浅谈深基坑工程施工过程控制

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  摘要:随着城市建设的不断发展,土地越来越紧缺,这就需要利用地下开挖以取得较大空间,因此基坑支护及开挖工程成了工程建设重点之一,随之而来的质量和安全问题也日益凸显。结合基坑支护工程及土方开挖工程工作实践,谈谈基坑支护及开挖过程的控制措施,旨在加强工程技术管理,确保基坑稳定。
  关键词:建筑工程;深基坑支护;过程控制
  1前言
  深基坑工程质量的最终水平,直接关系到基坑围护结构安全稳定及工程进度。因此对质量管理方法和控制措施对整个项目的管理起着统领全局的作用,决定了工程项目能否达到预定的质量目标。结合某地下停车库工程基坑支护及土方开挖工程工作实践,谈谈基坑支护及开挖过程的过程控制。
  2.某工程深基坑支护工程概述
  2.1工程概况
  某地下停车库工程,地下深为18.55米,属深基坑工程,南北向长约 182 米,东西向宽约74米,平面形状均呈矩形。项目规划总建筑面积41127平方米。经勘察,场地土类型为中软土,场地类别为Ⅱ类。
  2.2周边环境概况
  ⑴ 场地北边和东北边为B1-1三诚地块废置基坑处于停工状态。
  ⑵ 场地西边红线与B1-3、B1-5富力超盛置业地块红线相交且重叠,该工程已完工。
  ⑶ 基坑南侧距离约6米的为B1-8烟草地块(地下室外壁已回填)。
  ⑷ 基坑东南角与B1-6广晟国际地块(地下室外壁已回填)地下室相接。此地块未移交施工。基坑东南面(广晟段)南面、西南面、北南面相邻已建成建筑物的土钉、锚索进入本场地基坑范围。
  2.3基坑支护方案的采用
  根据基坑特点和周边条件,本工程基坑支护地下停车场北侧采用人工挖孔桩(Φ1200@1500)+三道预应力锚索外加压顶冠梁作为支护体系;东北侧采用钻(冲)孔桩(Φ1000@1200)+三道预应力锚索外加压顶冠梁作为支护体系,外侧采用二重管桩间高压旋喷(Φ600@1200)止水;东南侧、南侧和西南侧采用人工挖孔桩(Φ1200@1500)+钢筋混凝土支撑作为支护体系,外侧采用单排深层搅拌桩土层部分(Φ600@450)做止水帷幕,搭接处采用旋喷桩;东侧与市政规划路相连的车道支护采用大放坡形式,坡顶外侧采用单排深层搅拌桩(Φ600@450)做止水帷幕。在基坑开工前,《基坑支护与土方开挖施工方案》已按规定办理了专家论证并按要求修改完善,监理审批手续齐全。
  2.4重点、难点
  (1)基坑支护有多种支护结构形式,且西边和东南角场地未能及时解决移交施工,造成整个基坑支护结构体系无连接,无完整的止水体系,造成工程施工工艺难度加大。
  (2)在场地西面靠近B1-3、B1-5地块有多条管线(排水管、燃气管等)横跨基坑内,要进行专项悬吊保护,等地下结构完成后原地预埋。
  3.基坑支护与土方开挖施工过程控制
  3.1主要支护结构施工控制
  (1)基坑支护结构止水帷幕不够密实或止水帷幕桩相互搭接部位没有处理好。容易导致基坑支护结构渗漏水,引起周边土体变形而破坏。因此必须保障桩体质量,主要控制的内容如下:
  ①钻孔混凝土灌注桩
  在施工过程中,容易出现桩位偏差过大,孔底沉渣偏多,钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、夹泥等质量问题,必须加强施工准备、成孔、钻孔深度、清孔、钢筋笼的长度及笼底标高、混凝土强度等级、混凝土灌注量、钻孔灌注桩的间距及数量。防止发生断桩、夹泥、堵管等现象。为防止泥浆渗漏及土体失稳,根据地质条件,确定泥浆的配合比指标,确保泥浆的护壁性能。在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和坍落度的控制和灌注的连续性,因混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度,水下混凝土坍落度宜采用18~22cm。
