深基坑施工及质量控制

深基坑施工及质量控制

作者：黄冬云

来源：《城市建设理论研究》2014年第07期

摘要:随着建设规模的逐渐加大,深基础及其支护技术也相应地得到了广泛地开展与应用,但基坑工程风险性较大,基坑失效、失稳的事故时有发生,究其原因除设计不够完善外,主要是基坑支护结构施工质量达不到设计要求、土方开挖不合理以及降排水处理不当等造成的。 关键词：深基坑；施工；质量控制 中图分类号：TV551文献标识码： A 前言：

近年来,随着经济的不断发展建设规模逐渐加大,深基础及其支护技术也相应地得到了广泛地开展与应用,但由于该工程属软土地区,基坑工程风险性较大,基坑失效、失稳的事故时有发生,究其原因除设计不够完善外,主要是基坑支护结构施工质量达不到设计要求、土方开挖不合理以及降排水处理不当等造成的。深基坑工程严格按设计和规范规定的要求进行施工。掌握深基坑施工技术及质量控

制要点,对于保障人们生命安全和工程质量具有重大意义。 1.深基坑及深基坑支护

通常深基坑是指开挖深度超过5米或地下室三层以上,或深度虽未超过5米,但地质和周围环境及地下管线极其复杂的工程。深基坑支护的基本要求是:〔1)技术先进,结构简单,受力合理,确保基坑围护体系能起到挡土作用。使基坑四周边坡保持稳定。(2)确保基坑四周相邻建筑,地下管线道路的安全。在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不因土体的变形,沉陷,坍塌或位移而受到危害。(3)通过排水,降水,截水等措施,使基坑施工在地下水位以下进行。(4)经济上合理,保护环境,保证施工安全。 2.基坑施工

深基坑工程施工的关键工序是土方开挖和降排水,必须慎重对待。由于基坑自土开挖就处于动的状态,支护结构的受力状态、大小、位移变形都随着开挖深度的增加而增加,而且由于软土流变特性,随着基坑暴露时间越久,基坑支护体系的位移变形越大,稍有不慎随时都可能会发生事先估计不到的事故。因此软土地区基坑开挖应特别重视时空效应问题,认真做好施工组织设计及工期安排,尽量缩短基坑暴露的时间,减少时空效应对基坑支护结构的不利影响。 2.1施工顺序

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根据支护体系的设计特点及要求,结合场地和周边环境的实际状况,本工程土方共分3阶段进行开挖,施工顺序如下:平整场地→第一阶段土方开挖→第一道支撑及东侧斜撑施工→第一道支撑养护→第二阶段土方开挖→第二道支撑施工→第二道支撑养护→第三阶段土方开挖→封底垫层→地下室结构施工。 2.2开挖方法

由于支护体系内支撑设计充分考虑到基坑挖运土机械化施工的需要,以圆拱形钢筋混凝土环梁作为支护体系的内支撑,充分利用混凝土的受压特性,使得基坑平面内无支撑区域达75%以上,为挖运土的机械化施工提供了良好的作业条件。另外基坑北侧约7～8m为院内道路,可在北向中间对撑两侧留设两个挖运土坡道,以实现大规模、高度机械化的开挖,尽最大限度地减少基坑挖运土的时间,降低时空效应对基坑支护结构的不利影响。基坑开挖采用3台CAT320型反铲挖掘机和3台小型挖掘机,由南向北逐步分段分层开挖,土方随挖随运。开挖以分层为主,东侧与门诊大楼地下室相邻处可结合采用分段方法开挖；支护桩边、格构柱附近及支撑梁底和基底、地梁等无法进行机械开挖部位的土方安排人工开挖、修整。 2.3降排水方法

根据支护设计及场地水文地质情况,在基坑开挖前期,以“集水明排”的措施为主,作好基坑及周边的截水、疏水和排水工作；在基坑开挖后期,配合以坑底轻型井点降水措施,保证施工现场在基本无水状况下施工。 2.4边坡变形观测方案

为保证工程施工期间基坑边坡、周边道路及邻近建筑安全使用，同时为科学指导施工，对基坑边坡及邻近有关建筑进行变形观测。1）基坑坡顶沉降位移观测。沿基坑周边布置，以监测基坑边坡的变形，周边中部、阳角处应布置点，水平距离不宜大于20m，每边监测数量不宜少于3个。部分观测点应布设在重要建筑物、构筑物上及重要管线位置，并根据实际需要可以调整观测点的数量及布置。2）观测流程。沉降观测点在施工前埋设好，每开挖一层观测一次，开挖完成后每天观测一次，位移与沉降稳定后每三天观测一次，支护结构达到设计强度后每七天观测一次。若发现变形异常或者遇大雨、暴雨时，应加密观测次数。对监测结果应及时进行信息反馈，发现异常情况时应及时通知设计人员及有关管理人员，以便指导施工或便于及时处理。

