建筑工程深基坑土方开挖及支护施工技术.pdf

建筑工程深基坑土方开挖及支护施工技术马金荣(福建荣建集团有限公司 福建 龙岩)摘 要:深基坑支护技术非常重要 能够确保建筑施工的安全性 深基坑土方开挖、支护施工的问题较多 必须深入分析深基坑支护现状 避免影响支护结构的稳固性 建立完整的支护体系 维护深基坑的稳定与安全 研究以长汀县大同镇同裕小区安置房工程案例为主 重点分析深基坑土方开挖工序、支护施工技术 并且提出相应的质量保障措施 维护建筑工程的质量效益关键词:建筑工程 深基坑 土方开挖 支护施工中图分类号:文献标识码:文章编号:()深基坑是开挖深度超过 的基坑 涉及土方开挖、支护、降水等环节 部分基坑开挖深度不足 但是周边环境、地质条件、地下管线复杂 会对周边建筑安全产生影响 深基坑土方开挖、支护施工为基础环节 会直接影响建筑地基结构的稳固性 深基坑的特点如下:)深基坑支护体系为临时性工程 具备较高风险 且安全设备配置不到位)具备较强的区域性 不管是土方开挖 还是支护工程 都需要勘察现场地质情况 制定科学的施工方案)深基坑施工的影响因素多 会增加工程难度)深基坑工程具备较强的综合性 技术人员不仅要掌握岩土工程知识 还要了解测量技术、力学理论、计算机技术等知识 工程概况本工程为新建 栋建筑物 地下 层 地上 层 建筑高度 总建筑面积 其中地下室建筑面积 项目基坑上部边与汀江支流的距离约 上部边沿与人行道的距离约 根据场地资料显示 场地开挖范围内无地下管线 场地现状标高为 该项目基坑的最大开挖深度为 根据施工环境、开挖深度、危害后果的严重程度、地基高度以及工程地质要求和水文地质要求等 确定了地基的安全管理层次为二级 两侧的保护系数均为一点零 项目基坑最大开挖深度为 存在危险性 基坑支护、土方开挖施工方案应组织专家论证按照工程地质条件、基坑深度要求、周边环境等因素 本基坑支护形式如下:旋挖灌注桩、局部预应力锚索的联合支护形式 支护桩间采用高压旋喷桩作为止水帷幕 其中 根旋挖灌注桩 根高压旋喷桩本工程的重难点如下:基坑支护、土方开挖交叉作业 开挖之后遇到降水天气 临近汀江支流近边坡很容易失稳 土方开挖、基坑支护加固要求高安全防护要求高 建筑工程深基坑土方开挖及支护施工技术 基坑降、排水施工方法该项目地下水位较高 在土方施工前应做好降排水位工作 基坑一般在正常地下水位以下 为保证基坑施工的便利性 施工技术人员应降低水位并做好降水措施 本基坑工程采用疏干井降水施工法 如图 所示图 降、排水施工工序)疏干井:成孔直径 井管内壁直径为 间距约 本基坑工程共布置 口降水井 深度超过基底标高 )在建筑施工过程中 如果电梯井、集水坑内积水很大时 可在电梯井、集水洼二旁设有管井以减少地下水)设计一个集井:在项目地基四周距离 处 设计集井 集水井长度为 进深约 井底位置位于沟底部约 并随地基的开挖而逐渐提高 以确保排水顺畅)截水沟:基坑坡顶采用挖沟喷射混凝土截水沟 断面为长方形 深度 宽度 截水沟的水经沉淀后 排入基坑周边市政排水管网)泄水管:在大雨天时 为防止暴雨侵蚀路 建材发展导向 年 月第 卷第 期基、清除边坡的雨水 在各边坡坡上安装泄水管泄管道一般选用 管()直径为 最大坡度约为 将管壁钻成梅花洞 深基坑土方开挖)土方开挖至设计图纸中要求的基础底标高以上 由人工进行修土 在土方完全退土后 在最后阶段先开挖地基的中央部分 再开挖四周部分完成土方开挖任务后 即挖除坑内路堤 此时应将边坡分段削平 同时防止挖掘机的翻压过大 对人工修土应严格按照规范进行修土 应紧跟挖掘机进行 对大井、小电梯以及井余土修挖后 