论文部分内容阅读
[摘要] 本文结合江门海关业务技术大楼基坑工程实例，对基坑支护技术要点及施工对策进行了阐述和分析。
[关键字] 基坑工程 支护技术 要点
[中图分类号] TV213.4 [文献码] C [文章编号] 1000-405X（2013）-1-203-2
随着建筑工程施工技术的快速发展，基坑支护技术在近年來得到了不断的创新和发展，建筑工程施工中所采用的基坑支护形式也逐渐增多。实际施工中，基坑支护方式与施工工艺的选择综合考虑施工场地地质、水文条件，周边环境及周边荷载，地下室功能与结构特点等因素。
1 工程概况
江门海关业务技术大楼建设场地位于江门市海傍街43号。拟建建筑物平面形态呈矩形，长约94m，东西宽约86m，为3～20层技术办公楼，设有一层地下室，开挖深度为5m。基坑边线的东侧为道路，其它三个方面为2～5层砖混、混凝土结构居民楼，拟建建筑物为3～20层，高75.20m，设一层地下室，结构形式为框架剪力墙结构。拟建地下室基坑开挖深度为4.0～7.6m，基坑总长为299.7m，基底面积约为4698m2。本项目施工场地上部地层存在软土层和粉砂及淤泥质沙土。
2 施工方案设计
2.1 设计难点
由勘察资料分析，该项工程存在三个主要难点需要解决。
（1）地下室开挖深度范围内主要为素填土、杂填土、粉砂、淤泥质砂土、淤泥等软弱土层，地质条件比较复杂，如果进行基坑开挖，坑壁易变形、失稳、垮塌，对于软土地基上的基坑支护，一直是岩土工程领域不断探索的问题。
（2）由水文资料显示，该地段水位埋深较浅，且邻近江边，场地进行过三段降深单孔抽水实验，稳定流为4.155m3/h，2.5 m3/h，4.155 m3/h，由此可见，该基坑存在降水量大的问题。且基坑底部有砂层，易出现流砂、流蚀等不良地质现象，合理降水，防止基底涌水成为保障基坑安全的第二难点。
（3）第三个难点是场地空间较小，离建筑物距离中等偏近，完全放坡开挖是不可能的，如果垂直开挖，难度系数较大，且成本较高，选择一个适合的角度进行适当放坡，成为需要解决的第三个难题。
针对此项软土地基上的支护问题，此次设计的针对性很强。
2.2 方案设计
针对第一个难点，设计采用了双排搅拌桩形成止水帷幕，基坑开挖坡面采用注桨花管非预应力锚杆+挂网喷身砼进行支护。
搅拌桩在淤泥质砂土中有里有较好的止水效果，并以梅花桩布设，在坑壁与软土间形成"相对隔水层"，加强了土体的强度，减小坡面的变形程度，且有"复合地基"的效果，且具有经济实用易于控制的优点。因场地的坚硬土层埋深较大，在开挖范围内如果采用锚杆，将选定土层做为端承力，显然在可能的情况下，宜选择粉质粘土，砂土通过灌浆后也能产生较好的摩擦力，对边坡进行支护。但坡面地层的土层较杂乱，故存在受力不均的现象，局部软弱不可以避免，而此时摩擦土针恰恰起到了补强的作用，联合"挂网喷砼"，形成"互相联合，各司其职"的状态，在坑壁的安全性上上了一道保险锁。
针对第二个难点，设计外围降水宜通过井点降水，能有效针对砂层以及邻近河流所产生的大量地下水，降低水力坡度，避免坑底流砂、流蚀的发生，可谓是对症下药。
针对第三个难点，设计首先考虑了业主提出的要求：于基坑外3m处开挖，受地红线限制，可在用地范围内计算出最缓和的坡面，但须保留一定的施工工作操作空间和预留空间。因此采用理正岩土软件对估算范围值的坡角进行安全系数的试算，以选出最优坡度，最终选定在70°～74°。
