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深基坑开挖及支护施工质量控制要点分析
作者：金迪飞 胡凌
来源：《科技视界》2013年第19期
【摘 要】笔者结合多年实践经验对深基坑开挖支护施工技术的施工要点及常见问题进行总结，提出了深基坑工程支护技术存在的一些问题，并对支护技术的发展趋势进行了展望。 【关键词】深基坑；开挖与支护；施工；质量控制
随着经济的发展带来建筑业的进步，现在越来越多的高层建筑屹立在城市中。但是，基础埋深的增加给施工带来很多困难，尤其在城市之中，建筑密集、道路和地下管线纵横交错，很多情况下不允许采用比较经济的放坡开挖，而需要采用人工的边坡支护，才能进行挖土施工。 1 建筑工程深基坑土方开挖施工
深基坑挖土是基础工程中重要组成部分，土方数量确定的基坑，挖土的速度决定着基础工程的工期进展；同时支护结构的r稳定性，降水的效果也都在挖土阶段得到检验。深基坑的土方开挖工作要注意到以下几点： 1.1 土方开挖顺序
方法必须与设计工程一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。防止深基坑挖土后土体回弹变形过大深基坑土体开挖后，地基卸载，土体中压力减少，土的弹性效应将使基坑底面产生一定的回弹变形。回弹变形量的大小与土的种类、是否浸水、基坑深度、基坑面积、暴露时间及挖土顺序等因素有关。如基坑积水，黏性土因吸水使土的体积增加，不但抗剪强度降低，回弹变形亦增大，所以对于软土地基更应注意土体的回弹变形。回弹变形过大将加大建筑物的后期沉降。施工中减少基坑回弹变形的有效措施是设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时间，并防止地基土浸水。 1.2 防止边坡失稳
深基坑的土方开挖，要根据地质条件、基础埋深、基坑暴露时间、挖土及运土机械、堆土等情况，制订合理的施工方案。边坡堆载给边坡增加附加荷载，若事先未经详细计算，易造成边坡失稳。
1.3 配合深基坑支护结构施工
深基坑的支护结构，随着挖土加深侧压力加大，变形增大，周围地面沉降亦加大。及时加设支撑（土锚），尤其是施加预应力的支撑，对减少变形和沉降有很大的作用。为此，在制订
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基坑挖土方案时，一定要配合支撑（土锚）加设的需要，分层进行挖土，避免片面考虑挖土方便而妨碍支撑的及时加设，造成不利影响。 2 深基坑支护的施工
在深基坑的支护中，钢板桩等支护，只要使用机械按放线位置打入设计深度即可。我们这里不过多介绍，重点介绍一下地下连续墙和锚杆的施工。 2.1 地下连续墙施工
地下连续墙施工工艺，即在工程开挖土方之前，用特制的挖槽机械在泥浆护壁下每次开挖一定长度的沟槽，待挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后，将在地面上加工好的钢筋骨架（称为钢筋笼）用起重机械吊放入充满泥浆的沟槽内，用导管向沟槽内浇筑混凝土，由于混凝土是由沟槽底部开始逐渐向上浇筑，所以随着混凝土的浇筑将泥浆置换出来，待混凝土浇筑至设计标高后，一个单元槽段即施工完毕，各个单元槽段之间由特制的接头连接形成连续的地下钢筋混凝土墙，呈封闭状，工程开挖土方时，地下连续墙可用作支护结构，既挡土又挡水，若同时又将地下连续墙用作建筑物的承重结构则经济效益更好。在进行地下连续墙设计和施工前要认真地对现场情况，地质水文情况进行调查，并根据调查结果制订详细的施工方案，确保工程的顺利实施。 2.2 泥浆护壁
在地下连续墙挖槽过程中，泥浆的作用是护壁、携渣、冷却机具润滑，正确使用泥浆可确保挖槽的顺利实施。泥浆具有一定的相对密度，当槽内泥浆液面高出地下水位一定高度时，泥浆在槽内就对槽壁产生一定的静水压力，可抵抗作用在槽壁上的侧向土压力和水压力，防止槽壁倒塌和剥落，防止地下水渗入。泥浆需按一定的配合比掺入一些外加剂进行搅拌配制。泥浆搅拌常用高速回转式搅拌机和喷射搅拌机。在地下连续墙施工过程中，泥浆与地下水、砂、土、混凝土、膨润土、外加剂等接触会有所消耗，而且也会混入一些土渣和电解质离子等，使泥浆受到污染导致性质恶化。泥浆的恶化程度与挖槽方法、土体种类、地下水性厦和混凝土浇筑方法等有关。被污染后性质恶化的泥浆要经过处理后方可再次使用，若污染理就要舍弃。 2.3 基槽挖掘