要进行计量标定)在基坑土方开挖过程中 随挖土深度的加大 在地基底周边、中部等分区位置设立了排水明沟 待至土方开挖到设计标高后 就应当完成浇筑素混凝土垫层 并同时进行基层保护 以防止地基底土体暴露时间过长)地下室外墙防水施工完成后 及时回填基坑周边土方 缩短基坑侧壁裸露时间 基坑土方的浇筑后 应设置临时的渣土坡道 挖运设备进入基坑作业 土方开挖后 对出土边坡设置要保持边坡承载力的均匀性 在机械通道上铺设钢板 深基坑支护工艺 挂网喷射混凝土面本工程基坑 、剖面地面以下 坡面采用 钢筋网 并喷射 厚混凝土()支护 施工过程如下)铺钢筋网和加强筋:分层、分段铺钢筋网 加劲筋骨架采用 钢筋 钢筋网固定于边墙上 由边壁的绑扎网伸出至地表直径约 钢筋绑扎网采取水平绑扎搭接方式上下段的绑扎网搭接距离约为 每水平方向的钢筋搭接距离)喷洒混凝土:在作业面处理后 尽快铺上钢筋直径网 再喷洒至混凝土基层上(厚)使用干式喷洒技术 喷头为垂直喷面 喷洒长度调节范围为 喷射操作中 空压机风量大于/避免堵管 喷射混凝土面层斜交搭接长度 钢筋搭接长度大约为喷射厚度的二倍 为二次喷射混凝土 终凝后 即进行下养护 以提高混凝土的表层湿度 共养护时间 下注浆方法体和所浇灌混凝土的表面硬度 均须达到设计强度 而后再完成下层土方 并完成下注浆的锚索施工需要根据工程实际 合理设定注浆量 相应注浆量计算公式:()式()中 指的是浆液扩散半径 指的是注浆长度 指的是底层空隙率 指的是地层填充系数 指的是浆液消耗系数)质量检测:通过钻孔测试喷射砼的基层材料 钻孔数宜为/组 每组多于三点 支护排桩施工工艺本工程基坑工程各段边坡均有采用排桩支护形式 排桩采用机械旋挖灌注桩 排桩间距 桩径 灌注桩混凝土强度等级为 施工工艺如下)钢筋笼直径及制作应符合设计要求 本工程钢筋笼制作采用通长制作 整根吊放)浇灌混凝土时 加快混凝土灌注速度 从而加大冲击力 促进排渣 埋管深度大于 禁止将导管提出混凝土面 但也要控制埋管深度 避免提管困难)为了提高水泥质量 混凝土的充盈系数为 达到桩顶设计标高之后 混凝土的浇筑超高量必须大于)在整个项目进行中 随时核对地质数据 仔细审核施工工艺 发现重要情况及时与设计院联系并妥善处理 旋挖灌注桩施工)放样定位:按照图纸、测量控制资料 组织施工技术人员进行桩基放样工作 根据设计图纸定桩位 桩位点打钢筋桩 埋深 联合监理人员复测轴线、桩位 做好复核记录 之后才能埋设护筒)旋挖钻机就位:在钻机就位时 事先测试钻机的运行情况、检查相关装置 以保证钻机工作正常 钻机在对准桩的十字中心后 可以锁定所在位置 当钻机重新定位时 必须将钻头中心和桩位轴心对齐 偏差小于)埋设护筒的方法:先采用自动沉拔桩的方式吊放护筒的位置 待安放完钢护筒后 再利用放样时定位控制桩 接着再把护筒吊放孔内 以确定与钢护筒中心距离 之后再移动钢护筒 以确护筒位置与桩心的偏差不到 使用沉拔桩机振动打入钢护筒)钻机成孔步骤:旋挖钻机为筒型钻头 在孔内将钻头下降到预定深度后 然后转动钻机并加压将旋起的土挤入钻筒内 待泥土挤满钻筒后 反转钻头 将钻头底部封闭并提出孔外 自动开启钻头底部开关 然后丢弃废土 钻头在就地后钻孔 回进尺深度控制为 在钻孔中 钻头应轻压或慢转 用控制盘监控垂直度 若有误差进行调节 成孔后 检查钻头直径、磨损度 及时更换磨损超标钻头)钢筋笼制作技术与配置:首先 钢筋笼的最大钢筋直径接头采用焊接技术 与相同尺寸的结构接头比为 同时钢筋笼主筋采用保护层间隔件 年 月第 卷第 期 建材发展导向 结构 