深基坑支护开挖方案的研究——以洪湾旧村改造项目01号地块为例

曾卓成

广东省地质工程公司 广东 广州 510080

挖掘深度超过5m的基坑即为深基坑，根据当前建筑行业的发展需求，很大一部分建筑工程均需要使用深基坑支护方式实现工程的支护保障。深基坑在施工过程中普遍存在施工方案较为复杂的问题，而施工过程中任何控制不当的情况均可能导致安全风险出现。因此深基坑在施工过程中不仅需要根据工程的实际情况确定更为合理的施工方案，本文以洪湾旧村01地块改造项目深基坑施工工程为对象，对深基坑施工方案确定以及施工质量控制等进行了分析。

1 工程概况

1.1 工程简介

本文案例工程为洪湾旧村的01地块，为该地块的旧村改造项目。该项工程位于珠海市香洲区南屏镇洪湾村北侧，东西两侧分别为洪湾涌以及山体。工程西北角存在民房建筑，民房中距离基坑最近的距离仅为17.23m，北侧在建项目最近距离则为5m，东侧以及东南侧村道最近距离为4m，即该方案整体而言深基坑施工对周围建筑存在影响的可能。

1.2 施工方案分析

施工方案选择方面，案例工程计划：①使用1931根Φ800@600止水搅拌桩，预计施工周期25d；②使用6278根Φ800@600坑底加固搅拌桩，预计施工周期30d；③工程1-1以及12-12剖面使用φ800@1000灌注桩，13-13剖面使用φ800@1200灌注桩，2-2至6-6以及14-14剖面使用φ1000@1200灌注桩，工程灌注桩共计993根，1-1至5-5剖面预计施工周期30d，12-12至14-14及6-6剖面预计施工周期40d；④使用954根预应力锚索，锚索分为两层，第一层714根，第二层240根，第一层预计施工周期30d，第二层预计施工周期10d；⑤冠梁预计基坑开挖0.8m后开始施工，工程土方量预计46546m³，计划挖掘时间17d，梁体施工总周期34d，其中冠梁等待周期至少7d，冠梁以及腰梁预计使用早强混凝土；⑤预计挖掘759407m³土石方，其中石方215595m³、土方543812m³，石方施工周期80d，土方施工周期180d[1]。

2 工程重难点分析

2.1 钻孔灌注桩

施工区域普遍为素填土以及淤泥质土，较为松散的土层总量较大且厚度较深。针对上部填土层，工程采用下钢护筒护壁技术保护成孔效果；针对中间层存在的淤泥质土工程采用优质泥浆进行填充保护，使得孔壁的稳定性能够得到较为有效的保障。由于灌注桩施工过程中防止砂层孔壁坍塌，因此灌注桩施工过程中灌注孔内部液面必须高于地下水液面，并必须对泥浆的比重以及含砂率等进行实时的监测以及有效的控制。此外，预计采用的措施无法达到预计效果的情况下，本项工程同样设计了备用方案，使得灌注桩施工质量能够得到更为有效的控制。考虑到工程灌注桩总量相对较多，且施工的周期较短、施工压力较大，因此在施工作业中考虑使用旋挖桩机施工进行稳定处理。

2.2 止水搅拌桩

根据工程施工方案，搅拌桩的位置在支护桩外侧，起阻断外部地下水流入深基坑内的作用，因此搅拌桩施工过程中质量控制的重点以及要点在于对搅拌桩相关参数进行有效控制，包括搅拌桩的用浆总量、水灰比、下沉以及上升速度、桩体垂直度等。施工过程中，需要严格控制桩机的位置使得搅拌桩施工过程中桩体的垂直度及咬合效果能够得到较为有效的控制。桩机作业时首先必须保证所处位置场地平整且地基能够满足桩机作业的需求，桩机机架部分需要使用两个吊锤对桩机的状态进行有效控制。搅拌桩施工区域，需要沿中心线每10m设置控制桩，并采用全站仪等进行现场监测。搅拌桩施工过程中必须由质量监测人员全程进行现场监测，且施工过程中需要严格按照设计要求使用水泥等材料。

2.3 坑底加固搅拌桩

加固搅拌桩施工的难点包括：①加固搅拌桩桩顶位置过高或过低均可能对加固搅拌桩的质量造成影响；②加固搅拌桩施工的总体深度相对较深；③根据施工方案加固搅拌桩需要采用格栅布局，而格栅布局对加固搅拌桩距离控制要求较高。针对施工实际难点，施工过程中需要根据现场测量的结果确定搅拌桩的空桩段长度，以此实现对加固搅拌桩桩顶的有效控制。工程使用GPP-5E及JB20I深层桩机进行施工作业，该类型桩机施工深度能够达到25m，能够有效满足加固搅拌桩施工的相关需求。施工桩机机架正交两个方向均需要使用吊锤进行控制，搅拌桩施工区域，需要沿中心线每10m设置控制桩，并采用全站仪等进行现场监测，对受到破坏的位置需要人工进行复核[2]。

