建筑工程施工中深基坑支护施工技术管理研究.pdf

技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 29 期建筑工程施工中深基坑支护施工技术管理研究程周炳，闫艳艳，唐敏，史立冉（中国地质大学（武汉）校园规划与基建处，武汉 430074）随着经济发展以及城市化进程的加速，高大建筑不断涌现。为了保证高大建筑物的稳定性，必须开挖深基坑以满足建筑物地基稳定性的需求。深基坑的稳定性成为基建安全性的保证以及城市发展的关键要素。由于软土建设项目的数量越来越多，相关的地质和周边条件也越来越复杂，基坑施工管理也越发重要1。此外，建筑业正朝着高层建筑的更深层次发展，深基坑支护技术的施工管理和技术水平明显提高，参与工程建设的各方越来越重视深基坑支撑技术的管理。此外，政府行政部门对深基坑施工的监管越来越严格，制定了相关基坑施工管理措施以防止深基坑事故发生。由此可见深基坑施工管理技术关系到财产和生命安全。目前深基坑支护施工管理是工程中面临的难题，这是由深基坑开挖深度值大、稳定性差及土层地质复杂等因素造成的。虽然目前我国已经积累了大量深基坑施工管理的经验，但是相关事故仍有发生。而深基坑支护是保证基坑安全的主要设施，因此深基坑支护施工管理是深基坑工程必须面临和解决的问题。对此本文结合实际工程，针对具体的支护方式，论述了深基坑支护施工管理的关键细节，为相关工程提供了参考。1工程概况拟建某大厦地下 2 层，东西长 70.0 m，南北长105.0 m，基坑坑底埋深 11.4 m。基坑场地地面平整，地势没有明显山坡或丘陵地带。场地范围内与基坑开挖有关的土层依次如下。第淤层：填土，杂色，稍湿，稍密。第于层：粉土，含有水分，黄褐色，中密到密实之间。第一作者简介：程周炳（1988-），男，硕士，工程师。研究方向为工程施工管理。摘要：深基坑支护结构的施工技术管理是基坑工程的安全保障。为加强深基坑支护施工管理，保证支护结构质量和安全性，该文结合实际深基坑工程的支护结构，针对关键支护构件预应力锚索和水泥搅拌桩施工技术进行研究分析，依据支护结构施工方法及施工管理关键重难点，明确锚索和搅拌桩施工技术管理要素。结果表明，预应力锚索施工技术的关键管理要素为锚固体的成型质量；水泥搅拌桩施工技术的关键管理要素为水泥浆浓度以及提升速度。该结论为深基坑支护施工管理和保障深基坑支护施工质量提供理论依据。关键词：深基坑；支护结构；施工管理；预应力锚索；水泥搅拌桩中图分类号院TU753文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2023冤29-0177-04Abstract:The construction technical management of deep foundation pit supporting structure is the safety guarantee offoundation pit engineering.In order to strengthen the construction management of deep foundation pit support and ensure thequality and safety of supporting structure,based on the supporting structure of practical deep foundation pit engineering,theconstruction technology of prestressed anchor cable and cement mixing pile is studied and analyzed in this paper.According to theconstructionmethodofsupportingstructureandthekeydifficultiesofconstructionmanagement,theconstructiontechnicalmanagement elements of anchor cable and mixing pile are defined.The