3.施工质量控制要点 3.1地面沉降

当基坑开挖到底,准备进行大面积浇捣坑底砼垫层时,路面及某楼E开始出现裂缝,为了摸清本工程基坑在土方开挖过程中的实况,再次组织项目部技术人员对现场的监测数据进行详细分析,对监测数据中表明的不足与缺陷进行统计,究其因由,主要是基坑初期大规模降水造成的,根据

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这种情况,为消除降水的不利影响,决定采取以下措施:(1)在基坑北侧附近增设5口回灌井,将坑底抽排上来的地下水经沉淀过滤后回灌入地层,以平衡地下水位。(2)严密监测降水井出水量及地下水位变化,在不超过预警水位的前提下逐步降低整个基坑抽水系统的工作强度,尽量减少抽水量或降低抽水频率；处于相对均匀稳定的平衡状态。 3.2地下水

当开挖中间大承台位置的坑中坑时,按设计要求,地下水位至少应降至承台垫层以下0.15m,但实际开挖后却发现坑中坑内水位尚未达到设计要求,在外周边增加轻型降水井点也不解决问题。认真观测后发现:虽然坑中坑内水位较高,但其外围的地下水位已降至设计要求的标高之下。根据现场开挖后揭露的地质情况并结合先前的开挖经验,分析后认为:由于坑底土层位于中砂夹淤泥层或淤泥与中砂交互层,该土层因淤泥夹层的隔水作用,其竖向透水性较水平向透水性小得多；且坑中坑周围设计上采用水泥搅拌桩帷幕进行围护止水,坑内又无降水井点,因此在坑内的土层中形成积水,这些积水实际上是淤泥与中砂交互层中的滞水,其水位难以随外围地下水位的降低而下降,需要在坑中坑内局部开挖坑井,采用明抽排水配合进行解决。现场施工后效果明显,坑中坑内水位很快就降至设计要求的标高,土方开挖得以顺利进行。 3.3局部垮塌

在施工过程中发生局部垮塌时的应急方案：在护壁施工时，由于未及时封闭土壁，或由于渗水原因造成坑壁来不及支护就出现垮塌，此时用平时提前准备好的一些应急沙袋(用水泥空口袋装上土或砂)及时反压在坑壁上，如继续出现险情，应组织挖掘机或装载机回填部分土，然后重新施工，将分层高度减少至0.50m～1.00m，且采取分段施工措施，此时应加密钢筋网，主筋直接与相邻的已施工完成的稳定土钉焊接，待喷射面层砼完成后，再补打土钉，土钉施工完成后，应加大此段的压浆量。

3.4邻近建筑物及对变形较为敏感的护壁段

根据空间效应理论，确定出变形敏感护壁段，在此部位施工土钉时，根据现场实际情况先施工一排竖直超前土钉，增加土的抗剪强度指标，改变滑移面位置，并将竖直土钉用14主筋与喷锚体主筋焊接在一起，填土层的喷锚面层加强筋采取双筋与土钉焊接，保证基坑的稳固安全。

3.5降水井及井点布置

降水井在基坑外缘采用封闭式布置，在地下水补给方向降水井间距适当加密。当基坑面积较大、开挖较深时，可在基坑内设置降水井。真空井点间距可取0.8～2.0m；喷射井点间距可取1.5～3.0m；管井井间距应根据水文地质参数确定。对三级基坑且有经验时井间距可取6.0～25m；渗井井间距根据现场试验确定，有经验时井距可取2.0～10.0m；辐射井的布置，使其辐

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射管最大限度的控制基坑降水范围，可根据含水层的厚度和层数设置单层或多层辐射管，辐射管的长度宜为20～70m，最下层辐射管距井底大于1.0m。

一般条状基坑的布置方式和面状基坑相同，条状基坑可沿基坑中心线布置一排降水井。根据基坑涌水量和单井设计出水量等距离布置降水井，然后进行降水深度预测计算，绘制基坑降水等值线图，反复计算并根据工程实际情只不过井距适当加大。但对于宽度很小条状基坑降水井布置示意图况调整降水井的数量和布置，达到工程设计降深，满足基坑开挖需要。采用以上布井形式有两个优点，一是以最小的井数保证了基坑达到设计降深，二是使基坑的最大降深部位位于基坑内部，基坑外降深最低，降水漏斗曲线的水力坡度也最小，从而使得降水引起的周围建筑物的沉降值也最小，不均匀沉降值得到了最大程度降低。实际情况下这种布井形式个别井位可能和地下结构、出土坡道等因素相冲突，难以实现，必须进行调整。 4.结语

影响基坑施工的因素有很多，施工人员在施工的过程，一定要针对经常出现的问题采取有效的措施，尽量减少类似的不良状况的出现。同时施工的过程中做到层层把关严格控制，确保工程的质量。 参考文献:

[1]王翠英，王家阳.论深基坑支护优化设计的重要性[J].武汉工业学院学报，2005(2). [2]甄精莲,段仲源,贾瑞晨. 深基坑支护技术综述[J].工业建筑，2006(01).