复合式支护工程的施工组织与质量控制

房俊 于方超 王法堂

摘要：本文聚焦复合式支护工程的施工组织流程及其质量控制，以T项目为例，探讨了大型深基坑工程的施工技术和质量控制方法。首先对复合式支护工程的施工组织流程进行了全面分析，其次将重点转向施工质量控制，详细讨论了围护桩施工、边坡及桩间施工等方面的质量控制策略，旨在提高工程的安全性和施工效率。

关键词：复合式支护工程；施工组织；质量控制

DOI：10.12433/zgkjtz.20241249

本文以T项目为案例，进行复合式支护工程的施工组织与质量控制研究。T项目中，B12地块用地总面积为15200.55m2，基坑顶标高11.30～14.20m，基坑底标高-3.20～0.80m，基坑开挖深度在10.10～16.40m之间，设计基坑支护周长为450.75m，面积12800.8m2。B13地块工程用地总面积为16000.65m2，基坑顶标高9.50～13.50m，基坑底标高-5.00～1.00m，基坑开挖深度在11.00～17.00m之间，设计基坑支护周长为460.90m，面积13500.2m2。T项目的基坑支护结构采用围护桩、放坡、锚索的复合型支护结构设计。

一、复合式支护工程施工组织流程

（一）场地平整及降水井的布置

1.场地平整

对于T项目来说，场地平整旨在为后续的围护桩施工和土方开挖创造平稳、坚固的工作环境。平整工作开始前，需对现场进行细致的测量，明确基坑顶标高（11.30～14.20m）和基坑底标高（-3.20～0.80m），以及基坑的总体轮廓和面积（B12地块12800.8m2，B13地块13500.2m2）。平整过程中，需要使用推土机、挖掘机等大型土地平整机械，根据现场条件和土壤特性调整机械参数，如铲斗深度和推进速度，以达到最佳的平整效果。

2.降水井的布置

由于T项目的基坑开挖深度在10.10～17.00m之间，需要设置有效的降水系统控制地下水位、保证施工安全。在降水井的设计和布置上，考虑基坑的具体尺寸和地下水文地质条件。T项目可采用深井泵或潜水泵降水，泵的型号和数量应根据开挖深度和预期的水流量确定。对于深度约15m的基坑，选择功率在2.2～3.0kW之间的潜水泵，泵的布置间距应根据地质调查结果确定，通常间距可设置在10～15m之间。此外，降水井的直径通常在0.8m左右，深井井点布置成环形，调整布置距离为紧靠基坑上缘0.5～1.5m的范围内，井点深度需深入透水层6～9m，以确保有效的水位控制。在实际操作中，降水井的布置应与场地平整工作密切协调。在T项目中，降水井的布置应避免与未来基坑支护结构的位置产生冲突，并考虑施工车辆的通行和操作空间。

（二）围护桩施工及土方开挖

1.围护桩施工

T项目基坑开挖深度在10.10～17.00m之间，选用的围护桩需要具有足够的承载能力和稳定性。围护桩的施工通常采用钻孔灌注桩、连续墙等方法，考虑到T项目的基坑支护周长分别为450.75m（B12地块）和460.90m（B13地块），选择直径为1.2m、深度为20m的钻孔灌注桩，间距约为2.5m，以确保足够的支撑力和稳定性。在施工过程中，需要使用高精度的钻孔设备，并严格控制钻孔的垂直度和位置精度。浇筑混凝土时，应选用强度等级不低于C30的混凝土，并确保浇筑过程无泥浆和杂质污染，以保证围护桩的结构完整性和承载能力。

2.土方开挖

围护桩施工完成后，进行土方开挖工作。对于T项目而言，开挖工作需分层、分段进行，以减少对围护结构的压力和对周围环境的影响。在开挖过程中，应使用轮式或履带式挖掘机等适合的挖掘设备，并根据土质情况和开挖深度选择挖掘方式和设备参数。对于较为松软的土层，使用小型挖掘机进行精细挖掘；对于较硬的土层，则需使用大型挖掘机或破碎机。在开挖过程中，需实时监控基坑的稳定性，并采取设置临时支撑梁等必要的支撑措施。同时，注意对开挖出的土方进行合理的堆放或运输，以避免对现场的干扰和对环境的影响。

