深基坑支护工程施工与管理综述

深基坑支护工程施工与管理综述

摘要：随着城市的发展，土地变的越来越珍贵，不再是一味的盖高楼，更注重对地下空间的开发利用。不仅是建筑结构主体越来越高，建筑基坑也越来越深。深基坑支护工程施工质量也随之凸显。深基坑支护工程虽属临时性工程，但其施工方案的可靠性及施工质量将直接影响地下室主体施工的结构和作业工人人生安全，以及由于基坑开挖对邻近建筑物的影响。结合南京青奥村国际风情街基坑支护工程，就深基坑支护施工的技术方法与管理作简要探讨。 关键词:深基坑支护；支护桩；三轴深搅桩；降水；构造要求；施工工艺

abstract: with the development of the city, and the land become more and more precious, is no longer just the cover of the tall building, more attention to the development and utilization of underground space. not only is the building structure subject more and more high, building foundation pit are deeper and deeper. deep foundation pit bracing engineering construction quality also will highlight. deep foundation pit bracing engineering project they are temporary, but the reliability of construction scheme and construction quality will directly influence the basement of the construction of the main body structure and work life security workers, and the foundation pit excavation of the influence

of adjacent building. combined with nanjing green olympic village international amorous feelings of foundation excavation engineering street, deep foundation pit support construction technical methods and management are discussed. keywords: deep foundation pit supporting; retaining pile; three axis deep mixing pile; precipitation; structural requirements; construction technology

中图分类号: tu942 文献标识码：a 文章编号： 1工程概况

本工程主体结构，拟建建筑物地下2层，地上8层采用框架剪力墙结构。基坑面积10126m2，周长408m。自然地面整平-1.95m，基坑底标高-12.6m，开挖深度10.65m。基坑侧壁安全等级为二级。基坑采用钻孔灌注排桩（1100，桩长分别为21m和20.5m）结合三轴搅拌桩（850，桩长22.5m）止水帷幕的维护结构，及两层钢筋混凝土支撑作为支护结构。另外，电梯井深坑采用三排三轴深搅桩作为支护结构。基坑内布设56口降水井。坑外暂布17口观测井，坑内暂布6口观测井。

本项目支护工程设计有三类桩，立柱桩、支护挡土桩、三轴深搅桩。立柱和支护挡土桩均采用钻孔灌注成桩方法，考虑其成桩工艺相同，而且施工时需要设泥浆池等作业特点，决定先施工这两种桩。

立柱桩在成孔、钢筋笼放置完毕后，由起重机将格构柱吊起插入桩内3m，此项工序要求有专人负责指挥。格构柱每根长12m，重约3.5t，虽重量不大，但由于场地湿陷，为确保吊装安全，在用轮式起重机吊装前必须对作业面进行处理，主是铺垫厚钢板。在控制格构在吊入桩时长度，并且避免格构与桩的钢筋笼发生触碰需要有专人指挥，并有两名工人辅助扶正格构柱使其竖直下放。另外，保证格构柱入桩后的方向与支撑轴线方向平行或正交。支护挡土桩，其为桩径 1100mm的灌桩。在施该桩时除按钻孔灌注桩操作规程施工外，为防止坍孔和缩径，采取隔孔施工程序。因为，成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。在施工前项目技术人员与各钻机的机长针对档土支护桩的身成桩质量进行了详细交底，除了对基本控制目标进行详术外特别要求超灌部分不得有异型，异型部分很可能成为外则三轴深搅桩的障碍 三轴深搅桩在施工前进行了拟处理土的成桩工艺及水泥浆室内配合比试验，以确定相应的水泥浆水灰比。第一批桩（6根）在监理人员监制下施工，确定实际施工水泥投放量、浆液水灰比、浆液泵送时间和搅拌下沉及提升时间、桩长及垂直度控制方法。经监理，设计确认后，三轴深搅机下沉速度为0.6m/min，提升速度控制在0.8～1.0m/min以内。并严格控制，要求下沉及上升为匀速操作，避免孔内产生负压而造成周边地基沉降。

本项目地处南京河西地区，根椐场地土层分布特点，场地地下

水为孔隙潜水，主要赋存于第四系地层中（含砾细砂，以粉细砂层为主）含水量丰富，透水性好。地下水初见水位埋深1.60～3.40，水位受季节性影响明显，近三年历史最高水位地面以下0.5m。由于地下水位较高，并结合在该区其他项目的施工经验，原本先做第一层支撑（开挖深度约2.0m）的计划改为先打少量井进行降压。三口井试抽结果为，渗透系数平均值为7.62m/d，首批启动基坑内靠近四周围护结构和基坑中间紧靠支撑梁的降水井，观测其他降水井的水位变化情况，jsj-2类型降水井采用6.5kw、流量为40m3/h的深井泵，jsj-1类型的降水井采用3～4kw、流量20～40m3/h的深井泵。随着开挖深度的加深，陆续启动其他降水井。试验数据经设计部复核后，将原设计的53口降水井增加到72口，同时在基坑周边布置了17口观测井（回灌井）。并制定了在土方开挖前两周进行降水，确保基坑内地下水位位于基坑开挖面1m以下，水泵标高根据基坑开挖深度及时调整。同时桩顶自然地面及坑内采取明沟、集水井等措施及时排除雨水和地面流水。

