超高层建筑工程中深基坑施工技术的问题分析

舀团四　母・～ｌ施工技术与应用　超高层建筑工程中深基坑施工技术的问题分析　陈延波　中铁建设集团有限公司　北京　１ＯＯ１３１　摘要：超高层的建筑工程当中深基坑的施工有着重要的决定性作用，因此文章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，文章作者结合自己多年的工作经验，结合一做过的工程实例，综合多方面进行了分析和探讨。　关键词：建筑工程；深基坑；施工工艺；应用技术　的各项记录。　２．２深井降水施工工艺　２．２１工艺流程　１、工程概况　对于某超高层建筑工程的施工来说，其地下使用的是钢筋混凝土结构，　地上则利用现浇的方式进行钢筋混凝土的构建。整个工程的施工现场比较狭　窄，除了施ｌＴ场地的南侧留有一定的空地之外，其他方向上均存在构筑物，但　是一定要开出施工过程中所需的道路以及材料的堆积场所。　１．１工程现场的勘察情况　按照施工之前进行的岩土勘察报告我们可以知道：该施工场区的地形较　为平坦，地质土层可以划分为６个层次，其中第一层的表土层以粉质粘土为　主，颜色为灰色，含有丰富的有机质，土层的厚度在０．２米到１．８米之间，属于耕　作土壤；第二层主要以淤泥质粉质粘土为主，颜色为灰色，呈现流塑状，没有　出现摇震反应，土层的厚度在５．６０米Ｎ８米之间；第三层是粉质粘土混合有粉　砂，颜色为灰色，呈现可塑以及流塑状，没有出现摇震反应，土层的厚度在１．９　米到４．５米之间；第四层主要是粉砂混合粉土，局部地段还混合有薄层的粉质　粘土，颜色为灰色，饱和状态，土层厚度在２．４米到５．２米之间。　１　２施工过程中的难．最分折　在该项目工程中，由于施工场地比较狭窄，而且场区三侧都已有建筑物，土　方边坡在ｌ：ｌ以内，所以在施工过程中一定要避免损害到三个方向上的建筑物。　该地区地下水位虽然比较高，但是土壤质量比较差，所以施工中的一个关键环　节就是降水措施。施工工期定在了４ｆｌ到６月份之间，这一时期降水较多，所以一　定要确保基坑的降水以及排水ｌＴ作能够Ｊ顺利进行，保证土体边坡的稳定性。　１．３施工过程中主要采取的技术措施　１．３．１利用水泥搅拌桩进行围护　四周的土体可以利用水泥搅拌桩进行加固，避免四周的地下水深入到基　坑里面。水泥搅拌桩的设计方法为：要求直径为　７００，相邻两个搅拌桩之间　搭接的长度应该在２０ｅｍ左右，搅拌桩的长度应该为１０ｍ。沿着搅拌桩长的方　向需要每隔两米在桩的内侧位置增设两根桩，以此来加强搅拌桩具有的抗折　能力。搅拌桩在完成施工之后需要养护２８天。　１．３．２将深井与轻型井点降水有机的结合起来　可以利用深井降水有效的降低施工场地的地下水位，并且将放坡系数控　制在１：１之内；利用轻型井点有效的降低边坡内水位。　１　３．３进行边坡防护的工作　选择型号为Ｃ２０的混凝土，在土方的边坡处浇筑８０ｍｍ的厚度，避免雨水　对边坡的冲刷造成土体出现滑移的现象。　２、施工过程中采用的具体工艺流程　２　１深层水泥搅拌桩施工工艺　２　１　１工艺流程　深层水泥搅拌桩在施Ｔ过程中的工艺流程：场地整平一测量定位一就　位、调平一预拌下沉至设计深度一喷浆、提升一重复喷浆一提升一施工完　毕一养护　２．１　２施工过程中需要注意的事项　（１）施工场地的平整：将淤泥以及杂草等物质清理干净。　（２）进行测量定位：利用经纬仪定出搅拌桩的具体位置。　（３腻桩：在工程施工之前需要进行试桩。　（４）在施工过程中一定要保证加固深入范围内所有位置上的土体都可以　进行２次以上的搅拌工作。　（５）在施工过程中要求将搅拌桩垂直的允许偏差控制在１％的范围内，将　搅拌桩的桩位允许偏差控制在５０ｍｍ的范围内。　（６）水泥浆的制备工作：要求选择３．２５型号的普通硅酸盐水泥，在每立方米　加固土中，掺人２５０千克的水泥。　