超大深基坑工程关键施工技术的研究

【摘要】近年来，愈来愈多的地下空间在城市中得到开发利用，由于深基坑、超深基坑(深度30m以上)开挖引起的环境效应问题日益突出，超深地下工程设计、施工的关键技术已成为岩土工程界面临的重要的研究课题。本文将围绕超大深基坑工程关键施工技术进行研究。

【关键词】超大深基坑工程关键施工技术研究

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、关键施工技术

1、施工顺序

本基坑工程总体施工顺序为：测放基坑线开挖地槽、桩机就位复测桩位施工支护桩、旋喷桩钻进钻孔、喷射水泥浆二次挖地槽凿钻孔桩桩头降水井施工、降水施工圈梁开挖土方、施工土钉基坑监测。

2、桩间土钉施工技术

采用中800@1200mm钻孔灌注桩+桩间中140x3．smm@：1200mm钢管土钉复合结构作为支护方案，如图3所示。钻孔灌注桩支护桩间采用中800@1200mm二重管高压旋喷桩止水，坑内采用管井降低地下水位，坑外布设一定数量观测井(回灌井)。为了增强基坑支护桩的刚度，提高整体支护体系的稳定性，要在支护桩上的顶圈梁混凝土强度达到设计要求后，才能进行下一步支护桩的钢管±钉施工。钢管土钉与桩间的连接节点构造如图4所示。土钉的施工方案采用项管工艺法，顶进的长度根据设计要求确定。待施工结束后进行抗拉试验，测承载力，并评估设计方案。如果此方案切实可行，再进行后续推广使用。

3、旋喷桩施工技术

这里以二重管喷射为例。它是一种浆、气喷射，浆液灌注搅拌混合的方法，即用二重喷射管使高压水泥浆和空气同时横向喷射，并切割地基土体，借助空气的上升力把破碎的土由地表排除：与此同时，使水泥与土达到止水及加固目的。本次设计桩径≥800mm，桩间lEEl200、1300和1500mm。旋喷桩机在施工中的提升速度按设计要求严格控制在0．1m／min，钻机垂直度偏差不得超过0．3％，枕木应垫实，以保证钻机的平稳与垂直。旋喷桩选用普通硅酸盐32．5级水泥，旋喷桩主要是止水作用，水泥进场后要注意防潮和防雨。设计要求水泥用量不少于40％，其水灰比为l：1。确保单桩喷浆量是桩体质量的基本保证。根据喷射工

艺，设计要求喷浆压力20MPa，提升速度8～10crn／min。浆液的可喷性与其稠度有较大关系，浆液稠度过大，可喷性差，往往会使喷嘴及输浆管堵塞，同时易磨损高压泵，使喷射难以进行。本工程水泥浆的水灰比为1.0。施工前3根桩必须在监理监管下进行，以确定实

际水泥投放量、浆液水灰比、浆液输送时间、桩长及垂直度控制要求，确保旋喷桩止水效果，保证桩体质量。

4、挂网喷浆放坡支护技术

（1）施工流程

放边坡线修整坡面钢筋土钉、分布筋施工喷射混凝土。根据设计要求，边坡为两级放坡，中间设2m宽的马道(见图5)。

（2）施工工艺、材料、技术参数

锤击土钉采用中1 8@l 000mn饵l 000mm,L=l000mm，钢筋(平面梅花形布置)网片为中6@200ram×200mm；土钉墙面层厚80mm，分两次喷射；细石混凝土强度等级为C20，3天强度不低于10MPa，碎石最大粒径应小于l0mm，喷射压力为0．3～0．5MPa；喷射作业分段进行，同一段顺序自下而上。

5、高压线杆处支护桩顶圈梁施工技术

一期工程的基坑支护桩施工，在南侧围墙内约1．8m及围墙外侧2．3m有两根高压线杆，～根为铁塔式，另一根为水泥杆，上挂l0kV的6根高压线，且高压线距钻井架最高处约lm。根据基坑支护的设计要求，通过南侧圈梁的施工，将高压线杆的固定转换至圈梁上，用圈梁来固定高压线杆，并加强电线杆和变电箱的稳定性。详见图6、图7。