本项目的开挖深度为10.65m，根据建质[2009]87号文——“开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程”。属超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围，其施工方案必须经专家论证。土方开挖分为三阶段从上往下分层分段依次进行，并在开挖前将基坑外土方降至设计标高。采用机械挖土，遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，第一次原地表标高-3.7m，第二次是-3.7～-8.1m，最后一次挖至底板垫层

下表面上30cm，余下由土建单位采用人工开挖（含地梁、承台土方）。由于本工程为使用时间较长的临时性挖方。边坡坡度，应根据本工程地质情况和支护设计要求的边坡坡度，严格控制边坡的比率，经计算坡比定为1︰3。土方开挖从上到下分层分段依次进行，随时做成一定的坡势，以利泄水，并不得在影响边坡稳定的范围内积水。基坑内有72口降水井，开挖过程中要经常提醒施工人员注意对其进行保护。一旦发现管井失效，应采取措施使其恢复正常，如无可能恢复则应报废，另行设置新的管井。土方开挖至基底标高处，应多加测量，严格控制标高，不得产生超挖现象。开挖中由专人指挥，严格按施工方案进行分层开挖，严禁挖机碰撞工程桩，以防治其对工程桩桩身质量破坏。

本工程支撑梁分西，中，东三段施工。由于基坑深，面积大，基坑标高变化多，整个土方工程量很大，约103500m3，为后续工程施工创造出良好的工作面，是土方工程的关键之所在。要保证在计划工期内完成土方开挖，必须把土方开挖和支护工程、降水工程有效地结合起来(降水必须在土方开挖前1周开始)、统筹进行安排，使交叉施工合理衔接，并互相创造条件。土方开挖前，充分了解周边有关道路、管线、地铁隧道等设施的保护要求，实际开挖过程中，应充分重视基坑监测、降水观测等数据，调整施工流程或方案，进行动态管理。土方开挖过程中应注意对已施工工程桩的保护，避免挖土机械在桩顶碾压行走，挖掘机的抓斗拉动，并及时配合截断出

露的桩头，临时坡体的位置应避开工程桩。在开挖过程中，基坑内部临时道路坡体坡比应≮1︰3,分层开挖高度≯2m，慎防土体的局部坍塌造成主体结构桩位移破坏、现场人员损坏和机械损坏等工程事故。

从地质勘探报告中获知，在开挖深度范围内，分布土层为①层填土、②1层粉质粘土～淤泥质粉质粘土、②2层淤泥质粉质粘土夹粉砂、②3层粉细砂。①层填土为松散地层，强度低，易坍塌；②1层、②2层压缩性高、强度低，尤其②2层流塑，易缩径、坍塌；②3层为场地主要含水层，富水性和渗透性均较好，且极易坍塌。现场设置一个出土口在基坑西侧，按照基坑支护的布置，将基坑内的土方开挖分7个区，以中间的水平支撑将基坑分为南北两个施工段，具体分区如图1所示。

图1土方开挖分区平面布置图

开挖顺序为，先进行土层i～v区土层开挖竖向分三阶段进行，每阶段土的开挖再按需开挖土层的厚度分层，每层开挖深度不超过2m，第一阶段开挖至第一道支撑梁底，梁底标高-3.725m，挖土层厚度1.775m；第二阶段层开挖至第二道支撑梁底标高处，梁底标高-8.575m，开挖土深度至地坪面以下4.850m，第三阶段开挖至底板及承台底标高处，底板及承台底标高分别为（-11.9m、-12.6m），挖土深度分别为（3.325m、4.0025m）。ⅵ～ⅶ区土层开挖，在i～v区土层开挖完后分级回退挖土。

各开挖阶段，适当保留部分出土通道，并根据实际情况进行适当调整及放坡，保留有汽车倒车回旋场地，以便下一流程土方开挖时，自卸汽车能开近一点，减少挖机倒土距离和次数，提高工效。土方开挖工程过程的重点保护对像主要是基坑支护、降水管井的保护。基坑开挖注意大挖机不能清除桩间土，桩间土应由小挖机和人工清除。挖土机铲必须离开支护桩30㎝进行，以防扰动支护桩结构，该部分的土方采用人工清理，分层开挖时注意观察支护桩的工程质量，以备应急措施，土方开挖时直接用挖土机挖至垫层标高，底板清好一段验收一段,及时进行浇筑混凝土垫层，邻近支护桩时垫层应浇筑至支护桩，并在24h内浇筑完毕，以免雨天将底板泡烂，加快施工进度，减少基坑暴露时间，确保基坑安全。

挖机施工时，应注意不能碰撞支护支撑，不得在支护顶部碾压，引起支撑变形.基坑开挖前应准备钢板或路基箱，铺垫在运土车辆经过的梁部位，支撑梁下部应用土垫实不得悬空，因第一道混凝土支撑梁与第二道混凝土支撑梁底挖土高度为4.85m，第二道支撑梁底至地下室底板垫层的挖土高度3.325m，均能满足小型挖机翻土空间，机械挖土、人工清土交叉作业时，派专人指挥，立柱桩周边土用人工清除，避免挖机斗齿碰撞混凝土桩，立柱桩、支撑梁，挖土至底板垫层标高、电梯井坑底时，应避免扰动基坑设计标高以下的土层，每个工作点用一台挖机垂直向上翻土，一台挖机挖土装车外运.如发现支护桩渗水或位移，及时会同监理、业主、桩基队伍协商处理.