（７）在整个施工过程中一定要加强质量管理控制的力度，全面监控施工中　。３６０。　具体流程为：对管井进行定位，完成钻机的就位，进行成孔工作，进行换　浆清孔工作，在相应的孔里放置井点管，完成抽水Ｔ作。　２．２　２管井的具体做法以及需要的机具设备　（１）管井的具体结构：利用钻机钻出直径为中８００的孔，在孔内防止钢筋混　凝土管，要求井管的外直径达到　３６０，内直径达到　３００，在井管上面１０米的　位置和下面２米的位置分别放置不透水管，在中间２米的位置放置透水管，要　求在水管的外面包裹两层６０目尼龙丝布。　（２）管井的位置选择：要求井点管与搅拌桩之间的距离保持在０．８米以上，　南北方向上的井点管要求每边３口，东西方向上的井点管要求每边２口。管井　底部的标高要求深于基坑的底部。　（３）施工过程中使用的机具：两台型号为ＺＢ一１５０的钻机，１５台功力在　３．０ｋＷ的水泵，其中５台水泵作为备用，再准备长度为１０００ｍ的消防水管。　（４）使用材料的进场时间：要求透水管以及不透水管在成孔２天之前就进　入施工现场。　（５）将钻机放置到位：在完成场地周围的平整工作后需要利用方木进行　铺垫，要求在放置钻机的位置铺垫一个工作平台，该平台要求能够承受钻机　在工作状态下的一切荷载，确保钻机能够平稳运行，不会　现过大的位移现　象以及沉降现象等。　（６）成孔Ｔ作：在开始成孔的过程中一定要将钻机缓慢的推进，在导向部　位完全进入到土层以后，才可以加快速度。　（７）清孔工作：在完成成孔工作之后就可以进行换浆清孔ｌ『，这时需要将　钻机的钻头提高到距离孔底位置不远处的位置，进行１￣－－２００之问的空转，　确保泥浆能够正常的循环，然后保持中等速度将密度为１：ｌ的泥浆压人到管　内，换出密度较大的泥浆，这就完成了清孔工作，在这一过程中避免出现塌孔　的现象。　２．３轻型并点降水施工工艺　２．３　１具体的工艺流程　首先需要开挖土方，然后进行集水总管的敷设工作，沉设井总管，完成冲　孔工作，灌砂，将井点管跟集水总管连接在一起，完成抽水Ｔ作。　２．３．２施工过程中应该注意的事项　（１）在该项目工程中主要选择型号为ＪＱ－９０的轻型井点，要求总管的直径　达到　１００，支管的直径达到　５０，并且长度控制在６米，滤管的长度控制在１　米，要求支管之间的距离保持在１米到１．５米之间。　（２）在完成冲孔工作之后，需要进行灌砂。　（３）在灌砂的过程中，要求管内的水面随着灌注不断的上升。　（４）在使用井点的时候，应该保持２４小时不间断的抽水。　（５）在使用井点的过程中，应该实时监测真空度，通常要将真空度控制在　５５．３ｋＰａ以上。　㈦如果在井点管的位置处出现过多的淤塞，需要利用高压水对每个井点　管进行反复冲洗，严重的话需要重新进行井管的埋设。　２．４土方开挖的过程中应该注意的问题　（１）在放坡的过程中，要求将基坑放坡的系数控制在１：１。　（２）要求将地下水位保持在基坑底板下的５米到１０米的位置处。　（３）在开挖基地标高以后，需要人工进行挖设相应的排水坑以及集水坑等。　（４）边坡防护的工作：在基坑开挖的过程中要同时进行边坡防护工作。　（５）基坑挖土需要分开两次进行开挖，第一次应该挖到地面下大约４米的　位置处。　（６）第二次挖土要求直接挖到设计当中规定的标高位置处。　（７）开挖时有专人指挥，基底土质经有关人员现场确认（下转第３６５页）　施工技术与应用　灌注导管应连接顺直，内壁光滑，密封性好，宜选用活接头连接式导管，　底管长度大于４ｍ，下管前，先将导管平方地面逐根连接起来，且保持ｌＯｒｅ左右　４．５断桩　目囝四囡　砼坍落度安设计要求、粗骨料粒径按规范要求控制。边灌注砼边拔管，并　测砼顶面高度，随时掌握导管埋入深度避免导管脱离砼面。