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支护桩垂直支护施工技术

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：郑永坤李良元吕学华

[导读] 摘要：文本根据实际情况，从施工工艺及质量控制角度介绍支护桩垂直支护施工，包括支护桩施工、冠梁施工、支护桩间支护施工、施工允许偏差、质量控制及基坑监测措施，并总结施工经验，为今后类似项目提供参考。

        中国建筑一局（集团）有限公司华南区域公司深圳福田 518041
        摘要：文本根据实际情况，从施工工艺及质量控制角度介绍支护桩垂直支护施工，包括支护桩施工、冠梁施工、支护桩间支护施工、施工允许偏差、质量控制及基坑监测措施，并总结施工经验，为今后类似项目提供参考。
        关键词：支护桩；土方开挖；喷锚；监测
        一、工程概况
        1.1 设计概况
        某项目基坑垂直支护工程采用：①上部放坡支护（锚杆+面铺钢筋网喷锚支护），②下部垂直支护（支护桩间距1.5或1.8m，桩顶设置冠梁，锚杆和冠梁拉结），③支护桩间采用锚杆+面铺钢筋网喷锚垂直支护。
        该项目代表性大样图如下：

        1.2 基坑降排水
        1、在支护坡的坡顶设置400*400截水沟，坡底设置300*600排水沟，集水井尺寸760*760*900（深），均用灰砂砖砌筑。排水沟大样如下图：

        排水沟集水井大样图
        1.3土方开挖
        1、土方分层分段开挖，每层开挖深度按照支护图纸中的不同高度的土钉或锚杆的竖向距离确定，每层土钉或锚杆作为一个开挖层，并开挖到一层土钉或锚杆的下方0.5米，开挖一层支护一层；每层分段开挖，每段开挖长度不大于20米。
        2、土方开挖前必须严格保证支护结构各构件的养护时间，保证其达到规范和设计要求的强度后方可开挖下一层土方。
        3、为满足渣土车行走要求，需在场地内铺设宽约10米，厚0.5米的塘渣便道。在项目大门内侧设置三级洗车设备，场地内在支护坡顶和坡底设置排水沟和集水井。
        1.4喷锚支护
        1、放坡位置喷锚支护的施工流程为：施工准备→第一层土方开挖、边坡修整→定位放线→机械成孔、安放锚杆→注浆→挂网喷射砼→洒水养护→下一层土方开挖、基坑支护，各工序之间交叉进行，具体施工流程如下图所示：