2.4 扩大头预应力锚索

预应力锚索施工过程中，难点主要在于：①一次注浆作业完成后，浆液可能出现渗透或硬化等情况，因此注浆孔表面浆液位置可能下降；②二次注浆过程中浆液的压力不足，使得锚固定的整体膨胀率无法满足要求，进而导致锚的固定性无法满足设计需求；③二次注浆时间不当，导致浆液无法有效深入土体；④地下水可能出现上涌等情况；⑤地下水较为丰富的地区注浆总量不足可能导致锚头部分出现漏水。针对施工实际难点，施工过程中，首先一次注浆完成后通过补浆降低渗漏等影响，二次注浆则将压力控制在1.5MPa到2.5MPa范围内，一次以及二次注浆时间需要相隔10h到12h左右。施工过程中通过使用双套筒对孔内进行保护，并预留注浆管对漏水部分进行补浆[3]。

2.5 土方施工

工程石方以及土方挖运的总量较多，且土方挖运的影响因素相对较多。施工区域降水总量较多且降水周期较长对土方挖运能够造成一定影响，施工区域软逆甚至流塑状土壤直接影响土方的运输，挖掘位置选择不当同样影响到土方运输的安全，弃土场是否合理对土方存在以及运输能够形成影响，支护结构以及排水措施同样能够影响土方运输。针对土方运输过程中实际存在的问题，施工过程中首先需要避免雨季施工，雨季必须施工的情况下则需要完善现场防雨措施。土方运输过程中需要挖掘石方搭建临时道路满足运输需求，工程弃土场距离施工现场较近。施工在保证支护安全的情况下，采用多台挖掘设备同时施工，以此缩短施工时间。

3 施工质量保障措施

3.1 质量目标要求

案例工程需要满足珠海市优良样板工程标准，施工按照国家、广东省以及珠海市的相关要求执行。工程要求所有子项目合格率达到100%、优秀率达到95%以上，施工过程中所有质量相关的资料必须完整保存并提供，观感角度工程的子项目优秀率同样需要达到95%以上。

3.2 全面全过程质量管理

案例工程施工过程中需要进行全面以及全流程的质量控制。根据工程质量要求，案例工程需要满足ISO9001质量标准，施工过程中以项目经理为核心，建立专门管理机构对施工进行管理。根据全面管理的要求，工程需要形成“横到边、纵到底”的质量管理系统。即质量全面管理过程中：①施工过程中需要以“质量第一”为基础要求完成所有子项目施工；②根据用户以及业主的需求，工程质量必须满足对应的质量要求；③工程施工过程中，以事前控制为主完成质量的有效控制；④全面管理需要通过全过程、全员、全方位管理实现；⑤工程通过数据监控满足质量管理的有效性需求。其中全流程质量控制，要求以“两级”交接制度为基础，通过事前控制使得全流程管理能够充分实现[4]。

3.3 质量保障体系

案例工程在质量管理方面通过建立质量管理体系，严格按照ISO9001质量标准进行质量控制，推行全面质量管理等措施进行工程质量的全面保障。案例工程的质量保障体系包括思想保障、组织保障以及质量保障三部分：思想保障一方面要求以质量保证为工程施工的基础要求，另一方面要求加强施工的质量安全以及质量技术保障的教育，并在施工作业过程中保证施工单位品牌战略以及培训战略的相关需求。组织保障需要首先建立包含生产、技术、质量、物资、后勤在内的保障体系，通过明确各级的领导责任，并采用科学管理措施进行质量管理。质量保障则要求施工过程中需要严格按照质量标准进行施工质量检测，保障工程质量。

3.4 施工材料质量管理

施工过程中计划通过下述措施完成材料的购买以及材料的质量管理。

（1）由于施工过程中部分材料储藏时间相对较短，因此材料购买过程中应当避免单次购入材料总量过多，而应当严格根据施工的计划购买材料，使得材料使用阶段的质量能够得到充分保证。（2）所有材料入场时必须提供该批次材料的检测合格证书，提前加工材料则需要提供加工件的检测合格证书。材料以及加工件入场后，材料需要进行抽检，加工件则需要进行工程现场的再次检测。（3）所有材料入场后需要严格按照标准标注材料的类型、型号以及生产时间、允许使用时间等，便于材料的使用避免误用等情况出现。（4）工程购入的所有材料均必须为符合国家九大类建材标准的材料。

