【深基坑常见类型及其施工质量控制要点】明挖基坑安全质量控制要点

　　 【摘 要】：随着城市快速发展。越来越多的高层建筑物和市政工程开始在城市出现，由此也带来了很多的深基坑施工，而深基坑的施工质量控制关于基坑的安全稳定和人身安全。本文着眼于常见的基坑施工工艺，着重论述了常见深基坑施工的工艺特点、过程控制要点以及其他注意要点，具有一定的现实指导作用。
　　
　　关键词：深基坑；施工质量控制
　　
　　 深基坑工程的质量控制是工程施工中的重要一环，它直接影响到整个基础工程部分的安全、质量和工期，不控制好深基坑工程的施工质量，可能带来的是整个工程的长时间停工甚至推倒重来。而深基坑工程的施工现场条件复杂，工序繁多，工艺要求高，深基坑的质量主要取决于勘察、设计、施工等诸多方面。工程地质勘察报告的是否详细准确、设计取值是否合理以及施工中的材料、工艺、设备等等都是影响深基坑工程质量的因素，稍有不慎，便会造成质量问题或事故。若处理不及或不当，就会给工程留下隐患。所以，对质量问题 (或事故)的分析与处理是否正确得当，通常都会影响到建筑物的安全使用、工程造价以及工期。为了防止类似的问题发生，能否在深基坑工程施工中对质量问题及隐患进行正确的分析与妥善的处理，就显得尤为重要。
　　1 深基坑施工概述
　　1 . 1 深基坑支护的主要类型
　　 深基坑支护按其工程特点主要可分为大放坡结构、重力式挡土墙结构、土钉墙结构、排桩支护结构、地下连续墙结构五种。
　　 大放坡结构是根据土体的自稳性能，采用合适的放坡坡率，外加钢筋混凝土面的保护，使基坑周边土体靠自身粘聚性能保持一定稳定性。这种支护方法需要有大量的施工空间给予放坡施工，同时会增加较多的土方开挖量。
　　 重力式挡土墙结构是采用多排水泥土搅拌桩作为挡土墙，利用置换后的水泥土自身的重力起到挡土作用。
　　 土钉墙结构是利用密排的土钉的抗拉力与混凝土面板结构形成对基坑外侧土体压力的挡板，同时，密排土钉的注浆还可以改善周边的土体，增加周边土体的自身稳定性。
　　 排桩支护结构是采用有一定间距或是密排的支护桩嵌入相对稳定的岩土层中，形成悬臂式的支挡结构抵抗土体的侧向压力，也可增加锚杆、锚索或支撑来形成更加稳定的支护结构。
　　 地下连续墙其实是密排排桩支护结构的一种变体，是采用现浇钢筋混凝土墙的形式，利用混凝土墙嵌入稳定岩层的锚固力和其本身的自重起到支挡土体的作用。另外，地下连续墙还可以作为建筑物的永久结构墙使用。
　　1 . 2 深基坑支护施工的关键工种
　　 深基坑支护施工的关键工种主要包括止水搅拌桩施工、止水旋喷桩施工、预制混凝土桩（钢桩）施工、混凝土灌注桩施工、土钉施工、预应力锚杆锚索施工、混凝土梁、板施工等。由于在现代工程中，深基坑工程常处在密集的建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的附近，其技术复杂性要远远超过永久性的基础结构或上部结构，一旦出现技术上的问题，不但会危及到基坑本身的安全，而且还会殃及到附近的建筑物、道路桥梁和各种地下设施，进而带来巨大损失。而上述的关键工种在深基坑支护施工的受力结构均起着重要作用，必须严格控制其施工质量。
　　2 深基坑支护关键工种施工的具体控制要点
　　2 . 1 基坑止水帷幕（止水搅拌桩、止水旋喷桩）
　　 基坑止水帷幕具有整体密闭性、连续性的特点，是确保整个基坑内的地下水与外部地下水隔绝的一道帷幕。其施工质量控制要点主要是在于保证止水桩的有效桩长、桩径、桩间距、垂直度、水灰比和水泥掺入量。
　　 其具体控制方法如下：