        喷锚施工工艺流程
        2、喷锚支护施工要点
        施工要点

        1.5支护桩施工
        1.5.1施工工艺流程

        施工工艺流程图
        1.5.2主要施工方法
        1、测量放线
        （1）以建设单位提供的测量基准点为基准建立施工平面控制网，控制网采用附合导线形式，全长相对闭合差K<1/5000，超出允许误差值时应复测。测量控制点应设置牢固、稳定，不下沉、不变位，并用混凝土包护。
        （2）放样时先放出桩基轴线，并做半永久性标志，再测放出桩位中心点，打入短钢筋头50cm并系上小红绳作为标记，桩位测量放线后报监理进行复核验收，同时做好测量记录。
        2、桩机就位
        （1）机长指挥司机将桩机开到桩位附近合适的位置（能够给钢筋笼留出移动和起吊的距离），然后指挥司机从交叉成90度的两个方向调整桩机的垂直度，最后指挥司机将钻杆对准地面桩位标志物。
        （2）清理钻头上的泥土、碎石，检查钻盖是否关闭，检查无误以后机长即可指挥司机开始钻进。
        3、钻进成孔
        （1）开动钻机旋转动力头，使钻杆逐渐下钻。当钻头达到设计桩长后，再持续2分钟的空钻，以尽可能的将桩内的渣土带出来。然后停止钻进，桩杆上拔30cm，使钻盖充分打开，准备混凝土灌入。
        （2）钻杆钻进过程中，使用一台90挖机及时清理钻出来的泥土。
        4、提钻、压灌混凝土
        利用混凝土输送泵，把混凝土送入钻杆内，待钻杆内孔充满混凝土并具有一定压力后，开始上拔钻杆，一边灌注混凝土一边拔钻杆，钻杆提升速度控制在2-2.5m/min，钻杆埋入混凝土的长度大于2m，混凝土应连续灌注，避免空桩。支护桩桩身混凝土灌到高出设计桩顶标高50cm时，停止灌注混凝土，移开钻杆后，用挖机把成孔时钻杆带出地面的泥土清理干净。
        5、振入钢筋笼
        （1）钢筋笼顶部套入专用的振动器，吊起钢筋笼，启动振动器，对准桩孔中心，逐步将钢筋笼压到设计标高位置，钢筋笼振入过程中安排两名工人一左一右扶正钢筋笼。
        （2）钢筋笼完全振入混凝土中以后，混凝土会下降10~20cm，这时要进行补料，确保超灌高度。
        （3）人工清理孔口泥污，按施工顺序放下一个桩位，移动桩机进行下一根桩的施工。
        1.6冠梁及支护桩间支护施工
        1、在支护桩施工完成，土方开挖至冠梁底标高时，进行冠梁施工。
        该项目冠梁做法如下：

        冠梁做法                         桩间图防护立面做法
        2、冠梁施工工艺如下图：

        施工工艺流程图
        3、主要施工方法
        （1）支护桩桩头处理完成后，经监理工程师验收合格，方可进行冠梁的施工。
        （2）钢筋安装时，要拉线定位；底部使用混凝土预制块保证混凝土保护层厚度，用塑料垫块保证侧面混凝土保护层厚度。
        （3）侧模板采用18mm厚木胶合板，用木方、钢管和对拉螺栓固定。模板外侧木方竖向布置，间距300mm，布置两道双钢挂主龙骨，沿梁跨方向用M12对拉螺栓固定主龙骨。底部浇筑100厚C15混凝土垫层。
        （4）模板、钢筋安装验收合格后，进行混凝土浇筑。用插入式振动器进行振捣，当混凝土表面呈水平，不在显著下沉，不在出现气泡，表面泛出灰浆时可停止振捣。
        （5）混凝土浇筑12小时左右进行覆膜洒水养护，养护时间不少于7天。
        （6）混凝土浇筑三天后方可拆除。
        4、桩间防护立面施工
        （1）桩间防护立面和土方开完工作配合施工。土方分层开挖，自上而下每层开挖深度为土钉的竖向间距1.5m，且为保证土钉施工时有工作面，每次开挖时应开挖到土钉标高0.5m以下位置处。
        （2）面铺钢筋、钻孔注浆及喷射混凝土等施工方法与5.3章节相同，不再赘述。
        二、施工重难点
        2.1 危险源分析及处理措施
        深基坑工程是一项危险性较大的分部分项工程，涉及基坑支护、土方开挖、内支撑结构、地下水处理等多个环节和因素，专业技术的要求非常高，据统计，全国建筑工程中，深基坑坍塌事故均属于易导致发生群死群伤重特大施工事故的类别危险源，近年来，这类事故已呈现出频发、多发的态势。
        深基坑施工，因为支撑支护等设施失稳坍塌，不但造成施工场所破坏、人员伤亡，往往还引起地面、周边建筑设施的倾斜、塌陷、坍塌等意外；基坑开挖、施工降水，造成周围建筑物因地基不均匀沉降而倾斜、开裂、倒塌等意外。
        基坑支护工程危险源的分类如下表所示：
        基坑支护危险源识别