results show that the key management factor of prestressedanchor cable construction technology is the forming quality of anchor solid,and the key management elements of cement mixingpile construction technology are cement slurry concentration and lifting speed.The conclusion provides a theoretical basis for themanagement of deep foundation pit support construction and ensuring the construction quality of deep foundation pit support.Keywords:deep foundation pit;supporting structure;construction management;prestressed anchor cable;cement mixing pileDOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.29.043177-2023 年 29 期技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application第盂层：粉质黏土，具有一定可塑性、黄褐色，稍具腥味。第榆层：粉土，灰褐色，潮湿，密实。第虞层：粉土，密实，深灰色，稍具腥味，潮湿。第愚层：粉土，密实，灰褐色，潮湿。第舆层：粉质黏土，稍具腥味，黑灰色，有一定可塑性。第余层：粉砂，密实，饱和。第俞层：细砂，密实，饱和，褐黄色。基坑上部 3.0 m 按 1颐0.3 放坡开挖，3.0 m 以下垂直开挖，采用水泥搅拌桩和锚索支护方案，桩径 800mm，桩间距 1.5 m，有效桩长 16.0 m，通长配筋。锚杆如下进行布置：第一排锚杆长度为 11.0 m；第二排锚杆长度为11.0 m；第三排锚杆长度为 11.0 m。锚索的横向间距为1.5 m。主要支护剖面如图 1 所示。图 1基坑支护剖面图该深基坑支护的关键结构为水泥搅拌桩和预应力锚索。其中水泥搅拌桩作为关键承担荷载结构，其作用一是固定边坡土体，抑制边坡土体下滑变形。二是作为锚固结构，固定预应力锚索和土钉等结构。锚索的主要作用是通过预应力挤压边坡土体，降低边坡土体孔隙率，将边坡土体与水泥搅拌桩形成整体，增加边坡稳定性。本文将针对水泥搅拌桩和预应力锚索的施工技术管理进行论述分析。2水泥搅拌桩施工技术管理2.1水泥搅拌桩施工概念及工艺水泥搅拌桩以水泥浆为固化剂，通过钻杆和搅拌钻头将基底中的软土或砂与水泥浆强制混合，从而提高了基底的强度。该技术在软土加工中得到了广泛的应用，并取得了显著的效果。在现代深基坑支护技术中，通常将水泥桩与支护结构体系相结合，以增强基坑边坡稳定性2。搅拌桩的制造流程如图 2 所示。2.2水泥搅拌桩施工技术管理重点与难点分析本工程基坑支护工程采用水泥搅拌桩加固基坑内外防水帷幕。由于施工地质条件恶劣，浆液中的混凝土搅拌机的质量受到很大损害。在水泥搅拌桩的早期施工中，小开挖导致桩内水泥土质量差、搅拌不均匀。根据原因分析，现场水泥浆液的生产方法是没有依据的，缺乏科学的管理手段，完全基于工人的个人工作经验。水和水泥的重量没有量化，现场产生的水泥浆液与项目标准之间存在显著差异。同时，水泥搅拌桩的快速成型使水泥和土壤的混合不均匀。为了确保水泥浆液的成分符合设计要求，有必要在项目开始前通过标准组装确定每次注入的水和水泥重量。定期或不定期检查水泥浆液浓度，严格控制搅拌桩下降速度，不定期进行检查，提高工人的培养水平。