城区深基坑施工关键技术的研究.pdf

江西建材工程技术与应用2472023年7 月城区深基坑施工关键技术的研究洪诗滨厦门市房地产股份有限公司，福建 厦门 361002摘 要：文中研究了深基坑施工中的核心技术应用，阐述了深基坑施工的支护特性及其所面临的挑战，并提出了相应的解决方案和实用管理措施，旨在提高施工效益和确保工程安全。关键词：深基坑项目；技术实施；管理办法中图分类号：TU74 文献标识码：B 文章编号：1006-2890（2023）07-0247-03Research on Key Technologies for Construction and Management of Deep Foundation Pit Projects in Urban AreasHong ShibinXiamen Real Estate Co.Ltd.,Xiamen,Fujian 361002Abstract:The article studies the application of core technologies in deep foundation pit construction,elaborates on the support characteristics and challenges faced by deep foundation pit construction,and proposes solutions to these problems and practical management measures for deep foundation pit construction,aiming to improve construction efficiency and ensure project safety.Key words:Deep foundation pit project;Technical implementation;Management measures0 引言深基坑施工在建筑施工中较为常见，其设计与施工对于确保工程的安全和稳定具有重要意义。深基坑的设计与施工需要充分考虑地质条件、土层特性以及周边环境等多个因素，以确保基坑的稳定性和施工的顺利进行。如何有效地进行深基坑施工和管理十分重要。为了解决这个问题，本文从技术和管理两个方面进行了详细探讨，旨在为城市深基坑项目的施工和管理提供有益参考。1 工程项目概况本工程位于厦门市湖里区环岛干道东侧、东宅安置房北侧，拟建设472 套安置房及商业配套设施，总建筑面积为77999 m2。其中，东地块建筑面积为37694 m2，西地块建筑面积为40304 m2，总用地面积13994 m2；东地块用地面积为6795 m2，西地块用地面积为7199 m2。本工程基坑安全等级均为一级，侧壁重要性系数均为1.1。鉴于本基坑开挖深度较大，因此基坑支护方式拟采用安全性较高的围护桩结合内支撑支护以及局部锚索的方式进行基坑支护。2 深基坑项目关键技术2.1 基坑支护技术深基坑的施工过程具有复杂性和风险性，需要严格遵循施工计划和相关规范，确保施工的质量和安全。施工中，需要选择适当的施工方法和设备，同时，还需要进行严密的施工监测和安全管理，及时采取措施应对施工中的各种变化和风险。本项目中，基坑的开挖深度大，故需要采用精确和科学的支护方法，防止土壤塌陷对基坑周边的建筑物造成损害。常用的支护技术有搭设混凝土支撑、地锚支撑、喷浆支护、土钉墙、连续墙等1。2.2 水下混凝土浇筑技术对于位于水文条件复杂的地方或者基坑底部需要进行混凝土浇筑的情况，水下混凝土浇筑技术是一种关键技术。该技术需要考虑混凝土的配合比设计、混凝土稀化以及混凝土强度的问题。2.3 三维激光扫描测量技术为了提高基坑开挖的精度和效率，在深基坑项目常应用三维激光扫描测量技术。这种技术能够实时、快速、精确地获取基坑的形状和位置信息，对于保证基坑的开挖质量和安全性起重要作用2。2.4 地质预测与风险评估技术深基坑的开挖往往伴随着地质条件的不确定性，因此，地质预测与风险评估技术是深基坑项目的关键技术之一。