        基坑支护危险源处理措施如下：
        1、基坑施工前，必须编制专项施工方案，经监理业主审批后，组织专家论证，通过以后方可按专项施工方案执行；再向相关人员做好安全和技术交底后，方可施工。
        2、若基坑发生整体或局部土体滑塌失稳：在有可能条件下降低土中水位和进行坡顶卸载，加强未滑塌区段的监测和保护，严防事故继续扩大。
        3、加强对坑周地面和建筑物的观测，以便继续采取有针对性的处理，保护相邻建筑物。
        4、若设计安全储备不足，锚杆入土深度不够，发生边坡失稳：立即停止基坑开挖，在坑底堆筑砂石袋或土料反压，再根据失稳原因进行被动区土体加固。
        5、若基坑内外水位差较大，坑内降水引起土体失稳：停止基坑开挖、降水，必要时进行灌水反压或堆料反压。
        6、因基坑土方超挖引起支护结构破坏：暂时停止施工，回填土或在坑底堆筑沙石袋，保持支护结构稳定，再根据实际情况，采取有效措施处理。
        7、机械操作人员必须经过专业安全技术培训，考核合格后，持证上岗，严禁酒后作业。
        8、操作人员在作业过程中，不得擅自离开岗位或将机械交给其他无证人员操作。严禁疲劳作业，严禁机械带故障作业，严禁无关人员进入作业区和操作室。
        9、操作人员必须认真执行机械有关保养规定。机械连续作业时，应建立交接班制度；接班人员经检查确认无误后，方可进行工作。
        2.2 基坑监测
        2.2.1监测方法
        本工程按设计要求在基坑坡顶及道路处共布置了30个平面检测，10个周边建筑监测点，4个排桩监测点。
        在出土坡道坡顶边缘每个30米设置一个监测点，监测其沉降和偏移量。
        监测测点的埋设要求：监测点采用C14钝头钢筋，打入土中约1m，顶部用水泥砂浆固定，测点露出地面5-10mm，钢筋端面刻上十字刻痕。
        项目部将指派2名专职测量员负责整个施工过程中的基坑监测工作，测量员每天认真做好监测记录表。
        2.2.2监测要求
        1、基坑施工及使用过程中必须按要求进行监测与监控，主要监控及监测技术要求如下：
        2、监测基准点设置3个，均设置在远离基坑施工的影响范围之外，必须可靠、稳定、牢固。
        3、基坑坡顶位移及沉降监测点沿基坑上口均匀布置，整个基坑共布置监测点10个。
        4、沉降和基坑坡顶位移测量采用经纬仪及高精度水准仪仪进行，要求仪器精度符合基坑监测要求。
        5、监测项目在基坑开挖前测得初始值，且不少于两次，基坑开挖过程及基坑使用初期，每天监测1次，位移及变形稳定后每2天监测1次，直至基础工程施工结束并回填，特殊情况下（如挖土、降雨等）必须加密监测，每次量测完成以后测量人员及时上报各测点本次沉降和累计沉降报表。
        2.2.3监测仪器的投入
        本工程投入的主要仪器设备及其性能如下表所示：
        主要的监测仪器

        三、施工允许偏差及质量控制措施
        3.1 施工允许偏差
        1、喷锚施工允许偏差
        喷锚施工允许偏差

2、桩施工允许偏差
成孔允许偏差

钢筋笼制作允许偏差

        3.2 施工质量控制措施
        1、土方开挖质量保证措施
        土方开挖质量保证措施

        2、材料质量保证措施
        材料保证措施

3、锚杆施工质量保证措施
锚杆施工质量保证措施

        4、喷射混凝土质量保证措施
        喷射混凝土质量保证措施

        四、结论
        1、支护桩施工时的定位及垂直度至关重要，定位不准确直接影响到地下室结构施工的操作面；
        2、支护桩施工时要确保桩身混凝土振捣密实，混凝土振捣不密实会影响支护桩的支护能力；
        3、支护桩的桩顶钢筋和冠梁钢筋的搭接锚固要确保质量，这样能确保支护结构的整体性。