关于深基坑支护施工方案的全面研究

关键词:深基坑支护;施工流程;测量放线;支护桩;冠梁腰梁;预应力锚索

本文聚焦于深基坑支护施工方案展开深入探讨,全面且详细地阐述了基坑总体施工流程、前期准备工作、施工测量放线、支护桩施工、冠梁(腰梁)施工以及预应力锚索施工等关键环节。通过精准明确各步骤的施工顺序、严格规范技术要求以及着重把控质量控制要点,旨在为深基坑支护工程的安全、高效实施提供科学且具有可操作性的指导依据。

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一、引言

在城市建设不断推进、地下空间开发日益增多的背景下,深基坑工程愈发常见。深基坑支护作为保障基坑施工安全及周边环境稳定的关键环节,其施工方案的合理性与科学性直接影响着整个工程的质量与安全。本文以实际深基坑支护工程为依托,深入剖析各施工环节的技术要点与质量控制措施,为类似工程提供参考。

二、基坑总体施工流程

基坑施工遵循严谨的工艺流程,以确保结构稳定性与施工安全性。首先开展水泥土搅拌桩施工,待其完成 2 - 3 天后,方可进行该施工段的支护桩施工。当支护桩和水泥土搅拌桩强度达到 14 天以上时,局部开挖支护桩顶(标高设定为 22.500)以上土方,随后进行冠梁施工。冠梁施工完成后,回填冠梁处基坑外侧地面土方并夯实,同时完成支护桩顶外侧放坡的坡面处理,即在坡面挂ф8@200×200 钢筋网,并喷射 80 厚 C20 喷射砼护面。

待冠梁龄期达到 14 天后,进行第一道预应力锚索的钻孔施工。仅当冠梁混凝土强度均大于设计强度的 70%时,方可对第一道预应力锚索进行张拉。完成预应力锚索施工后,继续向下开挖土方。当开挖至标高 +17.10 时,进行腰梁施工。待腰梁龄期达到 14 天后,进行第二道预应力锚索的钻孔施工。当腰梁混凝土强度均大于设计强度的 70%时,对第二道预应力锚索进行张拉。后续土方开挖必须在锚索施工完毕不少于 7 日后进行,最终开挖至基坑设计标高 +13.800。

三、前期准备工作

(一)场地查勘与处理

施工前需对场地进行全面且细致的查勘。若场地内存在架空电线、地下电缆、通讯电缆、给排水管道、煤气管道等设施,且这些设施妨碍施工或对安全操作有影响,应先进行清除、移位或妥善处理,之后才能开工。同时,对场地进行平整处理,清除基坑范围内的障碍物、构筑物,为后续施工创造良好条件。

(二)监测点设置

设置好基坑位移观察点和地下水位观察点,通过实时监测基坑施工过程中的变形与水位变化情况,及时掌握基坑动态,为施工安全提供准确的数据支持,以便在出现异常情况时能够迅速采取有效措施。

(三)排水系统构建

做好基坑周围的排水沟、集水井和沉淀池。确保基坑支护施工和土方开挖时抽出的积水,经排水沟、沉淀池沉淀后,再排至市政管网,防止积水对基坑造成浸泡、冲刷等不利影响,保障基坑的稳定性。

(四)开工条件确认

待基坑支护工程桩完成,并经专业检测单位检测合格后,方可进行地下室土方开挖及混凝土冠梁的施工。严格把控开工条件,确保工程质量符合设计要求,避免因前期工作不到位而引发质量问题。

(五)施工测量控制网建立

在施工现场建立统一的施工测量控制网,该控制网分为施工平面控制网和施工高程控制网。然后,以施工控制网为基础,测设出每个施工部位的轴线、高程和控制点,为后续施工提供精确的定位依据,保证各施工环节的准确性和协调性。

(六)周边保护措施

为确保周边建筑物及管线的安全,在边坡施工时,需对管线及建筑物采取相应的保护措施。施工之前,应先查明基坑内、外的管线的走向、位置及埋深情况,根据实际情况制定针对性的保护方案,避免施工对周边环境造成破坏。