当导管堵塞，砼尚未　为一起吊体，连接处必须加密封圈，做地表压水试验。　下置导管应密封牢固，导管下完后，可动大泵量冲孔，为保证二次清孔顺　初凝时，可起吊一节钢轨或其它重物在导管内冲击，把堵塞的砼冲开，使砼继续　利完成，冲孔开始时以原浆冲，待冲２Ｏ～３Ｏ分钟后，换浆冲，此时置换的泥浆　性能为：粘度２０秒，比重１．１５～１．２０为宜。再待续冲孔ｌ０分钟后停泵测孔底沉　渣，工程桩和立柱桩沉渣小于ｌＯＯｍｍ，围护桩沉渣小于２００ｍｍ时，请质检员自　检，合格后报监理验收，合格后方可灌注砼。　３．６混凝土灌注　浇注，也可迅速提出导管，用高压水冲导管，重新下隔水拴浇注，浇注时隔水拴　冲出导管后，将导管继续下降直至导管不能再插入时再稍许提升，继续灌注砼。　５钻孔灌注桩施工质量控制措施　为保证钻孔灌注桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规　范，拟采取如下质量保证措施达到施工质量目标。　５１孔深及孔径控制　混凝土初灌量计算：首灌时，导管底部与孔底的距离不得超过０．５ｍ，以　０．３５　０．４５ｍ为佳，首灌的砼量必须保证埋管深度超过０．８ｍ，砼与导管内泥浆　必须用隔离塞（或隔水栓）隔离，以免砼稀释变质。混凝土初灌量的计算如下：　钻孔由钻机操作室的液晶显示器计量并控制钻深，并要经过质检员用测　ｖ－一混凝土的初灌量（　）ｈ一桩孔深度（ｍ）ｄ一导管内径（ｍ）　绳测定孔深，孔径用孔规检查。　ｈ１一管内混凝土柱与管外泥浆压力平衡所需要的导管高度：ｈｉ＝（ｈ—ｈ２）　５，２垂直度控制　ｒｗ／ｒｃ（ｍ）　垂直度不大于０＿３％，钻杆的垂直度采用钻机自身的水准仪控制，并辅以　ｈ２一初灌混凝土下灌后，导管外混凝土面高度，取１．３～１．８ｍ　人工测斜来控制。　ｒｗ一泥浆密度，取１．１～１．２ｔ／ｍ　５，３桩中心位置控制　ｒｃ一混凝土密度，取２．３ｔ／ｍ　桩位经测量核实无误后，用十字线进行控桩，钻头中心对准桩位中心，同　ｋ一混凝土充盈系数，取１．３Ｄ一桩孔直径（ｍ）　时调整好钻杆垂直度，经监理检查合格后开始钻进施工。钻进５０—６０　ｃ　Ｉｎ后，　围护桩桩径为８００ｍｍ，泥浆比重为１．１５ｆｆｍ３，导管内径２５０ｍｍ，ｈ２＝１．３ｍ，　用十字桩线检查护筒中心是否与桩中心一致；钻进过程中随时检查桩中心位　孑Ｌ深ｈ＝１３．８ｍ，混凝土密度２．３ｔ／ｍ　。　置及垂直度，防止桩发生位移。　根据Ｖ≥１／４兀ｈｌｄ２＋１，４ＦＩｋＤ２ｈ２￣，ｔ算：桩长１３．８，初灌量至少为１．１５５ｍ　桩长　５．４钻孔前要测定护筒顶标高，以作为测量孔深的基准点，同时控制钢筋　１１．８ｍ，初灌量至少为１．１　１　笼顶标高。　桩机成孔达到设计标高后，就地进行第一次清孑Ｌ，清孔结束，进行下放钢　５．５钢筋笼安装位置控制　筋笼，下放导管，二次清孔并验收合格，然后以最快的速度进行砼灌注工作。　钢筋笼加焊吊点，确保吊装稳固；吊放钢筋笼入　Ｌ时，对准孔位，吊直扶　因清孔刚结束泥浆中悬浮体还来不及沉到孔底，此时用最快的速度灌注　稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。为防止钢筋笼位置偏差，在钢筋笼主筋上，每隔　砼，更利于排淤，提高桩体承载力，初灌量灌人后，其在导管内通过隔水塞推　一定距离设置一组（一般４块）钢筋垫块，以此控制保护层，并使钢筋笼平面位　动管内泥浆快速下降，降速度越快，对孔底沉渣的冲刷力越大，实际上起到了　置对准桩孔轴线，并要使钢筋笼垂直状态吊放人孔。钢筋笼下到设计位置后，　第三次清孔的作用，因此，应确保清孔３０分钟内灌注首灌量较大的砼。　孑Ｌ口要采取吊筋固定措施，加强吊筋处焊接，防止钢筋笼脱钩。　４异常情况的处理措施　５．６孔内沉渣厚度控制　钻进成孔后尽快灌注混凝土，灌注混凝土前最后量测孔深，检查沉渣厚　４．