浅淡建筑工程深基坑的施工技术-建筑设计论文

发布时间：2022-10-05 10:10 热度：

浅淡建筑工程深基坑的施工技术

王辉 王伟

摘要:随着我国建筑步伐的加快，根据构造以及使用要求，基础埋深也随着不断增加，出现了大量的深基坑工程。如何保证深基坑施工的安全,同时又能加快工程进度，缩短工期，降低造价，是值得加以探讨的课题。本文通过工程实例，介绍了建筑工程深基坑技术的施工工艺及应用，可供同行借鉴。

关键词:建筑工程；深基坑；施工技术

现在随着我国现代化建设的高速发展，深基坑也是随处可见，现在基坑工程呈现出窄(场地狭窄)、近(工程距离近)、深(越来越深)、大(规模和尺寸大)等特点。如何保证深基坑施工的安全,同时又能降低造价,是值得加以探讨的课题。本文通过工程实例，介绍了建筑工程深基坑技术的施工工艺及应用，解决了大多数因工程场地狭小，围边环境复杂、基坑深的难题，以达到加快工程进度，缩短工期，并节约成本，符合当今节约能源与提高经济效益的目的。

1工程概况

江西某水泥厂窑尾及汽轮发电机房工程为地下钢筋混凝土结构,上部为现浇钢筋混凝土框架结构。工程施工场地狭窄，西侧、北侧、东侧已建构筑物,只有南侧有空地,但必须作施工道路和材料堆场。场区自然标高11.5m,建筑基坑开挖实际深度9m。

1.1工程勘察

根据岩土工程勘察报告，场区地形平坦，该工程地质土层分为6层：第一层，表土以粉质粘土含植物根系为主，灰色，含有机质，为耕作土，层厚0.2～1.8m；第二层，淤泥质粉质粘土夹薄层粉砂，灰色，流塑状，无摇震反应，层厚5.60～8.00m；第三层，粉质粘土与粉砂互层，灰色，可塑～流塑状，无摇震反应，层厚1.90～4.50m；第四层，粉砂夹粉土，局部夹薄层粉质粘土，灰色，饱和，稍密状，层厚2.40～5.20m；第五层，粉砂夹粉土，局部夹薄层粉质粘土，灰色，饱和，稍密～中密状；第六层，粉细砂，灰色，饱和，中密状。工程地下水情况：一二层土透水性较差，但层间流水较明显，造成降水效果不明显(透水系数分别为2.40×10cm/s和4.26×10cm/s)，其他层未提示透水系数。

1.2施工难点分析

本工程场地狭窄，三侧有建筑物，土方边坡最大不超过1:1，施工时必须确保三面已建构筑物的安全。由于地下水位较高，且土质相对差，降水措施的好坏成为工程施工的关键。施工期为4～6月份，正值雨季，基坑降水、排水及土体边坡稳定是安全施工的保证。

1.3主要技术措施

1.3.1水泥搅拌桩围护与止水采用水泥搅拌桩加固四周土体，阻止四周地下水向基坑渗

透，同时增加边坡稳定性。水泥搅拌桩设计：搅拌桩直径φ700，相邻两桩搭接长200mm，桩长10m。沿桩长方向每2m在桩内侧加两根桩，以增强桩的抗折强度。桩施工完毕养护28d。

1.3.2深井与轻型井点降水相结合

采用深井降水降低地下水位，减小放坡系数在1:1以内；采用轻型井点降水降低边坡内水位，减小土体内含水量，增加基坑边基抗滑稳定性。深井设计：深井直径φ360，深度14m，根据经验及有关资料计算沿四周设10口深井，能够满足降水要求。轻型井点设计：采用JQ-90轻型井点，土方挖至-4m时开始作轻型井点。总管采用φ100、支管φ50、滤管1m、深度6m。

1.3.3边坡防护

土方边坡浇80mm厚C20混凝土，防止下雨冲刷边坡，使土体产生滑移。在基坑四周作砖砌挡墙，防止使地面水流入基坑，使基底土不被外侵雨水浸泡而降低地基承载能力。

2施工工艺流程

2.1深层水泥搅拌桩施工

2.1.1施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

 