四、施工测量放线

(一)施工控制点的交复核

进场后,首先与甲方进行施工测量控制点的交接并复测,同时办理移交手续。场地平面控制网和建筑物主轴线,应根据复核后的测量控制点进行准确定位测量,并做好桩位保护工作。平面控制网桩位间距不应大于所用钢尺长度,且应组成闭合图形,以提高测量精度。施工场地的平面控制桩、高程控制桩及建筑物的主轴线等控制点标志,应选择在不会受到损坏的地块进行牢固埋设,并做好埋设地点的标志记载,便于后续查找与使用。

(二)轴线测量控制

建筑物外围轴线控制点经复核无误后,采用经纬仪对其余轴线控制点进行测量定位。对建筑物轴线的测量复核确定无误后,将轴线延伸到建筑物或基坑以外的轴线桩上。延伸轴线标志标画的轴线桩及建筑物应牢固、稳定、可靠,且便于监控,确保轴线位置在施工过程中不发生偏移,保证建筑物的位置准确性。

(三)基坑沉降观测水准控制点设置

根据规划局提交的水准基点,在基坑周边布置三个水准控制点,水准点间距不大于 100 米。各水准点间应通视良好,且水准控制点应设置在基坑沉降变形范围之外,以保证沉降观测数据的准确性,为基坑的安全监测提供可靠依据。

五、支护桩施工

支护桩施工顺序为:水泥搅拌桩→钻孔灌注桩。

(一)水泥土搅拌桩施工

基坑 1 - 1 区段设置双排Φ550@350 水泥土搅拌桩,12 - 12 区段设置单排Φ550@350 水泥土搅拌桩,采用 2 搅 2 喷喷浆法工艺施工。使用 42.5R 普通硅酸盐水泥,水泥渗入比为 15%,水灰比为 0.5,搅拌桩施工提拔速度不大于 0.8m/分钟。搅拌桩 90d 抗压强度不低于 1MPa。搅拌桩桩位偏差不得大于 50mm,垂直度偏差不宜大于 1%。必须保证搅拌桩的搭接质量,其搭接时间不应大于 24h。如间歇时间太长,应采取局部补桩或灌浆措施。当砂层直接位于基岩上时,搅拌桩施工应在基岩面处座底喷浆 30 秒,以确保搅拌桩在复杂地质条件下的施工质量,满足设计要求。

(二)钻孔灌注桩

钻孔灌注桩 1 - 1 区段为Φ800@1000,混凝土强度为 C25。桩长按《基坑支护结构施工图》图示嵌固深度控制,桩顶混凝土超灌高度不少于 0.5 米。灌注桩施工必须按照现行规范规定进行,严格控制施工过程中的各项参数,确保桩身的完整性与强度满足设计要求,为基坑支护提供可靠支撑。

六、冠梁(腰梁)施工

冠梁设置在支护桩(水泥土搅拌桩)顶,1 - 1 冠梁面的标高为 21.80m,冠梁截面为1000mmX800mm,腰梁截面为 800mmX800mm;冠梁和腰梁的混凝土强度等级均为 C30。

(一)冠梁施工做法

冠梁在相应区段钻孔灌注桩、水泥土搅拌桩施工完成且经过验收后进行施工。冠梁施工前,先挖掉支护桩(水泥土搅拌桩)顶以上土方,然后回填夯实桩头周边土层,就地浇筑一层快硬性砼垫层。砼达到强度后,进行下一步安装冠梁钢筋和侧模工作。冠梁侧模,1000mmX800mm(1000mmX1200mm)冠梁梁侧模板采用 80mm×80mm 竖枋,间距 300mm,梁垂直方向对拉螺栓设 1 道,对拉螺栓直径 12mm,对拉螺栓垂直方向距离梁底 400mm,对拉螺栓水平方向距离 600mm,用孖钢管作为横楞,用蝴蝶扣与对拉螺栓联结。外加 80mm×80mm 木方@600 斜支撑固定(具体详见图 6 - 1 所示);550mmX300mm 冠梁梁侧模板 80mm×80mm 竖枋间距 300mm,外加 80mm×80mm 木方@600 斜支撑固定。冠梁施工后,回填冠梁处基坑外侧地面土方、夯实并完成支护桩顶外侧放坡的坡面(或地面)的处理,确保冠梁与周边环境的协调性与稳定性,发挥冠梁的整体约束作用。

