水丰路42号地块基坑围护工程优化施工技术措施分析

【摘 要】以水丰路42号地块项目基坑围护工程为例，工程根据项目特点采取了有效的结构围护措施及配套措施，并对关键部位作了相应调整优化和加强处理，实践分析表明，各项稳定性、安全系数均满足现行规范、规程要求。

【关键词】基坑围护；钻孔灌注桩；钢支撑；基坑监测

引言

由于工程实际施工过程的变化，在施工过程中需根据工程具体情况与监测信息，对施工进行及时的调整，以确保安全、工期和经济的和谐统一。水丰路42号地块项目基坑围护工程经综合考虑，展开分区域施工，增设钻孔灌注桩支护桩，对其支撑系统调整，并在南块增设QT80塔吊施工，对区间范围内较深里程段施作围护结构与止水帷幕，根据现场实时基坑监测结果及时对钢支撑轴力做出调整，以确保地面沉降在控制范围内。

1、工程概况

拟建场地位于上海市杨浦区周家嘴路以北、水丰路以东地块。工程包括场地南北两块，南块为上海爱尔爱司动力机械有限公司开发的周家嘴路3795号地块，北块为新杨浦置业有限公司开发的水丰路42号地块。北块拟建一幢12层主楼及3层裙房，南块拟建9层主楼及3层裙房，南北两地块地下室连成一体。由于北块因动迁原因，北块与南块地下室将不能按原施工方案施工，因此将原施工方案进行调整，即地下室分为两个施工区域进行施工，周家嘴路3795号地块为第一施工区域，北块水丰路42号地块为第二施工区域。

南北两地块地下室基坑总面积为7100㎡，主要开挖深度为5.6m和5.7m。围护结构：挡土结构为Φ650@800mm和Φ700@900钻孔灌注桩支护桩；止水帷幕采用单排3D650@900三轴搅拌桩作为止水结构；支撑系统为一道支撑，由钢筋混凝土边桁架和钢管对称组合而成，支撑设于地面以下1.0m位置。坑内设置3.7m—4.2m搅拌桩暗墩土体加固，加固深度为地下室底板以下4m。

根据工程地基勘察资料围檩基坑土方开挖深度范围内的土层分布情况为填土层平均厚度4m。

2、地下室分区施工技术措施分析

2.1基坑围护结构技术措施

2.1.1增设钻孔灌注桩支护桩

2.1.2支撑系统调整

（1）在地下室E轴上增设钢筋混凝土圈梁，圈梁断面、配筋、标高与原设计围护周边圈梁相同，同时该圈梁与周边圈梁连为一体。

（2）本工程计划先施工地下室南面（周家嘴路3795号地块），地下室北面（水丰路42号地块）根据施工进度安排待南块地下室底板施工完成后开始进行土方开挖施工，因此在地下室E轴位置设计抛撑，抛撑支撑于地下室承台板。

2.2南块增设QT80塔吊

南块（周家嘴路3795号地块）在（2-4）—（2-5）轴与D-E轴之间设置一台QT80型塔吊以满足施工的垂直运输要求。

3、基坑施工流程调整

3.2.2止水帷幕施工流程

止水帷幕采用单排3D650@900三轴搅拌桩作为止水结构。原三轴搅拌桩施工流程由北块（水丰路42号地块）向南块（周家嘴路3795号地块）进行施工，因场地动迁原因施工流程调整为由南块向北块进行施工。

4、基坑围护结构施工

4.1基坑围护、土方开挖及降水工程施工

4.1.1搅拌桩施工质量保证措施

4.1.1.1搅拌桩施工质量保证措施

（1）测量放线由专职测量人员负责测量放线及桩位的确定。

（2）桩机必须端正、稳固、水平，用经纬仪保持其垂直度。

（3）浆液配制必须按规定的配合比进行配制。水泥采用普通硅酸盐水泥，标号42.5#。

（4）为保证水泥土搅拌均匀，必须控制好下沉提升速度。下沉不大于1m/min，提升不大于2m/min，若出现堵管断浆等现象，应立即停泵查找原因进行处理，待故障排除后须将钻具提升或下沉1m方能喷浆，防止断桩。

（5）对溢出的泥土应及时处理至搅拌桩设计桩顶标高，以利于下道工序施工。

（6）施工中因机械故障或停电及接头原因所造成的冷缝，可根据不同情况，轻重环节，及时与设计院有关人员商洽，采取以下几项措施：

①幅与幅之间出现的冷缝或缺陷，采取在该处外侧加一幅或数幅进行补强。

②用工程地质钻机将冷缝处的边幅原搅拌桩取出，搅拌机套钻施工。

（7）施工中对设备使用、保养、维修每班配制专业机械人员保证正常施工。

（8）土方开挖后发现渗漏情况，应及时组织人力、物力进行检修堵漏方法，采取在渗漏外侧增加压密注浆，情况严重则可在坑内坑外进行双液注浆及其他堵漏方法。

（9）桩机开钻前，挖足够数量样洞探明施工区域地下碎石等障碍物情况，若有>100mm石块存在，要予以清除。

4.1.1.2确保桩身强度和均匀性

（1）严格按照设计要求配制浆液；

（2）土体应充分搅拌，严格控制下沉速度，使原状土充分破碎，以利于同水泥浆均匀拌和；

（3）浆液不能发生离析，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶；

（4）压浆阶段不包括发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层；

（5）发现管道堵塞，立即停泵处理。待处理完毕后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩。

4.1.1.3施工冷缝处理

施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm。（见图4）

4.1.1.4渗漏水处理

在整个基坑开挖阶段，我司将组织工地现场小组常驻工地并备好相应设备及材料，密切注视基坑开挖情况，一旦发现墙体有漏点，及时进行封堵。具体采用以下两种方法补漏：

（1）引流管：在基坑渗水点插引流管，在引流管周围用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆达到强度后，再将引流管打结。