（三）锚索施工及冠梁施工

1.锚索施工

在T项目中，由于基坑深度较大（最深达17m），需要使用高强度的锚索来提供足够的支撑力。锚索的选择和施工应基于详细的地质调查和力学分析，通常选择直径为32mm的螺纹钢材作为锚杆，锚索长度一般为20～25m，以确保能穿透不稳定土层，达到稳固地层的目的。锚索的布置间距应根据地质条件和设计要求确定。在T项目中，锚索间距可设置在2.5～3m之间。在施工过程中，首先使用专业的钻孔设备在指定位置钻孔，其次将制备好的锚杆插入孔中，并用高强度注浆材料（通常为水泥浆）进行填充和固定，以形成有效的锚固。在注浆过程中，应保证浆液充分填满孔内空隙，以提高锚索的整体稳定性和承载能力。完成后，对锚索进行张拉试验，以确保其达到设计要求的预应力水平。

2.冠梁施工

考虑到T项目基坑的尺寸和深度，冠梁的设计和施工需要特别谨慎。冠梁的材料应选择强度高、耐久性好的混凝土（如C30级），并根据结构计算、确定其尺寸和配筋方案。例如：冠梁的高度和宽度可设计为1.2m及1.5m，钢筋的直径可为20mm，钢筋间的间距可为150mm。施工时，首先在围护桩顶部或锚索附近搭建模板，其次进行钢筋的绑扎和布置工作，最后浇筑混凝土，应确保混凝土的均匀性和充分振捣，以免产生气泡或松散区域，影响冠梁的结构强度。浇筑完成后，需要进行适当的养护，以确保混凝土达到预期的强度和耐久性。

（四）腰梁施工及桩间挂网喷射混凝土施工

1.腰梁施工

腰梁在基坑支护结构中起到了连接围护桩和分配荷载的作用，因此，其稳定性至关重要。考虑到T项目基坑深度和支护周长的特点，腰梁的设计和施工需要特别精细。腰梁通常采用钢筋混凝土结构，其尺寸和钢筋配筋应根据具体的工程进行设计。以T项目为例，腰梁可以设计为宽0.8m、高0.6m、使用直径为16mm的钢筋，纵向钢筋间距约为150mm，横向钢筋间距约为200mm。施工时，首先在围护桩之间搭建腰梁的模板，其次进行钢筋的绑扎和布置。在浇筑混凝土前，需要检查模板的稳固性和钢筋的位置是否准确。浇筑混凝土时，选择强度等级为C30的混凝土，并确保混凝土得到充分振捣，避免产生蜂窝、砂眼等缺陷。浇筑完成后，需要进行适当的养护，确保混凝土逐渐硬化并达到设计强度。

2.桩间挂网喷射混凝土施工

桩间挂网喷射混凝土施工的目的，是在围护桩间形成一道额外的支护层，增加整个支护结构的稳定性。在T项目中，首先要在围护桩之间拉设钢丝网，钢丝网可使用直径为6～8mm的钢丝，网格尺寸为15×15cm。拉设完成后，再进行喷射混凝土作业。喷射混凝土的强度等级应与腰梁相匹配，可选择C25或C30级混凝土。喷射过程中，需要控制好喷射压力和混凝土的流动性，确保混凝土均匀覆盖钢丝网，并形成适当的厚度。喷射混凝土的厚度可设计在10～15cm之间，以确保足够的稳定性及承载能力。

二、复合式支护工程施工组织质量控制

（一）围护桩施工质量控制

1.尺寸与定位精度控制

T项目基坑深度介于10.10～16.40m之间，因此，要求围护桩必须具备足够的长度和直径，以承受相应的土压力。具体而言，项目可选用直径1.2m、深度15m的围护桩，并采用全站仪、GPS定位系统等高精度测量设备，确保将每根围护桩的位置偏差控制在±5mm以内。这一过程通常需要技术人员与地质工程师和测量师密切合作，以确保所有数据的准确性和可靠性。

2.桩体质量监控

桩体质量监控着重于确保围护桩的物理和化学特性符合工程需求，考虑到T项目不同地块的基坑深度和土壤条件，可选择合适级别的混凝土（如C30级）。在混凝土浇筑过程中，技术人员需要确保混凝土均匀无气泡，可使用振动棒确保混凝土密实且均匀分布在模板内。此外，技术人员需要严格控制温度、湿度等养护条件，以确保混凝土达到最佳的硬化和强度。在T项目中，保持混凝土养护初期的湿度在95%以上，温度在20℃～25℃之间，持续7至14天。

（二）边坡、桩间施工质量控制

1.边坡稳定性分析

边坡稳定性分析的目的是确定边坡的最佳斜坡角度，以保证在开挖和施工期间边坡的稳定性。假设土壤主要由黏土和沙质土壤组成，其黏聚力和内摩擦角将直接影响边坡的稳定性。通过实地取样和实验室测试，可以确定参数的具体数值。假设本项目黏土的黏聚力在25～30kPa之间，而内摩擦角约在15～20°。基于上述参数，技术人员使用边坡稳定性分析软件（GeoStudio或Slope/W）模拟不同条件下的边坡稳定性。考虑到T项目基坑的深度和面积，合理的边坡斜角可能在45～60°之间。除静态条件下的分析外，技术人员还需考虑雨水侵蚀、地震等动态因素对边坡稳定性造成的影响，并针对基坑开挖过程中可能出现的土壤松动、水渗入等异常情况制定应急预案。