其加劲箍筋的内支承部位应采取井字形构造当桩径低于 的 钢筋笼加劲箍筋应放在主体钢筋外侧 分段生产的钢筋笼孔口在对接安装时应随时调整垂直位置 声测管钢筋笼的同时安装待至最后钢筋笼安装完毕时 才能确认 而钢筋笼生产与安装上的容许偏差见表 表 钢筋笼制作与安装允许偏差控制项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法主控项目主筋间距用钢尺量长度用钢尺量一般项目箍筋间距用钢尺量直径用钢尺量 )混凝土浇筑:混凝土塌落度控制在 进行施工作业后 由专人检查孔内混凝土高度 浇筑混凝土至接近设计施工高度时 严格控制最后一次浇筑量 以保证桩顶高度达到设计要求 高压旋喷止水帷幕施工工艺本工程地下水位较高 为了防止基坑在开挖期间水位下降产生径流 基坑四周支护桩间采用高压旋喷桩作为桩间土固结防护及止水帷幕 旋喷桩直径为 间距为 采用双管旋喷 喷嘴 流量 /)桩位放样:利用电子全站仪放出路基二旁纵向的桩 根据桩位布置图逐桩放出桩位 最后确定每个旋喷桩位 摆样后测试桩位置 确定桩位置、面积、布置方式的正确性)将钻机定位:转动钻头至所设定孔位 将钻机指向孔位中心 钻机定位时 要进行平面修正将其钻杆轴垂直指向钻机轴心部位 确保钻机垂直角度达到设计要求)钻孔:在钻孔后 一根钻杆用完时停止射水 水压降低后 立即使用长钻杆 然后连续射水、钻孔 直到钻出的桩高 桩长根据钻孔杆上标明的刻度线来计算)旋喷:当喷管超过设定深度时 由喷嘴喷出的高压浆液破碎混凝土体 喷嘴一面喷射一面旋转和提升 工艺技术人员可以随时检查泥浆的初凝时间、注浆流速、压强、旋转上升速率并进行记录从而绘制作业流程曲线 预应力锚索施工方法及工艺本基坑 剖面支护桩顶冠梁位置 设置 道预应力锚索 锚孔截面为 选择 钢绞线 锚索倾角为 间距为 施工工艺如下)锚孔测放:基坑施工边挖边加固 按照设计要求 锚孔位测放在坡面上 误差小于)钻机布置就位:从锚孔钻入施工 必须搭建钢管脚手架 根据斜坡表面量测放孔位置 并正确布置定位钻头 以调整钻机方位 偏差小于 钻孔倾角、方位均满足设计条件 倾角容许偏差为 方向容许偏差为 )钻进情况:在钻孔过程中 详细记载各孔的岩层状况 钻进情况、地下水 如有塌孔、缩坑等情形时 必须进行停止钻进 同时做好固壁注浆材料的成型处理 待水泥沙浆初凝时 再扫孔钻至)锚固注浆:锚索孔注浆材料采用水泥浆 采用二次灌注浆材的方法 一次灌注方式是常压灌注浆 一般混凝土用量是/首次注浆方式要求先采用初凝水 然后再进行第二次加压的注浆方式材料 水灰比 注浆料压力不能小于 如遇冒浆现象 则停止注浆 二次注浆料总压增加至 后 关掉注浆料闸门 静止约 为宜后再卸压 锚固体强度要超过)锚头张拉安装以及锁定:当锚孔的注浆材料 以及锚梁混凝土达到了极限抗拉强度的 时 才可以开始张拉安装 张拉时要校准张拉设备以减少拉伸应力偏差 如采用的钢锥型锚具 其锚头张拉工作应按规范分六级进行 在张拉进行至最后一级载荷时 必须持荷时间在 内以上 在卸载至设计载荷之前必须锁定 基坑施工的防护措施)对相邻建筑物上设计水平沉降观测点 在建筑物和拟建项目上设计水平移动的观测孔 在实施中实行定时定期观测)检查周围建筑物的已有裂缝 进行记录和拍照 施工阶段由专人测量并检查相对的裂缝 若有重大改变应立即制定相应措施)通过土壤沉降、土体位移数值 以及裂缝长度变化、地下水位 综合分析建筑是否的结构安全同时采取了相应保护措施)项目进行时 对附近建筑设有移动监控点、沉降观察点 工程施工后 定时检测管道沉淀量 向工程建设有关方提交观测点布置图、沉淀检测数据)在监测过程中 