2.1.2施工注意事项

（1）场地平整：清除地表的淤泥和杂草及粘土层。

（2）测量定位：由经纬仪放出主轴线，定出各桩的位置。

（3）试桩：施工前的试桩，数量不少于2根，以掌控施工各项参数。

（4）施工时确保加固深度范围内土体任何一点能搅拌2次以上。

（5）施工中保证搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，搅拌桩的垂直偏差不得超过1%，桩位的偏差不得大于50mm，成桩直径和桩长不得小于设计值。

（6）水泥浆制备：水泥采用3.25普通硅酸盐水泥，水泥的掺入量为被加固土的15%，或每m3加固土掺入250kg。

（7）水泥搅拌桩的质量控制必须贯穿于施工的全过程，同时进行全过程监控，随时检查施工记录和计量记录。

（8）根据施工工艺对水泥搅拌桩进行质量评定。检查重点水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅拌深度、停浆处理方法。

（9）成桩7d后，采用浅部开挖桩头(深度宜超过停浆面下0.5m)，目测搅拌的均匀性，量测成桩直径，检查量为总桩数的5%。

2.2深井降水

2.2.1施工工艺流程

施工工艺流程见图2。

 

2.2.2管井做法及机具设备

（1）管井结构：用钻机钻Φ800孔，内置钢筋混凝土管，井管外径φ360、内径φ300，上部10m和下部2m采用不透水管，中部2m采用透水管，管外包60目尼龙丝布二层，外填滤料砂，井底一节不透水钢筋混凝土管底用厚5铁板焊接封底。

（2）管井位置：井点管距离搅拌桩不小于0.8m，南北井点管每边3口，东西每边2口。管井底标高应比基坑底部深0.8～1.2m。

（3）施工机具：两台ZB-150钻机，15台3.0kW水泵，其中5台为备用泵，1000m消防水管。

（4）材料进场：透水管、不透水管、滤料砂、黄砂在成孔前2d进场。

（5）测量定位：按设计要求，定出各井位，各井位中心打定位桩，及十字控制桩，埋设护筒，护筒用Φ10钢板卷制而成，内径Φ120，护筒长1.8m，护筒埋设深1.5m，出浆口高出地面300mm，护筒放入坑内，校正护筒的中心位置和垂直度。

（6）钻机就位：管井周围场地整平后用方木铺垫，钻机部位用枕木铺置钻机工作平台，以承受钻机工作时所有静动荷载，保证钻机平稳，不产生过大的位移和沉降。钻机底部用水准仪整平，校正钻机的垂直度，使钻机钻头吊起后与桩中心垂直度方向对准。此工序应反复进行，检查钻机安装是否稳固，检查钻具、电力系统及安全防护措施。

（7）成孔：开钻时慢速推进，待导向部位全部进入土层后，方可提速。鉴于本工程地质情况，采取减压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。同时检查测定泥浆相对密度、黏度、含砂率、失水率等。泥浆相对密度要求在1.2以上，黏度在18～24，含砂率<3%，失水率小于20。在钻进过程中须控制泥浆浓度以防塌孔、堵孔，而影响排水效果。

（8）换浆清孔：钻孔达到设计深度成孔以后，即可进行清孔，采用换浆清孔法，将钻头提高离孔底100～200空转，保持泥浆正常循环，以中速压入相对密度为1:1、黏度17～20的泥浆，把钻孔内悬浮钻渣相对密度较大的泥浆换出，以达到清孔目的，防止塌孔。清孔后，孔底沉淀厚度不大于300～400，同时含砂率小于4%。清孔要保证质量，否则将影响出水。

（9）放置井管：清孔后及时安装井管，采用钢筋混凝土管，井周边采用扶正木，以控制井周边滤水层厚度和井管的垂直度。底部先下一个2m的不透水井管，并用Φ400×5mm的钢板封底，以后下2m滤水管，上面是10m的不透水管，井管间接头用电焊焊牢，透水管外先缠绕12#镀锌铅丝，间距100mm，外裹60目尼龙丝二层作滤网。