　　 止水搅拌桩桩长可通过读刻度盘或量测搅拌钻杆来控制，同时应认真参考地质资料，一般止水桩要求穿过砂层进入不（微）透水层如淤泥、粘土层等，如发现某区段设计桩长不能达到以上要求时，应及时联系设计单位协商解决；桩径可通过量测钻头大小来控制；桩的间距可通过实际测量两条桩的中心距离或测量某一区段总距离再除以（总桩数-1）的方法控制；桩身垂直度偏差应控制在1%以内，可通过吊线法检查控制，如从钻杆5米高处吊线至机底，线与钻杆的距离应小于5cm。水灰比即水和水泥质量的比，一般设计水灰比为0.5（具体根据不同设计图纸确定），采用测量搅拌桶的体积来测量水的重量的方法，水泥的重量采用包数控制；水泥掺入量则是根据施工速度和喷浆量来控制，具体通过试桩时每桶浆施工的进尺来反算验证并及时调整，以达到设计要求的标准。
　　 止水旋喷桩的各种参数控制基本同搅拌桩，需要注意的是，旋喷桩的桩径是通过高压浆喷射形成，故其桩径的控制不是钻头部分，而是高压注浆泵的压力控制，必须确保足够的喷浆压力才行保证足够的桩身直径。
　　2 . 2 支护桩（钢板桩、混凝土预制桩、灌注桩等）
　　 无论是预制桩还是灌注桩，其作用和受力原理都是类似的，主要是提供刚性的抵抗侧向土压力的结构，一般通过横向的冠梁或腰梁连系在一起，并可用拉锚或支撑结构来加强位移控制。支护桩的具体控制要点为：垂直度、桩位中心线的控制、桩顶标高和桩的入土深度控制。
　　 钢筋混凝土灌注桩施工时则还要注意钻孔深度、钢筋笼的长度及笼底标高、砼标号、灌注量、灌注标高、钻孔灌注桩的间距及数量。
　　2 . 3 支护抗拉杆件（土钉、锚杆、锚索等）
　　 土钉、锚杆、锚索都是属于相对柔性的基坑支护结构构件，它们都有共同的特点是需要进行灌注水泥浆。而它们的关键控制环节也就是灌浆工序，首先要确保浆液达到设计要求的水灰比，然后要保证施打后的土钉孔内残余泥浆的清理是否干净（可在施工完毕后采用稀水泥浆清洗钻孔后再进行注浆），最后要保证灌浆的饱满程度、灌浆压力和灌浆后的封孔保持。当然，其它的锚杆长度、设计角度和材料规格等必须严格按照设计要求进行。
　　 灌浆的具体控制：
　　 ①水泥浆的浓度：按设计要求计算水和水泥量配置水泥浆，并充分搅拌；
　　 ②灌浆线路的密封：灌浆管接口、锚头接口或孔口周围要封堵好；
　　 ③灌浆泵的压力：当密封性较好时可采用较大的压力，0.5-1.0MPa，当土钉位于填土或松散土层时可采用较低压力，慢档灌浆。
　　 ④灌浆的时间：当一条土钉注浆时间极短（小于30s）时，注意检查是否有堵管或锚孔堵塞现象，过长（超过5min）时，应检查是否注入空洞或地下管道等。
　　 ⑤灌浆量：每次灌浆都统计所用的水泥量，参考相应土层的经验数据判断是否合理。
　　2 . 4 支护连系和支撑构件（冠梁、腰梁、内支撑等）
　　 冠梁、腰梁和内支撑等构件在支护结构里面充当的是连系和传递作用的构件，但它们的施工质量控制却不容忽视。钢腰梁、钢支撑的施工质量控制主要是焊接的部位、接触角度以及焊接质量，焊接部位、接触角度要由设计人员根据受力特点进行设置，现场施工人员严格按照设计的尺寸进行，焊接时应由熟练的专业技术操作人员进行，并随时检查焊接质量。钢筋混凝土冠、腰梁的施工质量则主要是严格按照设计要求的尺寸、配筋、标高进行施工，同时还应注意与之连接的构件之间的相互锚固问题，比如支护桩一般应锚入冠梁10-20cm，非预应力锚杆锚头应烧焊“7”字勾并锚入到冠梁中部，基坑内支撑的预埋支撑铁板应在设计好的位置预埋入冠梁混凝土里面，等等，必须严格控制各构件相互连接时的焊接质量。
　　2 . 5 土钉墙（土钉+喷砼支护）