一旦出现地下水位降低幅度过大 或出现土体固结下沉现象 则应及时停止排 建材发展导向 年 月第 卷第 期水 若因土体的移动引起不平衡下沉 则需压密注浆后的土体)支护桩施工时 降低震动对建、构筑物的影响:邻近建、构筑物周边开展支护桩施工时 必须严格控制成孔震动 避免影响建筑物 同时要密切监测建筑物沉降情况 按照监测结果 分析支护桩施工对建筑物的影响)工程人员按照地质报告 控制好泥浆配比避免成孔过程的槽壁坍塌事故 同时控制好邻近墙体的成槽时间)在基坑降水过程中 注意对建筑主体、结构的防护措施:在降雨工程中 项目部人员严密监视基坑外水位变动 一旦建筑围护结构的渗漏变化明显时 并出现了基坑外水位降低现象 则要立即停止降水 同时加固补强渗漏部位的建筑围护结构也可以采取坑外灌注办法 抑制地基沉降的变化以避免危及建筑安全)基坑开挖过程和保护建筑物的管理:分段、分块、分层进行土方开挖 必须遵循基坑开挖“时空效应”的准则 在基坑开挖过程中 应当在整个开挖阶段 及时实施喷射混凝土护面防护 从而缩短基坑无支撑暴露的时间 在完成了每一个基坑开挖阶段后 及时实施了这段的内部结构施工 从而缩短了基坑暴露时间 而当基坑暴露时间越小 则对基坑围护的影响变化也愈小 才能保护基坑周围的建筑物 同时要减少流动荷载对基坑的冲刷 在基坑开挖过程中 控制重型土方工具与机械设备的操作和停留 从而减少了基坑的沉降速率 以实现保护建筑物的目的 基坑开挖过程中 对建筑围护结构的露面进行挂网喷浆浇筑 并指派工作人员监视渗漏水状况 进行清除渗漏水 如果产生流砂情况 在涌砂部位高于浇筑面时 用水玻璃封堵 或打设注浆材料方法管 基坑监测施工方法如果基坑的监测数据、现场巡查数据等都提示危险征兆的存在 就应该进行报警 其主要危险征兆为:)支承结构位移速率大于设计规定的最大位移极限值)支承结构位移速率增大而不收敛)支承结构的内力超过了设计限值)新支护基础部位出现了危及建筑总体稳定性的情况)新建地面出现了局部沉降)新建地面施工场地出现了隆起的现象)新建地面出现了流土、管涌的现象建设单位委托第三方部门来监测基坑 施工单位将根据实际施工状况 积极配合施工监理人员作业 并委派人员巡查基坑的支撑结构和周围环境重点巡查项目包括:)检查基坑支撑结构:支护构件的成型质量、基座与支架倾斜、止水帷幕渗漏、墙后混凝土体的沉陷收缩、裂缝与滑动、坑涌土、流沙、管涌等)基坑建设情况:基坑的施工深度、地质情况、基坑排水与回灌设备的工作要求、基坑周边堆载情况)检验设施:基准站、检测点完好情况、检验设施作业状况、检验元件完好情况 结语综上所述 深基坑开挖施工时 必须遵循专项施工方案施工 首先要确定开挖顺序、开挖深度遵循分层分段、先撑后挖方式 加大土方开挖、支护的配合度 本文以具体工程案例为研究对象 分析工程实际情况、基坑支护结构形式 详细论述土方开挖工序、支护工序 充分发挥出支护结构的作用 保证基坑开挖的稳定性 降低安全事故率参考文献:巫小明 深基坑土方开挖及支护施工技术分析 以怀柔区北房镇驸马庄村棚户区改造项目为例.江西建材():杨哲铭 浅析某大型住宅项目深基坑支护及土方开挖施工技术.智能城市():沈进洋 探讨高层建筑的深基坑土方开挖与支护结构优化策略.现代物业(中旬刊)():应振涛 深基坑土方开挖及围护施工工艺及技术探究 以和顺沁园春为例.安徽建筑():李炎地 受污染地块的深基坑土方开挖及污染土验收流程探究.建筑施工():收稿日期:作者简介:马金荣()男福建龙岩永定人本科工程师主要从事建筑工程施工工作(责任编辑:周屏昆)年 月第 卷第 期 建材发展导向