需要综合地质勘探数据、现场观测数据以及数值模拟等技术，对可能出现的地质风险进行预测和评估，从而采取有效的防范措施。2.5 深基坑振动控制技术为了保证基坑周边建筑物和居民的安全，深基坑的开挖往往需要采取一定的振动控制措施。这通常需要通过合理选择开挖设备、优化开挖方案、采取振动隔离措施等手段来实现。3 城区深基坑项目施工支护特点本项目位于城市环境中，基坑的开挖深度 在11.89 18.63 m，地下水位波动范围为0.205.50 m。支护工程的设计考虑了不同的土层，包括人工填土、含砂蟹质黏土、含泥中矽残积砂质黏性土以及全风化花岗岩组。由于基坑开挖的深度较大，项目团队选择采用了高安全性的围护桩加内支撑支护方式，局部地段则采用了锚索。项目的基坑支护设计和计算采用了理正派基坑7.0PB3 软作者简介：洪诗滨（1981-），男，福建厦门人，本科，工程师，主要研究方向为工程管理。江西建材工程技术与应用2482023年7 月件，为内支撑的配筋计算提供了依据，本项目的基坑安全等级已达到一级，侧壁重要性系数为1.10。考虑到周边环境的复杂性，环岛干道侧坡项荷载按20 kPa计算，而其他三侧作为土方车临时运输道路，坑项超载各侧按30 kPa考虑。为了确保基坑工程的安全，距坑项3.0 m范围内，严禁堆载；30 m范围内，施工堆载不得超过规定指标。在此基础上，项目团队选择了旋挖混凝土灌注柱作为围护桩，桩型为1000 mm1500 mm。柱间设置100 mm厚的C20细石混凝土喷面和9001500 mm三重管高压旋喷柱，喷面分两层喷射，内含6.0m间距的200 mm200 mm单膨双能钢骼架构，立柱桩桩径为1100 mm。4 项目中深基坑项目施工存在的问题4.1 地质条件复杂项目位于城区，土层结构复杂，包括人工填土、含砂蟹质黏土、含泥中矽残积砂质黏性土以及全风化花岗岩组。这种复杂的地质条件可能会给施工带来一些挑战，包括支护结构设计和施工的难度，以及基坑稳定性的控制3。4.2 地下水位波动较大项目地下水位波动范围为0.205.50 m，这种较大的波动可能会对基坑开挖和支护工作带来困扰，尤其在雨季，其可能存在地下水涌入的风险，需要加强防水和排水措施。4.3 高密度建筑环境项目周边环境复杂，可能存在高密度的建筑环境，这就要求在施工过程中要特别注意保护周围建筑和基础设施，防止因基坑开挖和支护工作引发的地面沉降或倾斜，进而对周边环境产生影响。4.4 工期压力项目工期为1169 d，且存在20%的工期压缩率。在保证项目质量和安全的前提下，如何有效控制进度、防止工期延误，将是一大挑战。5 关键环节的施工控制5.1 旋挖灌注桩施工该项目的支护桩为 A10001500 旋挖灌注桩，在施工过程中，采取隔离桩的方式，在24 h内完成浇筑，达到灌注桩的初凝强度后，再对相邻桩进行成孔施工。旋挖灌注桩的施工程序：场地平整桩位测量埋置护筒钻机就位钻进成孔清孔钢筋笼制作、吊放下导管浇灌水下混凝土。施工时，需要注意如下问题。5.1.1 桩位测量横轴与纵轴的方向不应大于50 mm，纵轴与纵轴的相对位置误差应小于0.5%。5.1.2 埋置护筒对套管的施工要求是，套管与桩的位置之间的距离不能超过50mm。5.1.3 钻机就位井架上的导向杆、转盘和护筒的中心线要在一条线上。5.1.4 钻进成孔为了避免由于钻探深度过大而造成“埋钻”，在钻探过程中，需要对钻探速度进行严格控制。钻井平台的上升和下降速度应在0.750.80 m/s。钻孔完成之后，要对钻孔的孔径、孔深、垂直度等方面展开检测，若不符合要求，要立即采取相应措施。当钻进深度达到设计要求时，应及时移除钻具并做最终验收。注水桩成型后，必须及时清除钻孔，从清孔完成到混凝土开始浇筑的间隔期为1.53.0 h，一般不超过4.0 h，超过此间隔期，应重新清孔。浇注混凝土前，必须进行第二次清扫。5.1.5 钻孔出现异常时的处理方式（1）坍孔处理：钻井时出现塌孔，必须先找出问题的根源，再加以解决，也可以采取挖深埋护管等方法，然后才能进行下一步施工。此外，还可以视实际条件，向钻井液中添加干燥木屑，并提高钻井液密度（1.151.4)，以提高钻井液的井眼结构。