图 2搅拌桩施工流程图钢绞线，总长 L越圆缘 园园园 皂皂，自由段长l越愿 园园园 皂皂，锚索张拉预应力 员缘园 噪晕直径 圆园 皂皂 带肋钢筋，总长 L越猿 园园园 皂皂钢绞线，总长 L越圆缘 园园园 皂皂，自由段长l越苑 园园园 皂皂，锚索张拉预应力 员缘园 噪晕直径 圆园 皂皂 带肋钢筋，总长 L越猿 园园园 皂皂钢绞线，总长 L越圆园 园园园 皂皂，自由段长l越远 园园园 皂皂，锚索张拉预应力 员缘园 噪晕直径 圆园 皂皂 带肋钢筋，总长 L越远 园园园 皂皂基底埋深 员员援源 皂水泥搅拌桩有效桩长 员苑援园 皂，桩径愿园园 皂皂，桩间距 员 缘园园 皂皂桩底埋深 员怨援园 皂钢筋网+面层 C20混凝土自然地面冠梁平整场地放线定位挖沟槽桩机就位第一次预搅下沉挖水泥浆池水泥浆拌和注浆、搅拌提升第二次预搅下沉注浆、搅拌提升达到设计深度成桩、移机下一桩施工178-技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 29 期浆液罐中的搅拌时间应至少保持 3 min，以避免水泥离析。即使运输暂停，搅拌机也应继续搅拌。泥浆罐的容量应足够，不仅要避免水泥用量不足造成水泥搅拌桩强度不够，同时还要防止水泥用量过大，影响成型规模和质量。在施工过程中，必须严格控制打桩机的提升速度。为了保证桩的质量，在钻孔和提升过程中必须使用慢速齿轮。这是因为需要留存足够的时间供水泥与泥浆反应，以满足水泥搅拌桩强度。为确保桩端成桩质量，在钻孔至设计高度时，喷嘴应保持在桩底，以继续喷射。喷洒时间不应少于 30 s，然后搅拌并均匀提升。当达到桩端的设计高度时，继续搅拌几秒钟，以确保桩头均匀紧密。如果在施工过程中泥浆停止，应将桩机钻机降低到泥浆停止表面以下 0.5 m 以上的位置，并在恢复泥浆供应时喷洒和升起泥浆。如果钻孔持续时间超过 1 h，以防止泥浆硬化和堵塞管道，应首先提升钻杆，然后用清水清洗泥浆输送管。3锚索施工技术管理3.1锚索施工工艺锚索施工工艺如图 3 所示，主要包括锚索定位-锚索制作-锚索安装-清孔注浆-锚索张拉。图 3锚索施工工艺3.1.1锚索定位当土方开挖达到锚索高度以下 2030 cm 时，重新检查锚索的水平高度，并根据设计的锚索水平间距要求布置孔洞。3.1.2锚索制作在使用 3*7椎5 锚丝材料之前，应将高强度预应力钢丝表面的油污和锈膜清除干净，并用研磨机进行切割。严禁使用焊接机进行燃烧。开放区域覆盖着柔软的橡胶波纹管，将其与锚索紧固件分开。3.1.3锚索安装在下放锚索之前，穿孔管穿过每对钢丝环的中心，以避免卡在锚索之间，便于穿孔后拆除；二次水泥管与钢筋连接，在锚固区安装均匀的溢流水泥孔，并用胶带密封，以防止水泥浆进入管道。3.1.4清孔注浆当钻孔深度达到设计深度时，使用水泥泵将大量清水注入钻孔，并将钻孔中的溶液和其他杂质排出钻孔，直到钻孔返回纯水3-4。本工程锚索采用二次注浆工艺。第一种类型的水泥是水灰含量为 0.450.55 的清洁溶液。42.5R 普通硅酸盐水泥。水泥浆应搅拌均匀并根据需要使用，并应在凝结前完成。在第一次溶液完成后 35h 进行第二次高压溶液。采用纯水溶液进行二次固结，水灰比为 0.81.0。3.1.5锚索张拉锚索张拉工序如图 4 所示。锚索浇筑完成 28 d后，冠梁混凝土达到设计强度的 80%以上，即可进行锚索预安装。安装千斤顶、压力表和机油泵后，可以开始张紧。在锁定夹紧装置之后，压力必须逐渐施加。图 4锚索张拉工序千斤顶、压力表标定安装锚头钢垫板安装限位板初张拉（员园豫晕）千斤顶与油泵联接安装工具锚安装千斤顶分级张拉达到设计值锁定拆掉千斤顶割除多余锚索土方开挖至设计标高施工作业面平整度满足施工要求锚索孔定位按图示钻机就位清水冲洗孔终孔按孔深制锚索安装锚索锚索防腐锚索灌浆配合比按设计混凝土冠梁施工预应力张拉锁定深度按设计监理验收锚索跟管钻孔80%强度179-2023 年 29 期技术 窑 应用科技创新与应用Technology Innovation and Application3.2锚索施工技术特点锚索施工的主要特点是在锚固点铺设锚固件。当锚杆达到一定强度后，拉动锚索，向支护桩提供锚固力，在桩与基坑地面之间形成整体支护体系，降低支护桩的水平位移和内力，将基坑变形控制在规范允许范围内。锚索通常用于基坑保护系统，因为其占用面积小且易于使用。然而，锚索的施工必须取决于地质条件、材料厚度和施工方法，所有这些都会影响锚索的强度和基坑的变形程度。因此，有必要在施工过程的每个阶段加强施工管理，特别是在土壤条件方面。