　　 土钉墙的施工质量控制除了锚杆施工控制之外，因为施工过程中涉及到与土方开挖单位的协调配合，需要分层分段开挖，故必须严格按照每层土钉的设计标高（一般为土钉位置以下30-50cm）进行开挖，严禁超挖。同时，上一层土钉注浆体强度和喷砼面达到设计强度的70%以上时（一般灌浆后10天和喷砼后5天）方可进行下一层的开挖。
　　2 . 6 地下连续墙
　　 （1）连续墙渗漏水的防治 工程要求连续墙有很强的防渗能力，因此必须减少在墙的接缝处、墙体中的预埋件处或由于墙体中夹泥产生的孔洞、蜂窝等情况而出现的渗漏水现象。 针对这些原因,在施工过程中要加大管理力度,提高施工技术人员的责任心，加强连续墙各施工环节的质量控制,确保地下连续墙墙体水下混凝土抗渗性能,同时在基坑开挖前,预先在坑外连续墙接缝处进行旋喷加固。 （2） 重视清孔质量 先采用抓斗直接清孔,清孔抓斗下放时要尽量放慢速度,以免槽坑出现超深;抓斗上升时,要不断向槽内补充合格护壁泥浆。然后采用正循环法清孔,借助管道将合格泥浆送到槽底,通过浆体上升将槽坑内沉碴带走。清槽结束后1h,测定的槽底沉淀物淤积厚度不大于20cm、槽底20cm处的泥浆相对密度不大于1.2为合格。 采用柔性钢丝刷钻头对先行幅连续墙接头处进行反复刷洗25次左右,直到钢丝刷不再带有泥皮为止。 （3） 控制成槽精度 成槽施工是地下连续墙施工的第一步,也是地下连续墙施工质量是否完好的关键一步,成槽的技术指标主要是前后偏差、左右偏差。 根据测量控制桩点,在导墙上精确划出分段标记线;成槽机行走采用现浇混凝土路面,确保路基坚实、平直;挖槽时,抓斗中心平面应与导墙中心平面相吻合;开挖过程中经常使用超声波测试仪,经常测量出槽坑断面和槽底沉碴情况,反馈指导施工,控制抓斗上下运行速度。 （4） 锁口管的下放和提拔 锁口管下放存在的主要问题是:由于槽壁不垂直使锁口管位置产生偏移,锁口管固定不稳造成倾斜,导致墙与墙之间出现淤泥夹层。因此,在成槽后期有意识地使其两边倾斜,锁口管中线与分幅线对齐,通过吊机提起锁口管―段高度使其自由下落插入土中固定,锁口管在槽口采用钢销连接。 锁口管起拔采用液压顶拔机,待开始浇筑混凝土2―3h后(根据混凝土初凝时间确定初次起拔时间),用起拔千斤顶进行第一次起拔,但顶升高度不可使管脚脱离插入的槽底土体,以后每20―30min提升一次,每次50～100mm,直到终凝后全部拔出。 锁口管下放以后,用一根专用设备(钢钎)插人缝隙,捅实回填土,以防止混凝土绕流。 3 深基坑支护施工应注意的问题
　　3 . 1 基坑周边环境
　　 施工前应仔细踏勘周边环境，查找周边已有建筑、道路、管线等详细资料，查明它们与基坑边的距离关系和埋深等，必要时做好相应的防护措施后才能进行施工。施工过程中特别是土方开挖过程中，应对周边建筑、道路、管线等进行监测，随时留意周边环境的变化，发现问题及时采取应对措施。
　　3 . 2 基坑开挖深度
　　 土方开挖过程中，应严格控制土方开挖的深度，确保不超过基坑设计深度，保证基坑安全。
　　3 . 3 基坑顶荷载值的控制
　　 基坑开挖至整体回填前，都应严格按设计要求控制基坑周边坑顶的临时荷载不超过设计要求的范围值，发现有超载的区域应立即予以撤除，如已导致基坑变形加大的还需要作一定的加固处理。
　　3 . 4 基坑变形的监测
　　基坑开挖过程中，必须按制定的监测方案进行密切监测，发现异常时及时将数据反馈给设计单位以便作出反应处理。
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