3 基坑支护技术要点分析
3.1 钻孔灌注桩技术
钻孔灌注桩，通过钻孔并向其中灌注混凝土所形成的桩，混凝土灌注桩对各种地基均有着良好的适用性。且钻孔灌注桩施工中产生的震动及噪声也相对较小，对周围环境的干扰较小，因而在基坑施工中得到广泛采用。钻孔灌注桩的施工质量直接影响着桩的承载能力，对基坑稳定性有着重要的影响。另外，由于混凝土的灌注是在泥浆中完成的，因而混凝土施工的质量控制也尤为关键。
3.1.1 施工工艺
钻孔灌注桩施工首先要将施工场地原地面进行清理，并处理平整。其次，根据施工设计要求和施工场地地质条件选择合适的钻孔机械，并做试桩成孔，验证施工方案和检验机械性能；在桩位出埋设护筒，以对孔口起到定位、保护和防治孔壁坍塌作的作用，此外，钻孔前要储存充足的泥浆，上述工作就位后方可进行钻孔。钻孔时向孔内注入泥浆，泥浆的页面应高于地下水位1.0m以上，目的是润湿钻头、降低钻头温度，同时起到护壁和减少钻进随力的作用。钻孔达到设计深度后方可停止钻孔，并及时进行清孔，清空合格的标准是：排出的泥浆比重达到1.1左右。确认清空合格后，应及时吊放钢筋笼并进行水下混凝土浇筑。在埋设钢筋笼前应设置好定位钢筋环，起到保证保护层厚度的作用，水下混凝土的浇筑施工应采用导管法。
3.1.2 质量控制
钻孔灌注桩施工中要注意控制好以下几个问题：一）护筒的埋设深度≥1m，护筒的中心应与桩中心重合，两者中心偏差不得大于50mm；二）应将泥浆的比重控制在1.1～1.2；三）水下浇筑混凝土时，应保证导管埋入混凝土的深度达到1m以上。
3.2 锚杆支护技术
锚杆支护能够有效地维持结构的稳定，对于确保建筑工程地下结构安全与控制建筑物的变形有着理想的效果。此外，锚杆支护具有良好的经济性和可行性，其成本较低、操作灵活且简便易行、施工速度较快同时也有利于机械化操作。
3.2.1 施工工艺
施工准备。（1）施工材料。要选择出厂合格证、试验报告等齐全的钢筋作为锚杆，钢筋的直径应在22mm左右；水泥浆锚杆体所用的水泥应选择42.5号的普通水泥；锚杆施工中所用的水的PH值宜小于4；砂砾的粒径应≤2mm；（2）锚杆施工所用设备就位。包括配备好钻孔带套管、钻头、灰浆泵、搅拌机等；三）开挖前进行钻孔、穿筋、灌浆和锚定试验，并进行抗拔试验。 施工工序。锚杆施工应按照以下流程操作：土方开挖-测量、放线定位-钻机就位-接钻杆-校正孔位一调整角度一打开水源-钻孔-提出内钻杆一冲洗-钻至设计深度一反复提内钻杆-插钢筋-压力灌浆-养护-裸露主筋防锈-上横梁-焊锚具-锚头锁定。
3.2.2 质最控制
锚杆施工质量控制要点包括：一）钻孔的位置要保证正确。要时刻注意，调整对准锚孔位置。避免参差不齐以及交错等问题；二）钻进孔后要对孔进行多次地提插孔内钻杆，同时不断的用水冲洗孔底沉渣直至沉渣冲洗干净，再进行下节钻杆连接；三）钢筋在使用前必须经过严格的质量检查，一是要确保钢筋各项性能符合施工要求，二是要确保钢筋在运输、储藏过程中没有产生污染、锈蚀等问题，一旦发现钢筋质量不符合设计要求，必须及时更换；四）注浆前要对注浆管进行检查，确保其完好无破损、接口处加固良好方可投入使用，另外注浆过程中要控制好注浆压力，避免因压力过大而造成注浆管开裂；五）钻孔完成后需要尽快地安设有专人制作的拉杆，避免塌孔；六）满浆前封闭管口，连接压浆管，然后进行注浆，浇注锚固体；七）灌浆作为土层锚杆施工过程中关键的一道工序，需要认真对待，并记录完整，灌浆材料是水灰比为0.45、抗压强度大于25Mpa的水泥浆。