深基坑支護開挖方案的研究
——以洪灣舊村改造項目01號地塊為例

曾卓成

廣東省地質(zhì)工程公司 廣東 廣州 510080

挖掘深度超過5m的基坑即為深基坑，根據(jù)當(dāng)前建筑行業(yè)的發(fā)展需求，很大一部分建筑工程均需要使用深基坑支護方式實現(xiàn)工程的支護保障。深基坑在施工過程中普遍存在施工方案較為復(fù)雜的問題，而施工過程中任何控制不當(dāng)?shù)那闆r均可能導(dǎo)致安全風(fēng)險出現(xiàn)。因此深基坑在施工過程中不僅需要根據(jù)工程的實際情況確定更為合理的施工方案，本文以洪灣舊村01地塊改造項目深基坑施工工程為對象，對深基坑施工方案確定以及施工質(zhì)量控制等進行了分析。

1 工程概況

1.1 工程簡介

本文案例工程為洪灣舊村的01地塊，為該地塊的舊村改造項目。該項工程位于珠海市香洲區(qū)南屏鎮(zhèn)洪灣村北側(cè)，東西兩側(cè)分別為洪灣涌以及山體。工程西北角存在民房建筑，民房中距離基坑最近的距離僅為17.23m，北側(cè)在建項目最近距離則為5m，東側(cè)以及東南側(cè)村道最近距離為4m，即該方案整體而言深基坑施工對周圍建筑存在影響的可能。

1.2 施工方案分析

施工方案選擇方面，案例工程計劃：①使用1931根Φ800@600止水?dāng)嚢铇?，預(yù)計施工周期25d；②使用6278根Φ800@600坑底加固攪拌樁，預(yù)計施工周期30d；③工程1-1以及12-12剖面使用φ800@1000灌注樁，13-13剖面使用φ800@1200灌注樁，2-2至6-6以及14-14剖面使用φ1000@1200灌注樁，工程灌注樁共計993根，1-1至5-5剖面預(yù)計施工周期30d，12-12至14-14及6-6剖面預(yù)計施工周期40d；④使用954根預(yù)應(yīng)力錨索，錨索分為兩層，第一層714根，第二層240根，第一層預(yù)計施工周期30d，第二層預(yù)計施工周期10d；⑤冠梁預(yù)計基坑開挖0.8m后開始施工，工程土方量預(yù)計46546m3，計劃挖掘時間17d，梁體施工總周期34d，其中冠梁等待周期至少7d，冠梁以及腰梁預(yù)計使用早強混凝土；⑤預(yù)計挖掘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 工程重難點分析

2.1 鉆孔灌注樁

施工區(qū)域普遍為素填土以及淤泥質(zhì)土，較為松散的土層總量較大且厚度較深。針對上部填土層，工程采用下鋼護筒護壁技術(shù)保護成孔效果；針對中間層存在的淤泥質(zhì)土工程采用優(yōu)質(zhì)泥漿進行填充保護，使得孔壁的穩(wěn)定性能夠得到較為有效的保障。由于灌注樁施工過程中防止砂層孔壁坍塌，因此灌注樁施工過程中灌注孔內(nèi)部液面必須高于地下水液面，并必須對泥漿的比重以及含砂率等進行實時的監(jiān)測以及有效的控制。此外，預(yù)計采用的措施無法達到預(yù)計效果的情況下，本項工程同樣設(shè)計了備用方案，使得灌注樁施工質(zhì)量能夠得到更為有效的控制?？紤]到工程灌注樁總量相對較多，且施工的周期較短、施工壓力較大，因此在施工作業(yè)中考慮使用旋挖樁機施工進行穩(wěn)定處理。

2.2 止水?dāng)嚢铇?/h3>

根據(jù)工程施工方案，攪拌樁的位置在支護樁外側(cè)，起阻斷外部地下水流入深基坑內(nèi)的作用，因此攪拌樁施工過程中質(zhì)量控制的重點以及要點在于對攪拌樁相關(guān)參數(shù)進行有效控制，包括攪拌樁的用漿總量、水灰比、下沉以及上升速度、樁體垂直度等。施工過程中，需要嚴格控制樁機的位置使得攪拌樁施工過程中樁體的垂直度及咬合效果能夠得到較為有效的控制。樁機作業(yè)時首先必須保證所處位置場地平整且地基能夠滿足樁機作業(yè)的需求，樁機機架部分需要使用兩個吊錘對樁機的狀態(tài)進行有效控制。攪拌樁施工區(qū)域，需要沿中心線每10m設(shè)置控制樁，并采用全站儀等進行現(xiàn)場監(jiān)測。攪拌樁施工過程中必須由質(zhì)量監(jiān)測人員全程進行現(xiàn)場監(jiān)測，且施工過程中需要嚴格按照設(shè)計要求使用水泥等材料。

2.3 坑底加固攪拌樁

加固攪拌樁施工的難點包括：①加固攪拌樁樁頂位置過高或過低均可能對加固攪拌樁的質(zhì)量造成影響；②加固攪拌樁施工的總體深度相對較深；③根據(jù)施工方案加固攪拌樁需要采用格柵布局，而格柵布局對加固攪拌樁距離控制要求較高。針對施工實際難點，施工過程中需要根據(jù)現(xiàn)場測量的結(jié)果確定攪拌樁的空樁段長度，以此實現(xiàn)對加固攪拌樁樁頂?shù)挠行Э刂?。工程使用GPP-5E及JB20I深層樁機進行施工作業(yè)，該類型樁機施工深度能夠達到25m，能夠有效滿足加固攪拌樁施工的相關(guān)需求。施工樁機機架正交兩個方向均需要使用吊錘進行控制，攪拌樁施工區(qū)域，需要沿中心線每10m設(shè)置控制樁，并采用全站儀等進行現(xiàn)場監(jiān)測，對受到破壞的位置需要人工進行復(fù)核[2]。