（2）双液注浆：配制化学浆液，将配制拌合好的化学浆和水泥浆送入贮浆桶内备用。注浆时启动注浆泵，通过2台注浆泵2条管路同时接上Y型接头从出口混合注入孔底被加固的土体部位。注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。

4.1.2钻孔灌注桩施工质量保证措施

（1）垮孔：

①预防：在进入砂质土等易坍地层时，使用优质泥浆，并适当放慢成孔速度，以确保泥皮的形成，使之具有良好的护壁功能。尽量缩短二次清孔与灌注间的时间间隔。并合理安排施工间距，在灌注混凝土时，保证相邻桩施工距离不小于4倍桩径。

②处理：在成孔中发生垮孔时，如程度较轻可适当加大泥浆比重，保持孔内水头高度，提高静水压力，及时平衡地层；情况严重时，可用粘土夹小碎石快速回填，让其自然沉降密实后，再重新钻进。

（2）孔斜：

①预防：钻进前应选择导向性能好的钻头，检查周边保径数据，发现偏差及时镶补合金防止成孔偏心而造成孔斜。要保证钻机安装的水平，对钻具进行校直检查，不合格钻具不得下入孔内。通过桩位检测数据（孔斜、孔径），及时调整钻进成孔技术参数。

②处理：孔斜的发生影响钢筋笼、导管的下放，甚至对灌注砼造成影响。在易造成孔斜层位，采用悬吊慢钻进行钻进；孔斜较大时，先进行桩孔斜度的检测，依据实测数据，对钻孔实行定向纠斜，再恢复正常钻进。

（3）浮笼：

①预防：钢筋笼的制作、安放，导管的下放、二次清孔、砼灌注应严格按照前述的技术措施进行施工。加强吊车司机与井口指挥人员协调，提管宜慢，确认未碰挂钢筋笼时，再匀速提升，避免人为造成钢筋笼上浮。

②处理：灌注中如发生钢筋笼有上升趋势时，应及时减慢灌注速度，合理减少导管埋深。

（4）导管堵塞：

①预防：选用合理级配的砼，确保灌注砼的和易性。灌注过程应连续，避免中途长时间停待灌注。

②处理：当砼浇灌在钻孔底部堵塞，采取的办法无法排除时，应立即起拔导管、钢筋笼。利用钻机快速钻进扫清孔内砼，至设计标高后，再行浇灌。

在钻孔中、上部（一般已埋笼）堵塞且无法排除时，应起拔导管，立即清洗，检测新鲜砼面高度，重下导管，加大泵量（两台泵）进行清孔，清至砼面后检测记录砼面高度。然后插入导管重新浇灌，首批0.1m3宜用去粗骨料纯砂浆（或纯水泥净浆）置换导管内的泥浆，再以大于2m3砼量进行浇灌，为今后检测方便，应灌至自然地坪，待动测后，设计认可验收，并汇报事故发生经过、事故原因分析及处理方法和针对今后施工的预防措施。

4.1.3降水监测

降水运行期间，观测井应每天至少监测一次，在水位异常情况下，水位观测频率按实际需要增加。根据水位监测报表每天及时统计降水报表，形成水位曲线，分析降水疏干运行情况。

地下水位监测应当根据勘察报告、降水设计文件、降水方案和降水施工组织设计等有关监测要求，制定监测监护方案，提出各项报警值界线，并经委托方审核后实施。监测记录应当规范，监测数据应当准确，并及时计算整理，提出合理意见，经审核后报设计、监理等有关单位。

4.2钢支撑施工

4.2.1保证钢支撑施工的质量技术措施

为防止支撑施加预应力后和围护结构不能均匀接触而导致偏心受压，应事先在空隙处以速凝的细石混凝土填实。支撑在施加应力时，应密切注意支撑全长的弯曲情况和电焊异常情况，遇双头施加应力的，必须两头同时进行，应力须达设计要求。支撑安装的工程中，电焊工作量较大，要求所有钢支撑的电焊焊缝、长度、厚度必须满足设计和施工规范的要求。为确保端头井支撑系统的稳定性，要求详细计算各节点的受力情况，对确定的施工方法和节点处理必须按照要求进行。在施工下部支撑吊装时，严禁碰撞已安装好的支撑，任何机械和材料不得直接受压和碰擦支撑。

4.2.2支撑拆除施工

本工程支撑拆除结合本工程的特点，确定本次支撑拆除的总体方案为：南块和北块钢支撑采用分片分块、减速人工拆除，搭吊吊运钢管，结构支撑拆除采用人工拆除。

拆除支撑顺序严格按区域进行，每一个区域由中部向端部进行拆除。钢支撑在其下结构施工完毕，梁板结构强度达到设计要求后拆除。在进行钢管支撑的拆除施工时，应将支撑上的可调螺栓缓慢调松，并仔细观察围护结构的变形情况，逐步割除钢管支撑。在拆除支撑的过程中应放慢拆除速度，利用调节螺栓缓慢减小原钢支撑对已有建筑所施加的应力，拆除速度决不能过快，否则会造成严重的后果。

5、结语

综上所述，水丰路42号地块项目基坑围护工程通过采用以上施工技术措施，大大提高了工程质量，达到既经济合理又方便施工，提高工效的目的。实践表明该工程的围护结构型式的设计施工是合理的，对类似工程的施工有一定的指导意义。

参考文献：

[1]赵志缙.简明深基坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.

[2]袁继峰.超大型深基坑围护设计及施工[J].建筑施工，2008，30（3）