基槽挖掘是地下连续墙施工中的关键工序。它的挖掘机是特制的，抓斗包括索式中心提拉式导板抓斗、索式斗体、推压式导杆抓斗、液压式抓斗；钻头式挖槽机等两类。在挖掘之前应进行单元槽段的划分。单元槽段是地下连续墙在延长方向上一次浇灌混凝土的长度。每一单元槽段头上有一个接头便于下一段施工的衔接。单元槽段的长度应大于挖槽机工作装置的长度，同时又应考虑地质条件、地面荷载、起重机的起重能力（吊钢筋笼）、并要求单元槽段内棍凝土应在4h内浇完等因素，所以太长也不行。根据经验一般单元段长度取5-8m为宜。在挖掘中要防止槽内土壁坍塌，地下连续墙施工时保持槽壁的稳定性，防止槽壁塌方是十分重要的问
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题。如发生塌方，不仅会有埋住挖槽机的危险，使工程拖延，同时可能引起地面沉陷而使挖槽机械倾覆，对邻近的建筑物和地下管线造成破坏。如在吊放钢筋笼之后，或在浇筑混凝土过程中产生塌方，塌方的土体会混入混凝土内，造成墙体缺陷，甚至会使墙体内外贯通，成为产生管涌的通道。因此，槽壁塌方是地下连续墙施工中极为严重的事故。
影响槽壁稳定的因素是多方面的，可以归纳为泥浆、地质及施工三个方面。因此要注意做好以下几方面工作：泥浆的供应要保证，且防止漏失，泥浆循环时要及时补浆；泥浆的配合比、质量都应达到设计要求，不得偷工减料出现低质量的泥浆；防止雨天时地面水渗流入槽内；对遇到挖掘的地下障碍要处理得当，不能造成塌壁；单元槽段不能分得过长，尤其土质较差的土要能尽快浇好混凝土，减少空壁的时间，保证泥浆在安全液位以上，减小单元段等办法避免坍塌事故。地下连续墙施工中，目前应用最多的是吊索式蚌式抓斗、导杆式蚌式抓斗、多头钻和冲击式挖槽机。在不同机械选择时要根据土质情况选择最合理的施工机械。 2.4 钢筋笼的制作及吊放
钢筋笼制作时必须按照地下连续墙体配筋图进行，并按单元槽段的划分制作。如果地下连续墙很深或受起重设备起重能力的，需要分段制作，在吊放后再连接，接头宜用绑条焊接，纵向受力钢筋的搭接长度，如无明确规定时可采用60倍的钢筋直径。钢筋笼端部与接头管或混凝土接头面间应留有15-20cm的空隙。主筋净保护层厚度通常为7-8cm，保护层垫块厚5cm，在垫块和墙面之间留有2-3cm的间隙。由于用砂浆制作的垫块易在吊放钢筋笼时破碎，又易擦伤槽壁面，所以一般用薄钢板制作的垫块焊于钢筋笼上，作为永久性结构的地下连续墙的主筋保护层，根据设计要求确定。钢筋笼的起吊、运输、垂直吊放都要制定详细的施工方案要进行技术交底。 2.5 地下连续墙的接头
地下连续墙的接头形式很多，常见的施工接头为接头管接头。施工时，单元槽段挖好后，于槽段的一端用吊车放入接头管，然后吊钢筋笼并浇筑，待混凝土浇筑后强度达到0.05-0.20MPa，视气温而定）开始提拔接头管，提拔接头管可用液压顶升架或吊车。约每隔20-30min提拔一次，每次上拔30-100cm，上拔速度应与混凝土浇速度、混凝土强度增长速度相适应，一般为2-4m/h，应在混凝土浇筑结束8h以内将接头管全部拔出。 2.6 浇筑混凝土
混凝土要严格按施工配合比进行配制。地下连续墙施工所用的混凝土除一般混凝土的要求外，还应考虑泥浆中浇筑的混凝土，强度随施工条件变化大，因此应将强度较设计强度提高一些，一般提高5MPa即可。 3 结束语
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总之，基坑支护作为一个结构体系基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数应要满足其上部结构的稳定和变形的要求，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下并且要求不影响周边建筑物的安全使用，同时还要控制位移量又要达到降低成本费用的目的。
[责任编辑：丁艳]
