基坑围护结构施工技术

范丽

摘要：随着城市经济与建筑的飞速发展，人均可围配的收入增加。许多大中城市为了缓解交通压力开始修建地铁这一交通工具，这些工程涉及到大量的基坑开挖，基坑深度可达20m到30m。天津地铁5号线思源道站因结合上部物业开发结构，车站小里程端（1～9轴）基坑为不规则形状，基坑围护结构支撑体系为环梁+辐射撑+斜撑的钢筋混凝土桁架支撑，共设3道，在基坑开挖完成进行主体结构施工时，需从下到上逐层对支撑进行拆除。本文将结合天津地铁5号线思源道站对基坑工程围护结构的施工技术展开具体探讨与论述。

关键词：建筑工程；基坑围护；结构施工

中图分类号： TU198 文献标识码： A

引言

城市建设的飞速发展推动了高层建筑的崛起，人口基数的增加及机动车量的增多促使各高层建筑加大对地面以下空间的使用。天津也逐渐加大对地条道路的修建和使用。天津地铁5号线思源道站位于河北区思源道东南侧，小红星路东侧，车站主体位于原轧钢三厂厂区，为地下双层岛式站台车站；车站总建筑面积14655m2，长度191.08m，标准段总宽20.7m，基坑深16.811m，盾构井段宽24.7m，基坑深18.431m。结合上部物业开发结构，车站小里程端基坑为不规则形状，车站设有4个出入口（2个预留）及2个风道，其中2座风道均为地下双层结构。

一、基坑围护结构的特点

现阶段随着城市发展速度的进一步加快，建筑工程施工中地皮的成本费用也有了一定程度的增加。基坑工程的开挖都存在于城市之中势必与其他建筑物相邻，再进行开挖建设时要做到保护其周边建筑物的安全和人民群众的人生财产安全。所有的基坑围护结构都是临时性的建筑结构，主要是起保护作用，不需要投入过多的资金但又要保证工程安全。车站基坑采用两种支撑体系，小里程段基坑内支撑体系为环梁+辐射撑+斜撑的钢筋混凝土桁架支撑，共设3道，第一道环梁撑尺寸为1.4m×0.9，混凝土支撑尺寸为0.8m×0.8m，加强横撑尺寸为1.2m×0.8m，第二三道腰梁尺寸为1.2m×1.2m，环梁尺寸为1.6m×1.2m、1.8m×1.2m，混凝土支撑尺寸为1.2m×1.1mm，加强横撑尺寸为1.4m×1.1m。支撑采用钢筋混凝土结构，强度为C40。第1道混凝土支撑方量为1105m3，钢筋量414t；第二道混凝土支撑方量为1104m3，钢筋量329t；第三道混凝土支撑方量1134m3，钢筋量341t；标准段采用1道砼支撑+3道φ800钢支撑，大里程段采用1道砼支撑+4道φ800钢支撑。

二、基坑变形监测

1、监测方式

监测内容 监测频率

围护施工 坑内降水 开挖及主体施作 底板

浇筑后 支撑拆除期间

现场巡视 1次/1天

周边地表沉降监测 1次/3天 1次/3天 1次/1天 1次/3天 1次/1天

围护顶部变形监测 / 1次/3天 1次/1天 1次/3天 1次/1天

围护结构侧向位移监测 / / 1次/1天 1次/3天 1次/1天

立柱柱垂直位移监测 / 1次/3天 1次/3天 1次/7天 1次/3天

支撑轴力监测 / / 1次/1天 1次/3天 1次/1天

地墙钢筋应力监测 / / 1次/3天 1次/7天 1次/3天

主体结构内力监测 / / 1次/3天 1次/7天 1次/3天

坑外潜水水位观测 / 1次/1天 1次/1天 结束 1次/1天

2、基坑安全巡查

在支撑梁破除过程中，项目部安排专人对基坑进行安全技术巡查并对重点部位进行盯控，盯控和巡查主要内容包括：支护结构（地下连续墙）表面裂缝；冠梁、腰梁、支撑裂缝；支撑、立柱变形；地连墙渗漏情况；墙后土体裂缝、沉陷及滑移；基坑涌土、流沙、管涌；基坑降水设施正常；周边建筑新增裂缝情况出现；巡查完毕做好相关记录。