１护筒　度不得大于１５０ｍｍ，超过标准的，必须用旋挖斗进行清孔后满足设计规范要　冒水埋设护筒时，四周要用粘土分层夯实，并且要选用含水量适当的粘　求才能进行水下混凝土灌注。　土填筑，起落钻头要防止碰撞孔壁。初发现护筒周围冒水，可用粘土在周围填　５　７水下混凝土灌注标高控制　实加固，如护筒严重下沉或移位，则应返工重埋。　水下混凝土灌注时，应勤测勤量混凝土上升面高度，并计算导管埋入混　４．２停电　凝土面深度控制在２～６ｍ，最后，用测绳和计算方量双控制来保证桩顶混凝　混凝土浇筑过程如遇停电，现场备用一台１２０ｋＷ发电机，以确保混凝土　土面超过设计标高０．５～Ｏ．８ｍ，并认真填写浇灌记录。　浇筑连续性。　４．３钢筋笼安装与设计标高不符　６结语　钢筋笼起吊和安放要严格执行施工规程清孔时应把沉渣清理干净，保证　严格按照施工工艺施工是保证施工质量的基础，加强施工质量检查和验　实际有效孔深满足设计要求。钢筋笼应垂直缓慢人孔，防止碰孔壁，人孔后采　收是保证工程质量的手段，这样就保证了施工质量达到设计要求和规范标准　取措施固定好，对已变形的笼子修理后再用。　要求，顺利完成了该工程的全部合同内容，完成了施工任务。　４．４钻孔漏浆　参考文献　根据土质情况决定护筒的埋置深度，将护筒外壁与孔洞间的缝隙用土填　【１】许林，石杨．浅谈钻挖孔灌注桩施工工艺质量控制卟中国科技信息．２０１１（０９）　密实。加稠泥浆或倒入粘土，慢速转动，增强护壁效果。　［２】席辉．钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施Ⅱ】．科技信息２０１２（１６）　（上接第３６０页）后，立即用人工进行修整，及时浇筑混凝土垫层。　（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　【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，　降、位移等情况。　则停止施工。　（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　３、基坑监测方案　建筑实体的沉降、位移情况。　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　４、结语　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　总之。我国建设发展越来越迅速，深基坑随处可见，基坑工程呈现出窄　措施，使基坑不发生意外破坏和变形，确保工程顺利施工。　（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　３．１监测内容　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　（１）护坡桩水平位移；　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　（蹦　坡桩倾斜程度；　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　（３）锚杆变形；　期，并节约成本，符合当今节约能源与提高经济效益的目的。　（４）沉降观测。　３．２基坑检测　参考文献：　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　【１】卫雪，任绒绒深基坑工程发展概述［Ｊ］．山西建筑，２０１２，（Ｏ７）．　工，采取如下相应监测措施：　［２】黄迪．深基坑的特点及其施工技术研究［Ｊ］中国新技术新产品，２０１０，（１　２）　‘３６５’