关于基坑支护工程施工技术管理的探讨

关于基坑支护工程施工技术管理的探讨
刘徽
摘要：随着经济的不断发展，城市建设规模不断加大，为了保障高层建筑基础工程的施工质量，减少高层建筑基础工程施工对周边建筑的影响，越来越多的建筑工程采用基坑支护方案进行高层建筑的基础工程施工。本文结合自己的工作实践经验，对基坑支护工程施工技术管理进行探讨，可供同行参考借鉴。
关键词：基坑支护工程；施工技术；土钉墙；预应力锚索；施工管理
近年来，广东珠江三角洲一带经济高速的发展，高层建筑物的深基坑开挖常受到地形、施工场地的限制。由于基坑土方还未开挖，基坑支护施工是在完全隐蔽和半隐蔽状态下进行，受到许多末知因素的影响，因此随着建筑行业的不断发展，对深基坑支护工程技术也已在工程界得到广泛的研究，目前对深基坑支护的各种施工方案和工艺主要有以下几种：① 排桩(人工挖孔桩、预制桩、钢桩、钻孔灌注桩、搅拌桩等)；② 地下连续墙；③ 锚杆。
1、工程情况
广东拟建某商住楼A、B栋工程位于城市中心地带，东面为24m宽市政主干道，西面为预建的行人广场。地下室宽68m，长126m，原有周边市政道路已建成使用，凡周边道路地下管线等已埋设完成；拟建筑物由1栋3层裙楼及2栋18层塔楼组成。地下室2层，基坑底标高为-11.10，从室外地坪以下约9m，属于深基坑，如基坑平面如图1所示。

由于该地块离江较近，地下水十分丰富，因此综合本工程场地地理位置、土质水文条件，基坑开挖深度和周围环境条件，本基坑围护具有以下特点：
（1）基坑开挖较深；(2)场地土由上至下为回填杂土层、砂层、粘土层，地基地质条件较差；(3)周边环境条件较为苛刻，必须保证周边市政道路及场地安全。
结合本工程基坑上述特点，根据安全、经济、方便施工的原则，拟采用深层搅拌桩作为基坑侧壁止水帏幕，土钉墙与预应力锚索作为基坑支护加固结构的施工方案。
2、基坑支护工程设计
2.1 基坑围护体系
根据上述分析，围护体系沿建筑用地红线边，采用双排φ600的水泥深层搅拌桩，桩长约9～10.5m，中心距450mm，搭接l50mm，水泥掺量为1 5％，采用3次喷浆，3次往返搅拌的成桩工艺。要求搅拌桩至少达到90％强度后，才可逐层并与支护体系交叉作业，开挖基坑土方，见图2。

2.2 土钉墙支护
沿围墙搅拌桩内侧植入土钉，第一排土钉在自然地面以下1.5m位置，第一排土钉水平间距为1.2m，其余各排土钉水平间距为1.5m，土钉垂直问题为1.5m，土钉主筋为φ22，搅拌桩顶1m内分布钢筋网为φ6@200×200，并采用φ25挂网锚钉L=1500@1000。
2.3 预应力锚杆加固
土钉墙第二、三排采用预应力锚索，锚索选用3×7φ5普通松弛钢绞线，设计拉力值3 50KN，第二排预应力锚索的锁定荷载为100KN，成孔直径130mm，间距1.5m，第三排预应力锚索的锁定荷载150KN，成孔直径为1 30mm，间距为1.5m，面层加强钢筋为φ14，面层混凝土厚度不小于120mm，分2层喷筑。
各土钉、预应力锚索的具体长度如下(具体见图3)：第一排土钉长9m，第二排预应力锚索长12m，第三排预应力锚索长15m，第四排土钉长9m，第五排土钉长7m，第六排土钉长6m。