水泥浆液的塑性流动时间应保持在22s以下，可用时间应保持在30-60min之间。浇注的整个流程需要保证在4min内完成；如果灌浆压力在0.4-2MPa，可以进行封闭式压力灌浆或是进行二次压力灌浆，这样能够极大提高锚杆抗拔力；八）注浆前应先用水将管道湿润，并检查输浆管密闭性，注浆完成后应及时清洗注浆设备，注浆后要及时采取养护措施，养护时间应≥7d；九）基坑支护应采用分段开挖、分段支护的施工原则，施工中要严格控制锚杆、土钉的位置、钻孔深度、钻孔角度、钻孔直径、锚杆或土钉的插入长度，并严格控制浆液配比、注浆压力、注浆量等。
4 总结
本项基坑工程于2010年完工，经过多次验收达到了满意的效果，对其进行探究，对软土基坑支护具有参考意义，也为相关施工的合理性及相关方案的选择提供了具有针对性的实践印证。从本项目的施工中可总结出：一）搅拌桩在淤泥质砂土中有里有较好的止水效果，对于软土地基的基坑支护设计，关键在于避免受力不均和局部软弱的问题；二）合理运用计算机软件对估算范围值的坡角进行安全系数进行计算是提升坡度合理性的重要途径。
参考文献
[1]师发宏.建筑工程深基坑支护施工要点探析[J].商品与质量·建筑与发展.2012（3）：64-65.
[2]王洪生、金鹤松、陳彤.浅谈基坑支护的施工技术及施工要点[J].商品与质量·建筑与发展.2012（6）：277-278.
[3]薛国荣.谈基坑支护技术的基本内容[J].科学与财富.212（2）：296.
[4]孟小丽、赵海民.关于某工程深基坑支护技术要点的探讨[J].民营科技.2010（10）：322.
[关键字] 基坑工程 支护技术 要点
[中图分类号] TV213.4 [文献码] C [文章编号] 1000-405X（2013）-1-203-2
随着建筑工程施工技术的快速发展，基坑支护技术在近年來得到了不断的创新和发展，建筑工程施工中所采用的基坑支护形式也逐渐增多。实际施工中，基坑支护方式与施工工艺的选择综合考虑施工场地地质、水文条件，周边环境及周边荷载，地下室功能与结构特点等因素。
1 工程概况
江门海关业务技术大楼建设场地位于江门市海傍街43号。拟建建筑物平面形态呈矩形，长约94m，东西宽约86m，为3～20层技术办公楼，设有一层地下室，开挖深度为5m。基坑边线的东侧为道路，其它三个方面为2～5层砖混、混凝土结构居民楼，拟建建筑物为3～20层，高75.20m，设一层地下室，结构形式为框架剪力墙结构。拟建地下室基坑开挖深度为4.0～7.6m，基坑总长为299.7m，基底面积约为4698m2。本项目施工场地上部地层存在软土层和粉砂及淤泥质沙土。
2 施工方案设计
2.1 设计难点
由勘察资料分析，该项工程存在三个主要难点需要解决。
（1）地下室开挖深度范围内主要为素填土、杂填土、粉砂、淤泥质砂土、淤泥等软弱土层，地质条件比较复杂，如果进行基坑开挖，坑壁易变形、失稳、垮塌，对于软土地基上的基坑支护，一直是岩土工程领域不断探索的问题。
（2）由水文资料显示，该地段水位埋深较浅，且邻近江边，场地进行过三段降深单孔抽水实验，稳定流为4.155m3/h，2.5 m3/h，4.155 m3/h，由此可见，该基坑存在降水量大的问题。且基坑底部有砂层，易出现流砂、流蚀等不良地质现象，合理降水，防止基底涌水成为保障基坑安全的第二难点。