三、基坑围护结构施工技术

1、测量定位

当土方开挖沟槽后应测量标高并在围护桩上拉线做记号，钻机就位时应准确。底座应垫平，钻杆的倾斜角度应用罗盘校核，角度偏差不大于3°，高差不超过5cm。钻孔前按施工图放线确定位置，做上标记；钻孔定位误差小于50mm，孔斜误差小于3°，桩径偏差不超过2cm，并严格按照设计桩长施工。成孔施工前应在场地中挖好排水沟及循环浆池，以避免因泥浆随意排放而影响施工。

2、控制水泥浆水灰比

应预先计算好每拌所需水量在搅拌桶中的高度控制进水量，施工时或用尺量、或做记号。质检员应预先绘制灰浆水灰比与比重标准关系曲线。以拌制好的水泥浆比重找出对应水灰比。相邻桩施工间隔时间不宜超过一天，否则必须放慢搅速度，保证搭接质量，施工过程中由于某种原因，产生施工冷缝，需要进行冷缝处理。施工过程中产生的涌土，用挖土机及时清理干净。根据设计要求和有关技术资料规定，三轴搅拌桩机下沉速度应控制在0.5-0.9m/min，搅拌提升速度应控制在0.9-1.1m/min以内，并保持匀速下沉与匀速提升。搅拌提升进不应使孔内产生负压造成周边地基沉降。施工第一批桩（不少于5根）必须确定实际施工水泥投放量、浆液水灰比、浆液泵送时间和搅拌下沉及提升时间、桩长及垂直度控制方法，以便确定三轴搅拌桩的正常施工控制标准。

3、地下连续墙施工

车站基坑围护结构采用C30混凝土，地下连续墙不仅在施工初期起围护作用，在施工后期还与内衬墙复合形成永久的受力结构。根据现场实际情况，思源道站车站围护结构施工首先从北端头井开始，首开幅设在转角处。在每一幅墙的施工过程中，控制好导墙施工、成槽施工、清浆、钢筋笼制作安装、水下混凝土浇筑等各道工序，完成多幅后进行顶圈梁施工。

（1）导墙采用C20钢筋混凝土，配筋为φ12＠200，做成“┓┏”形现浇钢筋砼结构，内侧净宽度比连续墙宽40mm。根据地质条件，泥浆采用膨润土泥浆，针对松散层及砂砾层的透水性及稳定情况，制定泥浆配合比，在施工中根据试验槽段及实际情况再适当调整。在地下连续墙施工过程中，泥浆要与地下水、砂、土、混凝土接触，膨润土、掺合料等成分会有所消耗，且混入一些主渣和电解质离子等，使泥浆受到污染而质量恶化。被污染恶化的泥浆，经过处理后仍可重复使用。

（2）成槽施工为地连墙施工阶段的关键工序。成槽施工每个施工段采用一台液压抓斗连续墙槽壁机施工成槽机采用３抓成槽，先挖两端，后挖中间，成槽机就位时要严格找平，施工过程中每隔３抓左右将抓斗旋转180°，以保证墙体的垂直度，地连墙上部17～19.2m为基坑外露部分，为保证表面的平整度、垂直度，应在开槽前17～19.2m时，控制挖土的速度，保证其成槽的质量。

