基坑开挖施工技术探讨——以桂林市东西巷与正阳步行街地下通道工程为例

蒋常武 桂林基础设施建设有限公司

1 前言

一般来说，建筑工程施工往往要投入很多人力资源、物力资源以及财力资源。就目前的具体情况来讲，我国可用占地面积不多，所以需要充分利用地下空间，不断加大基坑结构数量。基坑是工程施工中的关键部分，其需要实际情况科学制定相应的施工方案，而且采取有效的排水措施。

2 工程概述

本工程地下通道位于正阳路与解放东路交叉口，通道横穿解放东路，连通东西巷和正阳步行街。场地周围建筑密集，管线众多，基坑开挖深度由5.3m～10.7m不等。工程基坑开挖采用支护开挖。基坑支护采用钢筋混凝土排桩+钢管支撑的支护形式。基坑止水侧壁和基坑内侧分别使用双排600高压旋喷桩止水帷幕和明沟排水，基坑外侧无需降水。

3 总体施工方案

根据本项目基坑设计方案，项目场地内基坑支护分为2个区段，A区开挖深度为8.7m，B区段开挖深度为10.6m。工程基坑开挖采用支护开挖，支护方式钢筋混凝土排桩+钢支撑的支护形式，基坑止水侧壁运用的止水方法是将双排直径600mm高压旋喷桩止水帷幕与坑底压力注浆进行有机结合。基坑中运用明沟排水，基坑外侧无需降水。第一区段施工顺序：施工工艺是高压旋喷桩施工、支护桩施工、开挖2.5m、冠梁施工、横向支撑施工、继续开挖至设计标高、施工临时便桥；第二区段施工顺序：施工工艺是高压旋喷桩施工、支护桩施工、开挖2.5m、冠梁施工、横向支撑施工、继续开挖至设计标高（同时破除封端桩）、施工通道主体。

3.1 高压旋喷桩施工

通常，高压旋喷桩施工包括以下几个部分。

3.1.1 施工准备

充分了解熟悉旋喷桩加固的基本原理，还有了解关于现场的实际情况以及具体要求；对进入施工现场的设备和钻具配套设施进行认真检查，结合施工作业面的实际情况，选择合适的部位将设备安装到位。

3.1.2 测量放线

根据设计尺寸、在现场将施工旋喷桩的轴线放出，使用钢筋将轴线上所有桩的中心部位都清楚标出（如果不在平台上面可以先在轴线上面引出桩的中心位置）。

3.1.3 钻机就位

首先根据测量的位置，移动钻机钻头准确对着桩位中心，并试运转，然后进行钻机调试和低压（0.5MPa）射水试验，这样一来，可以检查喷嘴是不是受阻，压力是不是发生异常情况。

3.1.4 钻孔

射水试验合格后，即可开始钻进，射水压力从0.5MPa上升到1.0MPa，降低摩擦阻力，确保喷嘴顺畅。在首根钻杆钻进结束后，不能继续射水。这时，压力降低，将钻杆接长，然后还是射水和钻进，必须要钻到桩底设计标高才行。

除了以上，还包括浆液配制、旋喷、拆卸钻杆、拔管及冲洗、记录、废浆处理等。

3.2 支护桩施工

旋挖钻施工工艺及方法如下。

施工工艺：钻孔灌注桩工艺流程：第一步是测量放线；第二步是埋设护筒；第三步是桩机就位（钢筋笼制作）；第四步是钻孔至终孔；第五步是一次清孔；第六步是钢筋笼安放；第七步是混凝土导管安放；第八步是二次清孔；最后一步是浇筑混凝土。

（1）测量放样：结合根据业主提出的测量控制点，利用全站仪进行定位测量，并测出地面标高，以推算应钻孔深度。

（2）护筒埋设：钢护筒埋设深度的基本原则是可以将隔开流塑状地层隔开。对于质检人员来说，必须要对钢护筒的圆度以及焊接质量等进行验收，必须要确保验收结果符合有关标准要求，才能施工，由于此段面层土质均为经压实的路基土，不需埋置过深。

（3）钻进：在实际钻进中操作人员必须要认真观察钻杆是不是保持在垂直的状态，而且使用深度计数器对钻孔深度进行严格控制。如果旋挖斗钻头在旋转钻进过程中是顺时针，就底板来讲，其切削板和筒体翻板的后边必须要保持对齐。在筒体有钻屑后，将一斗全部装满，钻头在旋转过程中是逆时针，底部是通过定位块进行准确定位，而且将底部开口完全封住，再将钻头提高到地面进行卸土。在岗钻进时使用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承必须要大于或者等于钻杆重量和钻具重量总和的20%，进而确保孔位是精准的。钻进护筒以下3m的位置，建议使用高速钻进，钻进速度得快慢和压力有密切的关系，使用钻头以及钻杆自重摩擦加压，若压力低于150MPa，这时进尺速度是每分钟20cm；如果压力低于200MPa压力，这时进尺速度是每分钟30cm；如果压力低于260MPa，这时进尺速度是每分钟50cm。

钻孔灌注桩使用隔桩施工，而且在灌注混凝土24h后，相邻桩体混凝土超过标准设计强度的70%，这样才能成孔施工。

（4）泥浆制作：泥浆采用膨润土、火碱以及纤维素混合而制，泥浆制备通常需要对以下几点多加注意：第一，泥浆指标。其比例必须要严格控制在1.05～1.2之间，黏度控制在17s～20s之间，砂率不能大于4%。多数情况下，泥浆补充运用泵送方式，其速度必须要确保液面在任何时候都在护筒面上面，不然容易导致塌孔的情况出现，使得成孔质量不达标。