(二)腰梁施工做法

土方开挖至标高 17.05 时停止继续开挖,向钻孔灌注桩植入 2ф22@1200(L = 600mm),植入深度为 300mm。与此同时,夯实腰梁低部土层,就地浇筑一层快硬性砼垫层。砼达到强度后,进行下一步安装腰梁钢筋和侧模工作。腰梁侧模,800mmX800mm 腰梁梁侧模板采用 80mm×80mm 竖枋,间距 300mm,梁垂直方向对拉螺栓设 1 道,对拉螺栓直径 12mm,对拉螺栓垂直方向距离梁底 400mm,对拉螺栓水平方向距离 600mm,用孖钢管作为横楞,用蝴蝶扣与对拉螺栓联结。外加 80mm×80mm 木方@600 斜支撑固定,保证腰梁在施工过程中的稳定性与成型质量,使腰梁能够有效传递锚索的拉力,增强基坑支护结构的整体性。

七、预应力锚索施工

本工程基坑支护于 1 - 1 区段采用支护桩 + 双排水泥土搅拌桩 + 一道冠梁,一道腰梁,并于冠梁、腰梁位置各设置一道预应力锚索。

(一)锚索材料与布置

预应力锚索采用 7φ5 钢绞线,1 - 1 区段第一道锚索为三桩一锚,第二道锚索为两桩一锚;锚索锚孔直径为φ150,在砂层中成孔时应跟管钻进或采取有效的防止塌孔措施,确保锚索成孔质量,为锚索的安装和注浆提供良好的条件。

(二)灌浆工艺

锚索施工采用二次灌浆工艺,一次灌浆采用 42.5R 或以上普通硅酸盐水泥,水灰比 0.5,二次灌浆采用纯水泥浆,水灰比 0.45。一次灌浆压力 0.5 - 0.8MPa,二次灌浆压力 2 - 3MPa。二次灌浆在一次灌浆液初凝后终凝前 (约 6 - 8 小时内)封堵孔口加压进行。要求灌浆体设计强度不低于 25MPa,保证锚索与周围土体之间的粘结力满足设计要求,使锚索能够有效地传递拉力,增强基坑支护结构的稳定性。

(三)锚索张拉与锁定

锚索张拉必须在灌浆体达到 70%设计强度后进行。张拉采用隔一拉一跳张法,必须分单束预张紧后再多束共同分级张拉锁定,要求锁定后的预应力达到图示值。在基坑施工期间,锚索应进行长期监测,当预应力变化值 > 锚索力设计值的 10%时,应进行重复张拉或补偿张拉,确保锚索始终处于有效的工作状态,保障基坑支护结构的安全,防止因锚索预应力损失而导致基坑变形过大。

(四)锚头与验收试验

锚头采用夹片式锚具,锚索抗拨验收试验,试验根数为每区锚索总数的 5%且不小于 3 根,具体位置及要求待与甲方及监理、质监等部门协商后确定,通过验收试验验证锚索的抗拔性能是否符合设计要求,确保锚索能够满足基坑支护的承载能力需求。

八、结论

本文详细阐述了深基坑支护施工的各个环节,从前期准备工作到各分项工程的施工,均提出了明确的技术要求和质量控措施。通过合理的施工流程安排和严格的质量把控,能够确保深基坑支护工程的安全、高效实施。在实际工程中,应根据具体地质条件和设计要求,灵活运用本文所提出的施工方案和技术要点,不断优化施工工艺,提高工程质量,为城市建设中的深基坑工程提供可靠的技术支持。同时,后续应加强对深基坑支护工程的长期监测,及时发现并处理可能出现的问题,保障基坑及周边环境的安全。


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