为了确保南侧支护桩施工过程中的安全，采取了以下措施：

（1）将支护桩施工场地约7m宽的土取走1．5m深，使钻井机架整体下降1．5m，以保证钻井机架与高压线有足够的安全距离。

（2）在围墙外侧，沿高压线杆靠近施工面这一侧，分别搭设两座毛竹防护架，毛竹防护架的平面形状为2．3m×1．7m的矩形，四角设立杆，并设横杆扫地杆，间距为1．8m。四面均设置斜撑，靠近围墙一侧用12号铅丝将毛竹防护架与围墙拉结绑扎，确保毛竹防护架

的整体刚度和稳定性，搭设高度略比机架高l00mm，靠近机架增设小横杆，从而确保支护桩在电线杆一侧施工时的安全可靠。

6、土方开挖施工技术

基坑开挖中充分考虑时空效应规则，遵循分区、分块、分层、对称、平衡、合理卸载的原则。本工程将基坑开挖平面分成4个区域，如图8所示。先进行I区范围内的土方开挖，沿整个西侧支护桩的位置整体由西往东进行，水平方向开挖宽度约30m左右，含放坡尺寸。垂直方向从自然地坪开挖至各层土钉墙位置往下lm左右，最后挖至比设计基坑底面标高高出lm左右，以防止扰动基层。在开挖的同时，南侧预留放坡，按照设计要求配合在东侧、北侧做

好二级放坡的开挖施工。一级坡比1：1；马道宽2m，位于一5．3m处；二级坡比1：1．2。开挖深度较深时，采用阶梯式的开挖方法进行开挖。II区土方开挖时，按照设计要求配合在北侧、东侧做好二级放坡的开挖施工，II区地下室负2层项板施工完成后才能进行III区的土方开挖；III区的地下室负2层顶板施工完成后，才能进行Ⅳ区的土方开挖。

7、降水施工技术

（1）降水井设计

根据基坑开挖深度，设计井深为20m，井口高于自然地面0．5m；井管采用钢筋混凝土预制管，外径360mm，内径300mm，端部预埋钢圈，井管之间焊接连接。滤管，即在井管预留滤水孔的基础上外包两层60目滤网，并绑扎牢固。滤料含泥量小于5％，且粒径1～3nun，从孔口投入井管周边。

（2）降水运行

施工完一口井即投入试运行一口，试运行抽水时间控制在3天，并做好出水质量和出水量检查。正式降水运行14天后进行土方开挖。

（3）降水井封井

随着工程的进展，土方开挖前施工的降水井逐步退出使用。为了确保降水井在封堵后不渗漏，降水井的封堵工作尤为重要。降水井的封堵必须在后浇带施工完毕，根据设计及规范要求，征得设计同意后，逐一进行。

二、深基坑工程监测

1、基坑工程除进行安全可靠的围护体系设计、施工外，尚应进行现场监测，做到信息化施工，基坑围护体系随着开挖深度增加必然会产生侧向变位，关键是侧向变位的发展趋势与控制。通常围护体系的破坏是有预兆的，因此进行严密的基坑监测是非常重要的，通过专业基坑监测单位的监测情况可及时了解围护体系的受力状况，可以达到及时校正、修正施工方案和指导现场施工的目的，使基坑处于安全可控状态。

2、该工程基坑的监测，由专业人员对深层土移、地下水位、围护桩、立柱桩的竖向位移、支撑杆件的轴力进行严密监测，土方开挖至基础施工阶段以每天1 至2 次的监测频率测试，除对以上基坑本身监测外还应对周围建筑物（基坑深度的2 倍范围）及地下管线进行监测并及时将观测资料反馈给建设、施工、监理、设计等单位以便及时分析处理。通过日常观测及专业单位的监测来确保基坑施工及周边环境的安全。以免给人民群众的生命、财产造成损失。

总结

我国的深基坑工程施工难度在不断的增加，这对深基坑的施工技术提出更高的要求，一个安全合理的施工技术是既要确保基础安全，顺利地施工，又要考虑方便施工，经济合理。在具体分析工程地质水文，工程特点状况下，对施工技术提出合理方案，针对不同土质的工程性质及具体工程实践，这样才可以做好建筑深基坑施工。

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