应进行技术试验，以确定在地质条件下锚索施工是否符合设计要求。通过加强施工过程中的重要环节管理，采用正确的设计技术和方法，保证预应力锚杆的管理。3.3锚索施工技术管理的关键点3.3.1锚索施工质量控制淤施工时钻机应平整，以避免钻井过程中的波动影响钻机质量。于应使用指南针检查钻头的倾斜角度，偏差应控制在依1毅以内。盂由于本项目地质条件较差，在施工过程中使用房屋对墙体和孔洞进行观测。榆锚索制作完成后，进入锚孔前必须经过监管部门或甲方的检查。虞严格按照水泥成分的实际比例，不得有小颗粒。泵送前，用筛子过滤，防止泥浆泵堵塞。愚在铺设锚索之前，必须清除孔内的淤泥或沉积物，直到流出干净的水，以避免孔内淤泥对水泥淤泥厚度的过度影响。舆泥浆从孔中排出后注入锚索后，通常需要在第二天填充浇筑的锚孔。3.3.2锚索技术管理的重难点预应力锚索之所以能在技术支撑中发挥重要作用，不仅在于其原材料的质量保证，还在于锚的固效果。然而，锚能否承受预载取决于钢绞线和砂浆之间的摩擦力，以及整个水泥体和锚墙之间的摩擦力。由于本工程地质条件复杂，岩石在基坑支护工程中的位置较深，因此无需将锚索末端固定在岩石上。结构端部应固定在泥沙或中粗砂中，而锚索在泥土、泥沙、淤泥和中粗砂层中的施工质量会直接影响张拉预应力，进而影响锚索预紧力和基坑边坡整体性的可靠性。以确保锚索本体质量符合设计要求5-6。该项目地质条件恶劣，淤泥层太厚，无法使用传统钻机钻取锚索，因此必须确保末端锚索的强度。在施工管理方面有必要持续监测从孔道中冲洗出来的杂质，以确定中粗砂层的分布深度。同时为了防止其他杂质影响施工质量，应该使用二次注浆的清洁水用于注浆锚索孔冲洗7-8。第二次固结在第一次压实后 4 h 进行，同时为了加强施工质量管理，必须依据测力仪数据集中进行校正。在开挖过程中，锚索的张力增加，基坑顶部的水平位移发生显著变化。锚索施工 28 d 后，应将锚索拉紧。应在应力测试之前进行，以确保所有预应力钢扭结中的应力是均匀的。同时锁定锚索张力后，无需快速切断锚索末端多余部分，防止二次张紧锚索松动9-10。4结论本文结合实际工程案例，论证了深基坑支护中的水泥搅拌桩和锚索的施工管理的重难点，结论如下：1）水泥搅拌桩施工管理的重点是确保水泥搅拌桩的质量，为了保证强度质量，施工管理中心需要满足水泥浆浓度；为了保证水泥搅拌桩成型质量，需要控制浆液注浆速度以及设备提升速度。2）锚索施工的关键要素是锚固体质量，以保证足够锚固力的产生，保障锚索作用范围内土体和桩的有效结合。参考文献院1 许景达，梁明，许李鹏.探究建筑工程施工中下穿隧道深基坑支护的施工技术管理J.中国住宅设施，2022（10）：112-114.2 孙永振.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理分析J.中国建筑装饰装修，2022（18）：130-132.3 任国斌.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理研究J.中国建筑装饰装修，2022（10）：92-94.4 黄桂祥，黄煌强.深基坑支护的施工技术管理分析J.江西建材，2021（9）：234-235.5 董慧.深基坑支护工程施工技术管理重点与方法的分析D.广州：华南理工大学，2013.6 王磊.深基坑支护施工技术在建筑工程管理中的应用原则与技术分析J.居舍，2022（2）：76-78.7 魏晶.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理研究J.居舍，2020（7）：165.8 常勇.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理及应用J.科技创新导报，2020，17（4）：20-21.9 徐炳进.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理要点J.住宅与房地产，2020（3）：199-200.10 康水妙.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理研究J.四川水泥，2019（11）：138.180-