（5）清碴：在孔位捞砂钻头中的所有沉淀物都清除出来。要求沉碴厚度不大于10cm。在进行灌注水下混凝土前，使用高压水降低翻渣都吹出来，进而使桩底沉碴厚度明显降低。

（6）检孔：结合设计规定的孔底标高对孔深进行准确计算，结合钻具长度来决定孔深，孔深偏差必须要大于或者等于设计深度，超钻深度必须要大于或者等于50cm；孔径测量时使用检孔器，一旦发现缩径的情况，必须要立即扫孔，只有保证与有关标准要求相符，才能开展接下来的工序。

（7）钢筋笼制作、安装：在施工现场完成钢筋笼的加工。钢筋笼吊装：吊放钢筋笼进入孔的过程中，必须要准确对着孔位，而且在入孔时必须要保证力度轻，进入孔后下放速度尽可能缓慢，不要加快。倘若碰到阻力，需要及时找到原因，采取适合的处理措施。

（8）灌注混凝土：水下混凝土灌注过程中使用导管法，通过砍球法对混凝土进行关注，在保证储存量足够后，就能将隔水塞铁丝剪断，将第一批混凝土灌入。并且需要对孔内返浆的实际情况进行仔细检查，还要对埋管深度准确测定，将其测定结果详细记录下来。

3.3 冠梁施工

3.3.1 冠梁施工方法

在施工过程中必须注意冠梁内预埋件的位置。土方开挖至第一道支撑下500mm后进行冠梁施工。凿除桩顶浮浆及不合格混凝土，整理桩头钢筋；按设计要求施工混凝土冠梁。冠梁一次成形，整体浇筑。侧模采用15mm高密度多层板制作，板后竖向用5cm×10cm小木方做板墙筋，间距60cm；水平向上下用二道脚手架钢管作横围拎，用双钢管、对拉螺栓、铁板华司（或蝴蝶扣）、双螺母连接固定。钢筋采用机械成型，人工绑扎，混凝土厂内集中拌制，罐车运输至现场，泵车直接入仓浇灌，机械振捣密实；在施工混凝土冠梁时，拟在冠梁内侧面（钢支撑位置处）预埋钢板，以便在下道工序时与钢支撑焊接固定。

3.3.2 施工注意事项

结合数量和质量的有关要求迅速配置支撑地面，确保支撑长度符合标准要求，支撑水平轴线偏差必须要小于或者等于30mm，两端中心标高偏差不大于20mm。钢支撑端面应和冠梁预埋件板面贴合。使用斜支撑，在施工过程中不能粗心大意，严格按设计要求施作，保证接头施工质量，保证斜撑施工的水平误差在规定范围内且不产生偏心，以免支撑失稳。

3.4 基坑开挖施工

3.4.1 土方开挖方法

基坑内土方在实际开挖过程中使用小型挖掘机配合长臂挖掘机。基坑出土拟采用吊机配合吊斗施工。因本项目处于城市中心，桂林市市区以内不允许渣土车白天进入市区。所以将基坑内土采用吊机吊出后，在场地内临时堆放，利用夜间采用新型环保车拉至弃土场进行弃土。基坑开挖接近坑底时，为保证坑底平整并控制标高，对基坑设计标高以上30cm的土方，采用人工开挖修整，对局部的洼坑采用砂压实、填平。为有效控制基坑超挖量，当人工挖至设计标高后，立即测量最后一道支撑中间底部至坑底的高度，仔细测出此高度随时间变化的情况，并做好记录。从中判断出为保证浇注底板垫层混凝土达到设计标高而需要的基坑开挖量。开挖基坑最后一层土方时，应在每小段开挖完成后，在8h～16h以内将浇筑混凝土垫层作业做到位。应该提前做好各项准备工作，比如：浇筑混凝土底板需要的材料，还有机械设备等，进而方便在完成基坑开挖作业后迅速开展所有工序的施工，确保在5d以内完成结构施工分段钢筋混凝土混凝土底板。

图1 支撑施工工艺流程图

3.4.2 土方开挖注意事项

第一，基坑开挖必须在围护结构封闭且支护桩、冠梁达到设计强度后进行。依据设计工况及时架设支撑及锚杆，基坑周边5m范围内不得堆载。第二，每层开挖的高度为不超过3m；严禁在一个工况下一次开挖到底。第三，开挖过程中严格控制坡比，每挖一级，对坡底进行测量复核，如有出入，及时进行修正。第四，开挖至基底以上0.3m时，并改用人工开挖至基底，及时封底，尽量减少对基底土的扰动，保护基坑底土层。第五，基坑出土拟采用吊机配合吊斗施工。第六，由于本项目开挖深度较大，在项目实施前必须经过专家论证会，经过同意后方可实施。

4 结束语

总而言之，对于建筑施工来说，基层开挖是不可或缺的主要组成部分之一。在基层开挖施工中必须要合理控制各项流程，保证施工质量合格，而且不能让施工人员的生命安全受到严重的危害，更加高质量的服务于人们。对于其存在的问题，依旧需要进一步深入探究，以显著提高施工质量。