3.5 质量检查管理

工程质量检查要求：

（1）施工质量检测需要通过自检、互检以及交接检测等措施，通过逐级检测能够保证工程质量检测的有效性，任何质量问题均需要及时返工。（2）质量检测过程中需要严格按照质量标准等级划分标准进行判定，即施工检测不仅需要明确是否合格，同时需要明确质量等级。（3）施工检测需要严格根据施工质量标准以及施工质量要求进行，即施工过程中存在的任何问题均需要得到及时的处理。（4）在隐蔽工程检测过程中，所有隐蔽工程施工完成后必须直接进行工程质量的检测，隐蔽工程检测合格后才能够进行下一阶段的施工。（5）施工过程中所有文件以及合同等全部需要完整保留，交接过程中则应当按照工程相关要求进行完整交接[5]。

3.6 工序自检

工程所有工序施工完成后均需要进行自检，自检过程中确定的问题应当直接处理，案例工程的自检要求为：

（1）工序施工质量检测过程中，本工序的施工人员应当按照工程要求进行工程质量的检测。（2）工序施工质量自检同样需要采用全流程检测管理的模式，即工序施工过程中各个流程均应当进行质量检测，且质量检测应当形成较为完整的记录文件。（3）自检过程中包括材料在内全部需要纳入自检范围，即工序自检需要进行系统性检测。

4 子项目质量保障措施

4.1 灌注桩质量保障

针对灌注桩施工过程中可能存在的问题，需要通过如下措施进行处理。使用隔水塞避免堵管，并通过保障混凝土供给缩短施工时间；保障密封圈质量并定期检查，避免漏水；使用垫块以及双吊环保证钢筋笼居中；控制灌注速度，避免钢筋笼浮动；合理应用护筒避免塌孔；使用优质泥浆避免缩径。

4.2 搅拌桩质量保障

搅拌桩施工时，桩位偏差需要控制在5mm以内，桩机需要使用吊锤将垂直度偏差控制在1%以内。施工过程中需要对土层进行分析，根据土层确定推进参数，搅拌过程中搅拌头偏差需要控制在10mm以内，且需要及时更换。施工时钻进需要采用快档，提升需要采用慢档，即提升速度需要控制在每分钟80cm以内。

4.3 扩大头预应力锚索质量保障

测放孔位，并做好标记，孔位应注意避开地下管线。选用全液压专用锚杆钻机或XY-1型工程钻机施工，按设计要求调整好转杆的倾斜角，用罗盘监控倾角，遇到不明障碍物时，停止作业，应避开障碍物。钻孔过程中遇到流砂层时应采用泥浆或套管护壁，防止塌孔。锚筋应下入1寸水管至离孔底0.3m处，外接高压注浆管进行灌浆，待水泥浆返至孔口后，用注浆塞或注浆袋封堵孔口，浆液终凝收缩后应及时补浆。预应力锚杆锚固体及腰梁的强度均达到设计要求后，方可进行张拉锁定。

4.4 喷射混凝土质量保障

混凝土喷射作业阶段，需要由经验较为丰富的施工人员执行作业，即施工过程中需要保持喷水量的稳定。作业过程中应当由专人进行现场管理，任何问题需要现场直接处理。喷射采用的所有设备需要通过定期检查，保证设备能够稳定进行喷射。喷射阶段需要采用厚度标记控制喷射厚度，出现漏水情况时需要及时疏水并使用速凝剂处理。

4.5 钢筋质量保障

施工过程中使用的所有钢筋均必须通过正规途径购入，并通过现场检测保证钢筋符合施工质量要求。箍筋作业过程中不仅需要明确只数以及钢筋间距，同时施工过程中任何参数修改均需要及时交底。钢筋和锚头固定时需要严格按照作业标准进行，且连接完成后应当由现场监管人员进行检测，保证连接稳定性。

4.6 混凝土质量保障

混凝土施工作业过程中，所有施工人员均需要了解混凝土施工的相关要求，严格按照规范施工，其中温度25℃以上时运输时间不应超过90min，25℃以下时不超过120min；混凝土掉落高度不应超过2m；混凝土浇捣12h后需要浇水养护，养护需要达到7d以上；混凝土当成浇筑厚度需要达到30cm以上，振捣作业时插入深度应当达到5cm。

4.7 工程成品质量保障

钢筋工程完成后需要及时清理边缘区域，焊接部分需要采用合理防腐措施进行防腐处理。混凝土工程施工完成后，考虑雨季影响需要通过覆盖等措施，避免降水对混凝土工程造成影响。施工完成后需要通过现场定点监控，保证施工现场安全。土方开挖过程中机械与支护结构距离需要保持在30cm以上，不适宜使用机械施工的区域需要人工作业。

5 结语

针对深基坑施工工程本身的安全以及质量需求，通过本文所述案例工程的实际分析，深基坑施工过程中首先必须对地表的沉降以及位移等情况进行更为有效的管控，避免深基坑施工造成较为严重的环境影响。此外，深基坑施工过程中应当对基坑本身的安全性以及稳定性进行更为有效的保障，避免基坑施工过程中出现坍塌等情况。除施工过程中需要对工程进行积极管理外，深基坑工程完成后同样需要对成品的长期安全进行系统性管理。