基坑四周及支撑梁严禁堆土或堆载，南侧及东侧地面超载应控制在35kpa以内，其余侧地面超载应控制在20kpa以内，基坑开挖土过程中如出现土体较大位移，应立即停止挖土，分析原因采取有效措施。

每段钢筋混凝土支撑与钢筋混凝土圈梁、围檩同时浇筑，使每一个片区形成整体，受力良好。施工缝留在1/3跨度处，并采用局部加密箍筋等加强措施。同时留设施工缝的方案也经过了设计院的认可。钢筋混凝土梁轴线（包括水平方向及垂直方向）以许偏差≯8mm。防止产生偏心受力，必须使圈梁、围檩中心与钢筋混凝土主支撑梁、连系梁中心轴线相同。圈梁、钢筋混凝土围檩及钢筋混凝土支撑梁保护层厚度均为35mm。为减小支撑成形后的自身受缩，在浇筑钢筋混凝土支撑梁前，与商品混凝土供应商提出采用自受缩量小的集料配比，并与施工班行进浇导方案的交底。 2基坑检测方案以及信息化施工

基坑工程检测是基坑工程施工中的一个重要环节，组织良好的检测能够将施工中各方面信息及时反馈给基坑开挖组织者，根据对信息的分析，可对基坑工程围护体系变形及稳定状态加以评价，并预测进一步挖土施工后将导致的变形及稳定状态的发展。根据预测判定施工对周围环境造成影响的程度，以制定进一步施工策略，实现信息化施工。

监测内容：沿圈梁顶面每20～25m布设1个观测点用于支护结构顶部水平位移、沉降的量测；支护结构的侧向位移监测由深度不

小于支护桩桩长的11根测斜管完成；支撑轴力量测：每层支撑系统应选择16根支撑，采用钢筋测力计进行钢筋混凝土支撑轴力量测；支撑立柱沉降：选择交点处支撑杆件较多处立柆桩顶设一个沉降观测点，总数量≮10%；地下水位的观测：基坑内外侧布设水位观测孔，对本位进行观测，对存在观测井位置可结合观测井进行水位观测；周边建筑物每栋设置6～8个变形观测点，平面特征点位置应增设变形观测点，沿临近基坑范围道路每隔25m设一观测点。 监测周期为基坑土方开挖到地下室侧壁回填的全过程。开挖过程中，地面至-5.15m期间监测频率为2d/次，-5.15m至底板垫层底期间测频率为1次/1d；底板浇筑至完成后7d内2次/1d；底板完成后7～14d监测频率为1次/2d；底板完成后14～28d监测频率为1次/3d；支撑开始拆除到拆除完成后3d监测频率为1次/1d，具体频率可视监测信息反馈结果进行适当调整。

另外，在基坑开挖过程中每天应由有经验的工程技术人员对邻近建筑物进行肉眼巡视，检查旧裂的发展，测读裂缝末端在坐标方格网上的坐标值；测量裂缝完度值，并及时发现新裂缝。 每次观测到的建筑物及管线的水平和垂直位移、建筑物裂缝及主体倾斜的发缝及主体倾斜的发展，应立即向设计，监理等有关部门抄报。超出警界值应分析原因，立即采取相应措施。 3结束语

基坑支护施工是个隐蔽工程。对施工过程的每一个环节、每一个工序均要严格把关。随着地质条件的变化及施工情况的改变，即

需要科学的计算处理地，也需要经验判断。因此，在施工前不但要进行详尽的地质勘探，并依此设计与施工，还要收集周边类似工程的相关资料。“水”是深基坑支护的大敌，应重视对地下水的控制。同时，作为宝贵的地下水资源，应限制盲目、过度的抽降。做好深基坑支护设计和施工管理对减少甚至杜绝基坑工程事故、规范建筑施工必将起到积极地推动作用。 参考文献

[1]建筑工程施工质量验收统一标准. 0300-2001；北京：中国建筑工业出版社,2001

[2]混凝土结构设计规范. gb50010-2010；北京：中国建筑工业出版社,2010

[3]混凝土结构工程施工质量验收规范.gb 50204-2002；北京：中国建筑工业出版社,2002

[4]钢筋焊接及验收规程.jgj 18-2003；北京：中国建筑工业出版社,2003

[5]混凝土强度检验评定标准.b/t 50107-2010；北京：中国建筑工业出版社,2010

作者简介：马连勇（1982—），男，助理工程师，二级建造师。毕业于东南大学土木工程专业，现江苏建科建设监理公司从事土建监理工作。

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