钻头每次进入液面时，需等待钻头完全进入浆液后，再匀速下到孔底，每次抬钻的速度要控制在0.300.50 m/s。塌孔较大时，必须采用回填法进行再次打孔。（2）缩孔处理：若出现了弯孔收缩的情况，可以将钻头提在偏孔处，然后重复扫孔，直至钻孔正直为止。如果出现了比较严重的弯孔和探头石，需使用小片石或鹅卵石与泥土混合物，回填到偏孔处，待填充物沉实后，再钻孔纠偏。5.1.6 清孔护桩桩底沉渣不应大于100 mm，立柱桩的桩底沉渣不应大于50 mm。5.1.7 钢筋笼制作、吊放安装时，钢筋笼不得变形，并在其上加一保护垫。进入孔洞时，一定要一直保持竖直的姿势，需缓慢将其放置，并且要保证其稳定性，不得与孔洞的墙壁发生碰撞。5.1.8 下导管应对水管定期做防水测试，下水管前，应检查其有无渗漏、变形，有无安装“O”型密封件。使用前，先将管道组装好，然后进行密封水测试（0.3 MPa),15 min内不渗漏为好。检查管道焊接处4。管道要按顺序下降，整个管道下降后，要将其放在孔底，检查管道的长度和深度，再上升300400 mm。管道埋置23 m，深4 m，浅1 m，起吊时应缓慢进行。5.1.9 浇灌水下混凝土水下混凝土浇筑是钻孔灌注桩的最后一个关键环节，其施工质量直接关系到钻孔灌注桩的成败。（1）浇灌水前，应先检查各种设备，如漏斗、试验仪器、量具、密封塞等，检查其是否完好。（2）该工程采用的是 C30 级的水下混凝土。为了防止管道堵塞，应利用混凝土的重力将管道中的淤泥排出。（3）导管底部与桩底之间的距离是0.250.4 m，导管顶部的贮料斗内砼量，必须满足首次灌注混凝土导管端能埋入砼中0.81.2 m。施工前，应准确计算储料斗的体积，浇注混凝土时，应缓慢进行，以免出现高压气袋。（5）浇筑混凝土时，应时常检查管道的埋设深度。导管埋置深度为17 m，如果超过7 m，则会出现钢筋笼上浮、堵管、埋管、挂钢筋笼等现象，从而导致质量隐患。起拨管道时，要先测定混凝土表面的标高，然后依据管道的埋设深度决定拨管节的数量。应勤于巡视，均匀拨管，并将埋设深度控制在26 m。（6）灌注过程不得中断，每根桩的灌注时间需根据首批混凝土的初凝时间来调整和控制，任何中断都不得超过30 分钟，以避免质量下降和其他相关问题。（7）在对混凝土进行施工时，必须有专门的人员做好记录，防止混凝土管突然上升或混凝土管埋得太深，导致混凝土管的断桩。（8）应控制最后一次灌注量，超灌高度1000 mm，凿除泛浆后，必须保证暴露的桩顶混凝土强度等级达到设计等级。（9）对于超高部分混凝土，待其强度达到70%后凿除，钢筋锚入桩顶梁内不少于35 d，桩顶嵌入桩顶梁100 mm，桩身不得出现裂缝、缩颈、断桩等现象。江西建材工程技术与应用2492023年7 月5.1.10 立柱桩桩端后注浆压水开塞及注浆施工时间需满足要求，注浆采用低速慢压、浆液先稀后浓、先低压逐步增压的方式施工，按工艺试验结果确定终压力和稳压时间，注浆量和注浆压力不得小于设计要求。5.2 三重管高压旋喷桩施工高压旋喷桩应待围护排桩施工完成，强度达到设计强度的 70%后进行施工。旋喷桩施工时应有连续性，不得出现长时间施工冷缝，中断喷射时，恢复喷射时搭接段长度0.5 m。如遇特殊原因，需补强处理。高压旋喷桩应待围护排桩施工完成且强度达到设计强度的70%后进行施工。施工前，应对场地进行平整，并且清除桩位处地上、地下的一切障碍物，当场地低洼时，应该进行分层夯实并回填黏性土料，不得回填杂填土或生活垃圾5。5.3 可拆卸锚索施工可拆卸锚索采取间隔施工，并在注浆24 h后进行相邻锚索的施工。5.3.1 基本试验正式张拉之前，必须选择具有代表性的土层，进行3 个以上的试样，并根据实验结果来决定张拉工艺和技术参数。5.3.2 钻孔钻孔采用套管钻机成孔，成孔直径180 mm，放入锚索一次注浆完成后，才允许拔出套管，钻孔过程中，合理掌握钻进速度，保证成孔质量。钻孔不得扰动周围地层。5.3.3 锚索制作施工时，要注意避免钢丝绳的扭结和变形。