2.实施有效的排水措施

在T项目中，技术人员需要对项目区域的自然排水路径进行详细研究，根据地形和地质条件，设计沟渠、排水管、集水井等排水系统。考虑到T项目基坑的深度和面积，技术人员沿基坑边缘设置深度为1m、宽度为0.5m的排水沟，同时每间隔10m设置直径为150mm的排水管。在考虑到地区年均降雨量为800mm的情况，排水系统应能够处理至少每小时20mm的降雨量。此外，技术人员需安装水位计和雨量计，便于实时监测地下水位和降雨情况，并在必要时调整排水措施。若监测到地下水位异常上升，则需要增加排水泵的使用频率或临时增设额外排水设施。

（三）锚索施工质量控制

1.锚索张力控制

锚索张力控制的目的是确保锚索能够提供足够的支撑力，以稳定围护结构。在T项目中，首先要根据工程设计和地质条件确定锚索的类型和规格。假设选择直径为32mm的螺纹钢材质锚索，其设计张力通常应根据地质条件和支护结构的需求确定。例如：若基坑的平均深度为14m，且土壤主要由砂质黏土组成，需要将锚索的预张力设置在150～200kN之间。锚索的施加张力需要通过专业设备进行精确控制和测量，施工过程中，技术人员需要使用液压拉伸器对锚索施加预应力，利用张力计或类似仪器实时监测张力值，确保其在设计范围内。在施加150kN的预张力时，允许的误差范围在±5kN。施加张力后，需要对锚索进行固定，通常采用锚固剂或锚固板来实现。锚索布置方面，需要考虑到基坑的大小、形状和深度，以及对周围环境的影响。在T项目中，可选择每隔2m布置一根锚索，并确保锚索之间的角度和间距符合设计要求。

2.锚固效果检测

施工完成后，技术人员需定期进行锚索的拉力测试和视觉检查，以监测其性能。具体的检测包括锚索的应力测试、锚头的状态检查和周围土体的稳定性评估，在T项目中，可每隔三个月进行一次锚索的拉力测试，使用专业设备测量其实际承受的拉力，并与设计值对比。若发现拉力低于设计值的90%，则需进一步检查并采取补救措施。此外，检查锚头的锈蚀、裂缝或松动情况，同时监控锚索附近土体的移动或裂缝情况，以评估其对锚索稳定性的潜在影响。

（四）冠梁、腰梁的施工质量控制

1.保障结构的完整性

结构完整性的控制主要是确保冠梁和腰梁的结构强度、稳定性和耐久性符合设计要求，假设T项目的冠梁设计采用C40级混凝土，其尺寸为0.6m宽、0.8m高。为确保结构的完整性，需要在混凝土浇筑过程中严格控制水灰比，使用高品质的水泥和骨料，并使用振动棒确保混凝土在模板内均匀分布，没有气泡或空洞。此外，技术人员需要对冠梁和腰梁的钢筋配置进行精确控制。钢筋的直径、间距和层次必须严格按照设计图纸执行，如：使用直径为12mm的HRB400级钢筋，横向和纵向钢筋间距控制在15cm以内。施工过程中，技术人员还需定期检查钢筋的位置和绑扎质量，确保其符合设计要求。

2.连接部位的处理

连接部位处理的关键在于确保梁与其他结构（如围护桩、锚索等）的连接部位牢固、无裂缝和变形。技术人员需要精确控制连接部位的施工工艺和材料质量，对于冠梁与围护桩的连接部位，使用能够承受至少150kN拉力的连接器和高强度锚固剂。在连接部位的施工中，技术人员需重点监控连接器的安装位置和角度，确保精准对接并坚固固定。安装连接器时，需使用精确的测量工具，确保其与冠梁的中心线完全对齐，且安装角度误差不超过0.5°。此外，使用的锚固剂必须按照制造商的规定比例和方法混合和施用，以确保最佳的粘接强度和耐久性。

三、结语

综上所述，本文通过对T项目的深入分析，明确了复合式支护工程施工组织的关键步骤，并在此基础上，对施工过程中的质量控制进行了详细探讨。通过对场地平整、降水井布置、围护桩施工、土方开挖等环节的细致分析，提出了一系列有效的质量控制措施，旨在确保工程的安全性和稳定性。此外，对围护桩施工和边坡、桩间施工的质量控制给予了特别关注，强调了精确施工和质量监控的重要性。

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