3、基坑支护工程施工
3.1 基坑止排水系统
对于基坑地表处的雨水、施工用水，采用地面排水沟截流，引至城市市政管道排出的方法解决。对于基坑搅拌桩内，因搅拌桩起到的止水帏幕作用，故也采用明沟并通过设置集中收集抽排进市政管道。经过开挖检验，发现基槽底部没有滞水，说明搅拌桩止水的效果良好，但存土钉锚索施工过程中，主要是第三排锚索和第四排四排土钉钻孔施工时，随着钻孔深度的增加，所带出的土体由潮至湿到最后成为泥浆。在土钉锚索施工时，人量地下水从孔中流出，有的孔出水太人导致水泥浆完全注入困难。在土钉墙施工完成后，仍有8个锚索孔有水渗出。
3.2 支护结构旋工
土钉墙施工是随着基坑挖土的进行而逐步实施的，因此土钉墙施工与挖土作业必须交叉进行，两者的施工衔接配合至关重要，直接关系到基坑的安全和施工工期，需要合理安排，分层进行。
在机械开挖出围护搅拌桩后，桩壁表层附着的杂土要采用人工进行清理，修整避免机械损伤到搅拌桩。土钉成孔后尽快完成钢筋网布设，并在土钉注浆后及时喷筑第二层面层。对于第二、三排的预应力锚索，其主要的施工流程是：定位→注浆管制作→钻孔→锚索安装→一次注浆→二次注浆→锚具安装→张拉与锁定锚头保护。
预应力锚索施工时，每2m设一对中支架。采用钻机成孔，清水清孔，必要时下钢套管钻进，安装锚索前应探测钻孔是否孔壁坍塌，如有坍塌情况，则应进行孔壁加固及修复措施。浆液采用水泥浆，要求采用42.5R普通硅酸盐水泥配浆，水灰比0.45，采取二次注浆，第一次采用常压0.4～0.66Mpa，12小时后进行第二次注浆，压力要求1.2～2.0MPa。锚索注浆龄期达到12天后，方可张拉锁定。并选取不少J 5根锚索进行验收，张拉试验按有关规范要求进行。
4、建筑基坑支护工程施工管理
4.1 施工材料与施工设备管理
施工材料是工程施工质量管理的基础，高层建筑基坑支护材料管理对施工质量有着重要影响。基坑支护工程进场材料必须符合施工技术要求，在材料进场时，必须采用双人符合的验收模式对进场材料的检验报告单、外观、数量等进行检验，并及时对进场材料进行实验检测，确保基坑支护工程所用材料符合设计要求。另外对于存放时间较长的施工材料在施工前还要进行二次检验，以保障存放过程中施工材料仍符合设计要求。工程设备作为基坑支护施工管理的重点其对于工程施工质量有着重要的影响。根据支护类型的不同选择适宜的设备是保障工程顺利施工的基础。在进行设备管理时要考虑施工现场条件、设备性能、施工工艺等，综合各方面因素选择适宜的设备进行施工。并严格按照设备养护与使用规定进行养护、使用和检验。确保设备显示设备、参数设定部件的完好，保障工程施工质量。在进行设备管理的同时还要注重操作人员的管理，通过现场技术人员旁站、巡检等方式确保操作人员严格按照施工设计要求进行，保障支护工程施工质量。
4.2 建立健全的施工管理体系，有效保障工程施工质量
建立健全的施工管理体系是有效保障高层建筑基坑支护施工质量的基础。因此，高层建筑基坑支护施工企业必选建立健全的施工管理体系，通过将施工管理各个阶段责任落实到部门、再由部门落实到人的方式，将施工质量的责任明确，以此提高施工人员、部门的工作责任心，保障工程施工质量。同时通过建立健全的旅工管理为施工过程的管理打下基础，为施工材料管理、施工技术管理、施工人员管理等打下基础。
4.3 现场监测
在土钉墒与预应力锚索施工期间，应加强对基坑变形的监测，以监控施工扰动对基坑稳定性的影响，做到信息化施工。监测项目包括：支护结构水平位移、土体侧向位移、地下水位和周围地面沉降观测。在施工期间，监测周期定为2次/周，基坑施工完成后改为3次/月至地下室施工完成。施工期间观测预警值为基坑沉降10mm，支护结构水平侧移累计大丁25mm或水平位移速率超过1mm/d。
4.4 加强基坑支护工程信息化管理，保障工程施工质量
现代施工管理已不仅仅是通过施工现场旁站、巡检及施工记录检查、施工交接检查来完成的工作，而是更多的通过信息化施工管理手段，将施工过程的各种信息及时反馈至项目管理部，由项目管理部门及时调整施工方案，保障工程施工质量与施工进度。基坑支护工程施工企业要加强自身信息化建设，通过现场信息采集、财务部门与技术管理综合整理将施工信息及时反馈至项目部和项目经理，及时发现施工过程存在的问题并进行调整，保障工程施工质量与进度。
5、结束语：
综上所述，建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程，涉及工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。它是集土力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因如此，无论是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，将各组成部分协调好，才能确保它的安全可靠、经济合理。