为使张紧器位于孔中央，避免对孔壁产生干扰，沿着张紧器的长度，每2 m布置一圈，随后，使用铁丝将钢绞线均匀捆于骨架周围。隔离架绑扎间距端部为800 mm，采用厚23 mm铁板制作。杆体的保护层不小于20 mm。5.3.4 注浆锚索注浆采用二次高压注浆，水泥纯浆灌注，浆液应搅拌均匀并过筛，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完6。5.3.5 锚索锁定张拉当锚固体强度大于15 MPa并达到设计强度的80%，且冠梁的混凝土强度不低于设计强度的80%后，方可进行锚杆的张拉锁定。6 结语深基坑项目的施工和管理是一个复杂的过程，施工人员需要深入理解施工技术和管理策略，根据项目的具体情况选择合适的施工技术方案，确保项目顺利进行。参考文献 1 翁龙龙.浅谈老旧小区改造项目深基坑安全监理控制措施J.建设监理，2023（5）：32-34.2 裴瑞.解析建筑工程施工中深基坑支护的施工技术J.中国住宅设施，2023（4）：121-123.3 魏学军.深基坑支护施工项目成本控制探析J.工程与建设，2023，37（2）：750-753.4 白燕，都晓宁，王强.某电力隧道项目深基坑支护设计探讨J.工程建设与设计，2023（6）：40-43.5 张德之.建筑工程项目深基坑工程监测措施 J.居业，2023（2）：91-93.6 何一军，张程，王丹萍.房建项目深基坑施工技术研究J.工程建设与设计，2022（24）：214-216.表2 沥青路面平整度检验结果桩号位置样本量施工前路面施工后路面平均值/mm 标准差/mm 平均值/mm 标准差/mmK534+585101.80.981.10.52K534+600101.70.980.90.51K535+332101.71.050.60.52K535+413102.20.961.10.81K536+231101.91.240.90.71K537+112101.01.170.70.62根据表2 可知，纤维橡胶沥青封层施工前，原路面最大间隙平均值超过1.7 mm，缺乏平整性；经过封层施工后，路面最大间隙平均值低于1.0 mm，标准差相较于施工前也有所降低。实践证明，采用纤维橡胶沥青封层施工技术后，路面平整度得到提升。4.2.2 路面抗渗水性能路面有良好的抗渗水性能时，可阻止雨水渗入路面，避免路面遭到水侵蚀。本项目路面抗渗水性能检验，以渗水系数为重点检验指标，以渗水仪为检验仪器，通过试验分析，桩号为K534+585K527+112的纤维橡胶沥青封层，施工前的渗水系数为0.20.5（mL min-1），经过纤维橡胶沥青封层后的桩号渗水系数均为00.1（mL min-1）。根据上述试验数据可知，纤维橡胶沥青封层施工前，路面渗水系数偏高，防渗水性能不足，雨水对路面产生强烈的侵蚀作用。经过本次修复后，面层较原有路面结构强度大幅提升；半刚性基层上撒铺橡胶沥青纤维碎石封层，可更好地起到应力吸收及防止渗水的作用；面层采用SBS改性沥青混凝土，能有效减少路面车辙，路面结构组合更为优化，满足本项目重载交通下的强度要求。5 结语本文结合工程实例，提出纤维橡胶沥青封层技术在路面防裂施工中的应用要点，确定原材料的类型、计算各类材料的用量、规范施工封层。检验结果表明，纤维橡胶沥青封层路面的平整度和抗渗水性能均有所改善，表明纤维橡胶沥青封层施工技术具有可行性，可供参考。参考文献 1 陆旭明.公路养护中橡胶沥青同步碎石封层技术的应用J.江西建材，2022（9）：364-365，370.2 吉世鹏.橡胶沥青同步碎石封层在公路养护中的应用J.江西建材，2022（8）：160-161，164.3 刘伟帅.纤维橡胶沥青封层在路面防裂中的应用J.交通世界，2022（23）：102-104.4 陈定辉.纤维增强橡胶沥青封层在白改黑路面防裂中的研究与应用D.重庆：重庆交通大学，2020.5 何勇海，杨阳，黄杨权，等.橡胶改性沥青纤维加强碎石封层抗污染试验研究和效果评价J.公路，2022，67（12）：10-19.6 李伟.纤维增强封层技术在公路沥青路面养护中的应用研究D.重庆：重庆交通大学，2011.（上接第246页）