  ②深层水泥搅拌桩
  逐根检查和控制好桩位、桩长、桩顶高程、桩身垂直度、桩身水泥掺量、下沉和提升速度、外掺剂掺量、水灰比、搅拌和喷浆起止时间、喷浆量的均匀度、搭接桩施工间歇时间等;特别应注意浆液的水灰比,对加固土而言水灰比越低对成桩的质量越好,反之越差。在水泥搅拌桩施工前应根据要求先做试桩,根据试桩的数据控制水灰比以及水泥的掺量,确定合理的水泥浆掺量保障桩体直径均匀和有效的桩体长度,因此,避免桩体止水失效。
  ③人工挖孔桩
  人工挖孔桩(Φ1200@1500)采用四序施工,即错开桩位开挖,防止穿孔造成塌方。挖孔桩每天挖进深度为1m,随时观察土体松动情况。施工现场开挖和护壁两个工序必须连续作业,以确保孔壁不坍;成孔后及时浇注相应的混凝土护壁,然后继续下一段的施工。已挖好的桩孔要及时放好钢筋笼,及时浇筑混凝土,间隔时间不得超过4 小时;。在吊装过程中,要防止钢筋笼发生变形,在浇筑混凝土前一定要做好操作技术交底,坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业,力求在最短的时间内完成桩身混凝土浇筑。
  ④高压旋喷桩
  在高压旋喷桩帷幕防渗的施工过程中,要使帷幕防渗工作得到较好的效果,在施工前检查水泥、外掺剂、设备等的质量,为确保旋喷桩的垂直,钻机倾斜度不得大于1%。施工中应检查施工参数( 喷射压力、水泥浆量、提升速度、旋转速度等)的应用情况及施工程序。旋喷桩注浆时,认真做好压力、流量、注浆时间等施工记录,钻杆旋转和提升速度必须符合设计值。开始喷射注浆孔的孔段要与前段搭接100mm 防止固结体脱节。施工完毕应立即拔出钻杆,彻底清洗钻杆及注浆泵,管内不得有残存水泥浆。
  (2)锚索和喷网:
  控制好锚杆杆体制作、注浆孔的间距、锚杆壁厚以及锚杆的倾斜角度要求。锚孔水平及垂直方向孔距允许偏差为±50mm;钻孔深度误差为+200~-+300mm,起钻前应进行一次清孔,把孔内沉渣清除干净。而在注浆时是否能达到设计要求,主要应从两个方面进行控制:一是浆液的稠度,二是注浆压力,注浆量作为参考。钻孔终孔后应及时安装锚杆和注浆,以防止坍孔。在锚索固结体强度达到设计强度的70%后方可进行张拉。   按照分层开挖要求进行锚杆施工,基坑内的每层土方开挖深度应比该层锚杆的层高深0.3米,严禁超挖。紧靠喷锚施工面0.2m范围内,必须人工开挖修坡。壁面开挖后,应马上投入锚杆施工以及网喷砼的其它工序施工,尽量缩短基坑开挖面土体的露空时间。网喷砼采用砼喷射机喷射成型,砼分层喷射密实,喷射至设计厚度的砼板,待终凝2小时后,按规定喷水养护7天。
  (3)内支撑系统
  立柱和支撑的连接采用旁置式的刚性连接,连接节点应有足够的强度和稳定性,以防止失稳。砼支撑梁必须每根一次施工完成,不得留施工缝,特别是支撑梁与冠梁相接处。冠梁施工前应清除支护墙顶的浮浆松软层, 梁底部应坐落在支护墙顶新鲜混凝土面上, 桩钢筋露出长度应符合设计要求。混凝土支撑上应埋设应力测试点,当发现支撑受力接近设计值并有增加趋势时,应及时加固现有支撑或增加新的支撑。在基坑开挖的过程中,第二道支撑施工完成后,必须待支撑系统混凝土强度达到规定要求后,方可允许后续挖土施工,严禁碰撞支撑。
  (4)深基坑支护施工所采用的材料如达不到设计图纸的要求,容易造成支护强度不足。所以,对材料各项指标要严格控制监督,以免影响基坑结构质量。
  (5)必须按照设计图纸要求完成基坑围护及基坑加固的施工,完成支护桩的检测、混凝土的强度抗压、锚索拉拔等试验,满足设计规范要求,才能开始进行土方开挖。
  3.2土方开挖控制事项:
  (1)在深基坑开挖施工前,就认真的分析工程实际情况,将开挖工程进行细致的划分到每一层、每一区、每一部分以及相应的开挖时间,并且要安排好各个部分的开挖顺序;要确定有的部分开挖完工后的挡土支护时间和顺序,这样做是为了尽可能地减少深基坑开挖部分无支护的暴露时间和土体被扰动时间。
  (2)坡顶堆载问题。禁止在坑边堆置弃土、材料和工具设备等,尽量减轻地面荷载。基坑开挖完成后,应立即验槽,并及时浇筑混凝土垫层、底板,封闭基坑,防止暴露时间过长。若挖方后不能立即转入下道工序或雨期挖方时,应在坑槽底标高上保留15cm~30cm厚的土层不挖,待下道工序开工前再挖掉。
  (3)在实际施工中,施工单位往往由于工期的压力或自身的麻痹大意,不严格按照方案施工,盲目进行大开挖,容易造成基坑位移或局部坍塌。所以必须以基坑支护方案设计及相关规范、标准为依据,加强现场施工管理。施工过程中及时对支护结构进行支撑,遵循“分段开挖、先撑后挖、严禁超挖”的原则,并对支撑进行现场试验,确保支撑力满足支护结构的稳定性要求。现场工程师要随时对基坑的开挖尺寸,水平标高和边坡坡度进行检查,随时注意基坑的变化,做好各种施工记录。
  (4)要做好基坑内的排水工作,以起到排水固结土体的作用,保持基底强度及完整性不被破坏。。在场地四周各设一个Φ600的集水井,基坑顶、底四周设置排水沟,坡度1%,每隔30m设置集水井。在开挖时要随时做好基坑排水,确保降水排水系统保持正常。
  3.3基坑监测
  各项监测工作安排均应以确保基坑支护及周边环境安全为宗旨,在基坑施工阶段是非常重要的,在监测过程中要重点控制以下内容:(1)审查监测单位编制的监测方案。是否满足设计图纸的要求,即监测点的布置,数量、规格观测的频率。重点对监测点布置合理性、安全性等进行审核;(2)监督第三方检测单位开展监测工作,保证数据的有效性和真实性。(3)及时关注监测单位上报的监测报告,出现异常及时汇报。通过安全有效监测工作,为数字化指导施工提供了有效的依据,确保基坑开挖的施工安全和基坑稳定。
  3.4工程验收
  对每个工序进行检查验收不能忽视,及时了解和掌握工程周边支护周边的土体变化和整个工程的稳定状况,全面地、及时地反应整个施工环境,保证施工过程每一环节施工质量达到要求,验收合格方可进行作业,未经验收或验收不合格不准进行下一道工序施工。基坑挖至基底设计标高后,应按照广州市建委下发的《关于进一步加强危险性较大的分部分项工程安全管理的通知(穗建质[2012]952号)》文件要求,要经专家现场验收和双确认验收方可进入下一道工序。施工完成后提交完整的规范的基坑支护工程竣工资料。
  3.5基坑工程突发事件的应急措施
  深基坑工程处于地下隐蔽状态,不像地上工程一目了然,基坑的支护体系是临时结构有一定的设计、使用周期,在地下结构施工完成后就不再需要,因此安全储备较小,但安全等级>10m为I级,重要性系数1.10,具有较大风险性。对深基坑施工中的危险源部位要有预见性,如基坑支护局部沉降,基坑内流沙、极端天气、周边其它场地施工影响等不可预见因素,都应事先提前做好相应的应急预案及各种应急准备,对于难以解决问题,及时与建设、设计、施工等单位共同开专题会议讨论及时解决。
  4结束语
  通过对深基坑工程的监理工作实践,切身感受到了深基坑支护的重要性,深基坑工程是否在确保安全和质量的前提下按时完工,将对整个工程的质量、进度和造价产生较大影响. 因些,施工单位要严格按照各个方案以及相关规范、标准进行施工,要针对可能出现的质量问题制定相应的应急处理措施,监测单位要加强监测,及时提供正确、有效的监测数据。同时各单位要密切配合,资源共享,出现问题及时沟通处理,确保基坑工程顺利完成。
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