（3）第三个难点是场地空间较小，离建筑物距离中等偏近，完全放坡开挖是不可能的，如果垂直开挖，难度系数较大，且成本较高，选择一个适合的角度进行适当放坡，成为需要解决的第三个难题。
针对此项软土地基上的支护问题，此次设计的针对性很强。
2.2 方案设计
针对第一个难点，设计采用了双排搅拌桩形成止水帷幕，基坑开挖坡面采用注桨花管非预应力锚杆+挂网喷身砼进行支护。
搅拌桩在淤泥质砂土中有里有较好的止水效果，并以梅花桩布设，在坑壁与软土间形成"相对隔水层"，加强了土体的强度，减小坡面的变形程度，且有"复合地基"的效果，且具有经济实用易于控制的优点。因场地的坚硬土层埋深较大，在开挖范围内如果采用锚杆，将选定土层做为端承力，显然在可能的情况下，宜选择粉质粘土，砂土通过灌浆后也能产生较好的摩擦力，对边坡进行支护。但坡面地层的土层较杂乱，故存在受力不均的现象，局部软弱不可以避免，而此时摩擦土针恰恰起到了补强的作用，联合"挂网喷砼"，形成"互相联合，各司其职"的状态，在坑壁的安全性上上了一道保险锁。
针对第二个难点，设计外围降水宜通过井点降水，能有效针对砂层以及邻近河流所产生的大量地下水，降低水力坡度，避免坑底流砂、流蚀的发生，可谓是对症下药。
针对第三个难点，设计首先考虑了业主提出的要求：于基坑外3m处开挖，受地红线限制，可在用地范围内计算出最缓和的坡面，但须保留一定的施工工作操作空间和预留空间。因此采用理正岩土软件对估算范围值的坡角进行安全系数的试算，以选出最优坡度，最终选定在70°～74°。
3 基坑支护技术要点分析
3.1 钻孔灌注桩技术
钻孔灌注桩，通过钻孔并向其中灌注混凝土所形成的桩，混凝土灌注桩对各种地基均有着良好的适用性。且钻孔灌注桩施工中产生的震动及噪声也相对较小，对周围环境的干扰较小，因而在基坑施工中得到广泛采用。钻孔灌注桩的施工质量直接影响着桩的承载能力，对基坑稳定性有着重要的影响。另外，由于混凝土的灌注是在泥浆中完成的，因而混凝土施工的质量控制也尤为关键。
3.1.1 施工工艺
钻孔灌注桩施工首先要将施工场地原地面进行清理，并处理平整。其次，根据施工设计要求和施工场地地质条件选择合适的钻孔机械，并做试桩成孔，验证施工方案和检验机械性能；在桩位出埋设护筒，以对孔口起到定位、保护和防治孔壁坍塌作的作用，此外，钻孔前要储存充足的泥浆，上述工作就位后方可进行钻孔。钻孔时向孔内注入泥浆，泥浆的页面应高于地下水位1.0m以上，目的是润湿钻头、降低钻头温度，同时起到护壁和减少钻进随力的作用。钻孔达到设计深度后方可停止钻孔，并及时进行清孔，清空合格的标准是：排出的泥浆比重达到1.1左右。确认清空合格后，应及时吊放钢筋笼并进行水下混凝土浇筑。在埋设钢筋笼前应设置好定位钢筋环，起到保证保护层厚度的作用，水下混凝土的浇筑施工应采用导管法。
3.1.2 质量控制
钻孔灌注桩施工中要注意控制好以下几个问题：一）护筒的埋设深度≥1m，护筒的中心应与桩中心重合，两者中心偏差不得大于50mm；二）应将泥浆的比重控制在1.1～1.2；三）水下浇筑混凝土时，应保证导管埋入混凝土的深度达到1m以上。
3.2 锚杆支护技术
锚杆支护能够有效地维持结构的稳定，对于确保建筑工程地下结构安全与控制建筑物的变形有着理想的效果。此外，锚杆支护具有良好的经济性和可行性，其成本较低、操作灵活且简便易行、施工速度较快同时也有利于机械化操作。