（3）钢筋笼根据地下连续墙墙体配筋图和单元槽段的划分来制作。现场设置钢筋笼加工平台，平台采用钢筋混凝土砌筑，具有足够的刚度、稳定性和水平性。钢筋加工符合设计图纸和施工规范要求，钢筋加工按以下顺序：先铺设横筋，再铺设纵向筋，并焊接牢固，焊接底层保护垫块，然后焊接桁架，再焊接上层纵向筋中间联结筋和面层横向筋，然后焊接拉筋、锁边筋，吊筋，最后焊接预埋件（同时焊接中间预埋件定位水平筋）及保护垫块。钢筋笼采用整体一次吊装。钢筋笼起吊采用160t履带吊作为主吊，70t履带吊做副吊（行车路线离槽边不小于3.5m），直立后由160t吊车吊入槽内。钢筋笼进入槽内时，吊点中心必须对准槽段中心，然后徐徐下降，不得高起猛落，强行放入，并在导墙上严格控制下放位置，确保预埋件（预埋钢板）位置准确。此时必须注意不要使起重臂摆动或其它影响而使钢筋笼产生横向摆动，以免造成槽壁坍塌。钢筋笼入槽后，检查其顶端标高是否符合设计要求，然后用槽钢卡住吊筋，横担于导墙上，防止钢筋笼下沉，并用四组（8根）φ50钢管分别插入锚固筋上，与灌注架焊接，防止上浮。如果钢筋笼不能顺利插入槽内，应该重新吊出，待查明原因后加以解决，如果需要则在修槽之后再吊放。严禁将钢筋笼作自由落体状强行插入基槽，否则会引起钢筋笼变形或使槽壁坍塌，产生大量槽底沉渣。

（4）混凝土采用导管法灌注，导管直径选用250mm，每节长3m，并配备lm、1.5m的短管以调整长度，各节导管之间尽量采用丝扣连接，并且连接处应加设橡胶垫圈密封，以防混凝土灌注时导管漏水，导管间距控制为3m以下，并且导管尽量靠近接头。根据槽段宽度及形状设置2～3套导管，导管距槽端头不大于1.1m。砼采用商品砼，设计强度为C30，坍落度控制在18～22cm。灌注砼前，先下放导管，导管底端距槽底的距离为30～50cm之间，导管距槽段两侧端部不超过1.5m，导管在钢筋笼内要上下活动顺畅，灌注前利用导管进行泵吸反循环二次清底换浆，并在槽口上设置挡板，以免砼落入槽内而污染泥浆。

采用表3-2：地下连续墙需求的主要施工机具表

工程

部位 机械名称 规格

型号 额定功率(KW)或

容量(m3)吨位(t) 数量(台) 性能 进场时间

地

连

墙 高速回转式搅拌机 ZL-400A 400L/7.5KW 2 良好 2012年6月

泥浆泵 3PNL 14.7kW 6 良好 2012年6月

液压抓斗成槽机 SG40A 95KW 1 良好 2012年6月

液压抓斗成槽机 SG40A 95KW 1 良好 2012年6月

（顶）拔管设备 XJ1-18 18KW 1 良好 2012年6月

（顶）拔管设备 XJ1-22 22KW 1 良好 2012年6月

履带吊 LS418J 160t 1 良好 2012年6月

履带吊 LS418J 70t 1 良好 2012年6月

电焊机 BX1-500 7 良好 2012年6月

交流弧焊机 BX1-630 4 良好 2012年6月

点焊机 NBR350 400×75 1 良好 2012年6月

对焊机 UN-100 100KVA 1 良好 2012年6月

对焊机 UN-150 150KVA 1 良好 2012年6月

钢筋弯曲机 1 良好 2012年6月

钢筋切割机 GQ40-1 4KW 1 良好 2012年6月

套丝机 14~40mm 3KW 1 良好 2012年6月

泥浆运输车 EQ3141G 4 良好 2012年6月

场

地

碴

土 挖掘机 PC130 1 良好 2012年6月

装载机 ZL30E 1 良好 2012年6月

4、验收检测

地下连续墙每一单元槽段施工，应对下列项目进行中间检验，并符合有关规定：钢筋笼制作的长、宽、高和钢筋间距、焊接、预埋件位置及钢筋笼吊装、入槽深度及位置；泥浆配制及循环泥浆和废弃泥浆的处理；成槽的宽度、深度、垂直度及接头壁清刷；混凝土配合比、坍落度、导管布置及混凝土灌注。基坑开挖后应进行地下连续墙验收，砼抗压强度和抗渗压力应符合设计要求，墙面无露筋、露石和夹泥现象。

结束语

通过进行深基坑围护施工，能够有效的降低工程建设周期，提高施工效率，使基坑的结构体系更加稳固。基坑围护不仅对整个建筑工程质量产生决定影响，而且在建筑工程项目顺利开展中发挥着保障性作用。

参考文献

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[3]何红.建筑住宅深基坑围护结构体系设计和施工技术分析[J].门窗,2013(12).