（10）填孔：井管与孔壁间填充中粗砂作为滤料，沿井管周边均匀灌填上升，直至井口。

（11）清理管井：采用空压机洗井，分节冲洗，实行正抽反灌循环反复进行。

（12）实验抽水：管井作现场抽水实验，并确定管井内水位水位下降、抽水量、出水含泥量限值。

（13）抽水：在实验抽水完成后确定每口深井一台3.0kW水泵进行抽水。

（14）每天24h保持连续抽水，监控地下水位标高，满足设计要求后，方可进行土方开挖。

（15）停止抽水时间：地下钢筋混凝土构筑物施工完毕，且回填土至地下水位时方可停止管井抽水。

2.3轻型井点降水

2.3.1施工工艺流程

施工工艺流程见图3。

 

2.3.2施工注意事项

（1）本工程采用JQ-90轻型井点。总管采用φ100，支管φ50长度6m，滤管1m。支管间距1～1.5m。

（2）冲孔完成后，井点管与孔壁间及时用洁净粗砂灌实，并且井点管要位于砂虑中间。

（3）灌砂时，管内水面应同时上升，否则，可注水于管内，水如很快下降，则认为埋管合格；灌砂是保证质量的关键工序。

（4）井点使用时，应保证连续不断地抽水，如不上水，或水一直较混，或出现清后又混等情况，应立即检查纠正。

（5）井点使用时，应经常观测真空度，一般不低于55.3kPa。如真空度不够，一般是由于管路漏气，应及时维修。

（6）如井点管淤塞较多，严重影响降水效果时，应逐个用高压水反冲井点管或拔出重新埋设。

（7）拆除井点系统：在地下钢筋混凝土构筑物施工完成后，回填土至井点顶标高后，起拔井点管。所留孔洞用砂或土填塞。

2.4土方开挖

（1）基坑放坡系数按1:1放坡，反铲挖掘机进行大开挖。

（2）土方开挖时，地下水位必须降至基坑底板以下500～1000mm。

（3）基坑开挖基底标高后，及时人工挖设排水沟、集水坑，用于下雨后的基坑内排水。

（4）边坡防护：基坑随开挖进行边坡防护。方法为在基坑斜表面采用80mm厚C20细石混凝土浇筑，主要作用是防止雨水冲刷造成边坡塌方。

（5）基坑挖土分二次开挖，第一次开挖至二级井点施工位置(地面下4m处)，作轻型井点降水。

（6）第二次挖土，在轻型井点抽水效果良好后，挖至设计标高。

（7）开挖时有专人指挥，基底土质经有关人员现场确认后，立即用人工进行修整，及时浇筑混凝土垫层。

（8）土方施工前要掌握天气情况，避免雨天施工，施工过程中如遇到降雨，则停止施工。

（9）及时组织验槽和有关人员会签，避免槽底暴露时间过长。

（10）土方开挖结束后及时在四周作砖砌挡墙，外表面抹1:1水泥砂浆，防止地面上水流入基坑。

（11）在基坑四周搭设脚手架护拦，高度1200mm，防止人员跌落基坑，造成安全事故。

3基坑监测方案

为确保整个工程的安全，为结构施工创造条件，从土方开挖开始的施工过程中要严格监测基坑周边的变形，及时反馈及分析，及时采取相应的抢救措施，使基坑不发生意外破坏和变形，确保工程顺利施工。

3.1监测内容

（1）护坡桩水平位移；

（2）护坡桩倾斜程度；

（3）锚杆变形；

（4）沉降观测。

3.2基坑检测

为了使基坑围护及基坑开挖尽可能降低对周围的不良影响，保证安全施工，采取如下相应监测措施：

（1）在基坑内外土体设点进行观测，掌握基坑开挖过程中基坑周围土体沉降、位移等情况。

（2）在西侧、北侧、东侧已经施工完成建构筑物上设点观测，及时掌握既有建筑实体的沉降、位移情况。

4结束语

综上所述，由于本工程采取了先进的施工工艺、性能良好的专用大型设备和完善的技术措施，保证了工程竣工和工期的要求；基坑工程完成后，根据对基坑边壁几何尺寸进行的测定，基坑边壁稳定，基坑四周建构筑物均未受到影响。