3.2.1 施工工艺
施工准备。（1）施工材料。要选择出厂合格证、试验报告等齐全的钢筋作为锚杆，钢筋的直径应在22mm左右；水泥浆锚杆体所用的水泥应选择42.5号的普通水泥；锚杆施工中所用的水的PH值宜小于4；砂砾的粒径应≤2mm；（2）锚杆施工所用设备就位。包括配备好钻孔带套管、钻头、灰浆泵、搅拌机等；三）开挖前进行钻孔、穿筋、灌浆和锚定试验，并进行抗拔试验。 施工工序。锚杆施工应按照以下流程操作：土方开挖-测量、放线定位-钻机就位-接钻杆-校正孔位一调整角度一打开水源-钻孔-提出内钻杆一冲洗-钻至设计深度一反复提内钻杆-插钢筋-压力灌浆-养护-裸露主筋防锈-上横梁-焊锚具-锚头锁定。
3.2.2 质最控制
锚杆施工质量控制要点包括：一）钻孔的位置要保证正确。要时刻注意，调整对准锚孔位置。避免参差不齐以及交错等问题；二）钻进孔后要对孔进行多次地提插孔内钻杆，同时不断的用水冲洗孔底沉渣直至沉渣冲洗干净，再进行下节钻杆连接；三）钢筋在使用前必须经过严格的质量检查，一是要确保钢筋各项性能符合施工要求，二是要确保钢筋在运输、储藏过程中没有产生污染、锈蚀等问题，一旦发现钢筋质量不符合设计要求，必须及时更换；四）注浆前要对注浆管进行检查，确保其完好无破损、接口处加固良好方可投入使用，另外注浆过程中要控制好注浆压力，避免因压力过大而造成注浆管开裂；五）钻孔完成后需要尽快地安设有专人制作的拉杆，避免塌孔；六）满浆前封闭管口，连接压浆管，然后进行注浆，浇注锚固体；七）灌浆作为土层锚杆施工过程中关键的一道工序，需要认真对待，并记录完整，灌浆材料是水灰比为0.45、抗压强度大于25Mpa的水泥浆。水泥浆液的塑性流动时间应保持在22s以下，可用时间应保持在30-60min之间。浇注的整个流程需要保证在4min内完成；如果灌浆压力在0.4-2MPa，可以进行封闭式压力灌浆或是进行二次压力灌浆，这样能够极大提高锚杆抗拔力；八）注浆前应先用水将管道湿润，并检查输浆管密闭性，注浆完成后应及时清洗注浆设备，注浆后要及时采取养护措施，养护时间应≥7d；九）基坑支护应采用分段开挖、分段支护的施工原则，施工中要严格控制锚杆、土钉的位置、钻孔深度、钻孔角度、钻孔直径、锚杆或土钉的插入长度，并严格控制浆液配比、注浆压力、注浆量等。
4 总结
本项基坑工程于2010年完工，经过多次验收达到了满意的效果，对其进行探究，对软土基坑支护具有参考意义，也为相关施工的合理性及相关方案的选择提供了具有针对性的实践印证。从本项目的施工中可总结出：一）搅拌桩在淤泥质砂土中有里有较好的止水效果，对于软土地基的基坑支护设计，关键在于避免受力不均和局部软弱的问题；二）合理运用计算机软件对估算范围值的坡角进行安全系数进行计算是提升坡度合理性的重要途径。
参考文献
[1]师发宏.建筑工程深基坑支护施工要点探析[J].商品与质量·建筑与发展.2012（3）：64-65.
[2]王洪生、金鹤松、陳彤.浅谈基坑支护的施工技术及施工要点[J].商品与质量·建筑与发展.2012（6）：277-278.
[3]薛国荣.谈基坑支护技术的基本内容[J].科学与财富.212（2）：296.
[4]孟小丽、赵海民.关于某工程深基坑支护技术要点的探讨[J].民营科技.2010（10）：322.