的混凝土进行凿毛处理，调直桩顶钢筋，用水泥砂浆将桩头找平。③按设计图纸对内支撑梁的钢筋进行制作和绑扎。主筋采用套筒机械连接，保证内支撑梁钢筋的截面尺寸、数量、直径。④模板支设过程中的质量控制：模板和斜撑能承受砼浇筑施工的荷载，保证结构形状、位置和尺寸正确，确保模板的牢固、可靠。冠梁内侧、底部采用土模，外侧采用木模;支梁底部采用土模，两侧采用木模。模板安装时接缝严密不漏浆，保证钢筋的保护层厚度。⑤砼的浇筑、拆模过程中的质量控制：砼浇注前对模板、钢筋进行检查，清除模内杂物。浇筑混凝土时，观察模板、支架、钢筋的情况，发现有变形、移位时，立即停止浇筑。混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏。混凝土达到规定强度后，方可进行模板拆除。

3.3 劳动力准备工作

根据工程内容和工期安排劳动力人数，不同阶段劳力计划人数不同，采用动态合理安排现场施工人数，详细列表如表1。

3.4 机械设备准备计划

根据工程内容及工期安排施工机械，不同阶段不同施工机械进驻场地，机械数量及安排见表2。

3.5 施工布署、进度控制措施

工程总体施工流程是全面推进，在互不影响的前提下，同时开工，可缩短工期。

先施工双轴止水帷幕、灌注桩、高压旋喷桩、冠梁、支撑梁，再打降水井、观测井，进行基坑降水，基坑降水满足基坑开挖要求和满足干场作业即可。基坑开挖分步开挖，分步进行腰梁、支撑梁施工，做好防排水工作后可以进行基础施工。

施工进度控制措施：①加强进度计划管理：在工程开工前，编制施工进度计划，编制物资进出场计划，保证物资供应及时且不造成积压。同时编制施工方案，保证施工时有明确的方案指导施工。②加强施工协调管理：在工程开工前，提前对图纸进行放样，有问题提前发现，做好施工准备工作，保证工程进度的实现。③在计划的实施中进行监督，当发现进度计划执行出现偏差时，及时采取措施进行纠偏。在工程施工中跟踪记载每个施工过程的开始、完成日期，记录每日完成的数量、施工现场发生的情况，做到工程进度的事中控制。

3.6 质量保证措施

施工过程质量保证措施： ①人员的保证措施。强化全体职工的质量意识，牢固树立质量第一的思想。以全员的岗位工作质量、工序质量来保证整体工程质量。建立以项目经理和项目技术负责人为核心的质量保证体系，保证各项技术措施的实施。明确关键工序质量控制点，建立自检、互检和交接检相结合的联检制度，发现问题及时处理。

②各职能系统要在管理上对工程质量负责。1）合理安排工序和劳动力配备，下达工作任务单，对工程质量优良的施工班组予以表扬、奖励。2）严格把好采购关，各种原材料必须有出厂合格证，经复检合格后方能使用于工程中。对不合格的材料要进行标识并退场。3）认真审图，做好工程技术交底，检查试验和放线工作，组织施工规范、施工工艺的学习和落实，做好各分项工程的隐蔽、预检工作。及时发现质量问题并提出解决方法。

③施工过程控制。1）组织有关人员认真执行自检、互检和交接检相结合的检查制度，和开展三工序活动（保证本工序、监督检查上工序、服务下工序）并作好记录。三检制由项目技术负责人组织，交付班组长负责，接收班组长负责检查接收，作好交接记录并签字。2）施工过程中使用的计量和试验设备按公司的《计量管理制度》进行操作和使用，施工过程中的成品保护，按成品保护措施执行。

3.7 安全、文明施工保证措施

①安全组织：安全小组由以下人员组成：组长、副组长、组员等。

②安全措施。1）开工前要做好各级安全交底工作。施工机械多，配合工作多，土质条件差等特点，制定安全措施，组织贯彻落实，定期开展安全检查活动。2）施工用电符合安全用电标准，配电箱配锁，由持证电工管理，非电工不得接电。3）基坑开挖时，两人操作间距大于2.5m。多台机械开挖时，挖掘机间距大于10m，挖土机的旋转半径区域内严禁站人施工。施工机械不得撞击灌注桩、水泥土墙等。4）运土车辆出大门時有专人检查车轮是否带泥，并及时清理和做好大门口的保洁工作。5）下雨期间进行挖土时，在施工道路上铺设草席、草袋等，防止车辆带泥，污染场外道路、环境。6）夜间挖土施工时，配置足够的灯光照明。7）禁止在边坡上侧堆土，在边坡上侧堆置材料时，距离边坡上边缘2m以外，材料堆置高度不得超过1.0m。8）雨季在边坡上加盖塑料薄膜，以防止边坡上的土体流失。准备1000只草袋、200根木桩等作为应急物资。当发生边坡局部塌方事故时，将坡脚塌方土体清除，用木桩打入塌方部位的坡脚处加固坡脚，用草袋装土堆砌挡土墙进行事故后的处理。

参考文献：

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