2.4 擴大頭預(yù)應(yīng)力錨索

預(yù)應(yīng)力錨索施工過程中，難點主要在于：①一次注漿作業(yè)完成后，漿液可能出現(xiàn)滲透或硬化等情況，因此注漿孔表面漿液位置可能下降；②二次注漿過程中漿液的壓力不足，使得錨固定的整體膨脹率無法滿足要求，進而導(dǎo)致錨的固定性無法滿足設(shè)計需求；③二次注漿時間不當(dāng)，導(dǎo)致漿液無法有效深入土體；④地下水可能出現(xiàn)上涌等情況；⑤地下水較為豐富的地區(qū)注漿總量不足可能導(dǎo)致錨頭部分出現(xiàn)漏水。針對施工實際難點，施工過程中，首先一次注漿完成后通過補漿降低滲漏等影響，二次注漿則將壓力控制在1.5MPa到2.5MPa范圍內(nèi)，一次以及二次注漿時間需要相隔10h到12h左右。施工過程中通過使用雙套筒對孔內(nèi)進行保護，并預(yù)留注漿管對漏水部分進行補漿[3]。

2.5 土方施工

工程石方以及土方挖運的總量較多，且土方挖運的影響因素相對較多。施工區(qū)域降水總量較多且降水周期較長對土方挖運能夠造成一定影響，施工區(qū)域軟逆甚至流塑狀土壤直接影響土方的運輸，挖掘位置選擇不當(dāng)同樣影響到土方運輸?shù)陌踩?，棄土場是否合理對土方存在以及運輸能夠形成影響，支護結(jié)構(gòu)以及排水措施同樣能夠影響土方運輸。針對土方運輸過程中實際存在的問題，施工過程中首先需要避免雨季施工，雨季必須施工的情況下則需要完善現(xiàn)場防雨措施。土方運輸過程中需要挖掘石方搭建臨時道路滿足運輸需求，工程棄土場距離施工現(xiàn)場較近。施工在保證支護安全的情況下，采用多臺挖掘設(shè)備同時施工，以此縮短施工時間。

3 施工質(zhì)量保障措施

3.1 質(zhì)量目標要求

案例工程需要滿足珠海市優(yōu)良樣板工程標準，施工按照國家、廣東省以及珠海市的相關(guān)要求執(zhí)行。工程要求所有子項目合格率達到100%、優(yōu)秀率達到95%以上，施工過程中所有質(zhì)量相關(guān)的資料必須完整保存并提供，觀感角度工程的子項目優(yōu)秀率同樣需要達到95%以上。

3.2 全面全過程質(zhì)量管理

案例工程施工過程中需要進行全面以及全流程的質(zhì)量控制。根據(jù)工程質(zhì)量要求，案例工程需要滿足ISO9001質(zhì)量標準，施工過程中以項目經(jīng)理為核心，建立專門管理機構(gòu)對施工進行管理。根據(jù)全面管理的要求，工程需要形成“橫到邊、縱到底”的質(zhì)量管理系統(tǒng)。即質(zhì)量全面管理過程中：①施工過程中需要以“質(zhì)量第一”為基礎(chǔ)要求完成所有子項目施工；②根據(jù)用戶以及業(yè)主的需求，工程質(zhì)量必須滿足對應(yīng)的質(zhì)量要求；③工程施工過程中，以事前控制為主完成質(zhì)量的有效控制；④全面管理需要通過全過程、全員、全方位管理實現(xiàn)；⑤工程通過數(shù)據(jù)監(jiān)控滿足質(zhì)量管理的有效性需求。其中全流程質(zhì)量控制，要求以“兩級”交接制度為基礎(chǔ)，通過事前控制使得全流程管理能夠充分實現(xiàn)[4]。

3.3 質(zhì)量保障體系

案例工程在質(zhì)量管理方面通過建立質(zhì)量管理體系，嚴格按照ISO9001質(zhì)量標準進行質(zhì)量控制，推行全面質(zhì)量管理等措施進行工程質(zhì)量的全面保障。案例工程的質(zhì)量保障體系包括思想保障、組織保障以及質(zhì)量保障三部分：思想保障一方面要求以質(zhì)量保證為工程施工的基礎(chǔ)要求，另一方面要求加強施工的質(zhì)量安全以及質(zhì)量技術(shù)保障的教育，并在施工作業(yè)過程中保證施工單位品牌戰(zhàn)略以及培訓(xùn)戰(zhàn)略的相關(guān)需求。組織保障需要首先建立包含生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)量、物資、后勤在內(nèi)的保障體系，通過明確各級的領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任，并采用科學(xué)管理措施進行質(zhì)量管理。質(zhì)量保障則要求施工過程中需要嚴格按照質(zhì)量標準進行施工質(zhì)量檢測，保障工程質(zhì)量。

3.4 施工材料質(zhì)量管理

施工過程中計劃通過下述措施完成材料的購買以及材料的質(zhì)量管理。

（1）由于施工過程中部分材料儲藏時間相對較短，因此材料購買過程中應(yīng)當(dāng)避免單次購入材料總量過多，而應(yīng)當(dāng)嚴格根據(jù)施工的計劃購買材料，使得材料使用階段的質(zhì)量能夠得到充分保證。（2）所有材料入場時必須提供該批次材料的檢測合格證書，提前加工材料則需要提供加工件的檢測合格證書。材料以及加工件入場后，材料需要進行抽檢，加工件則需要進行工程現(xiàn)場的再次檢測。（3）所有材料入場后需要嚴格按照標準標注材料的類型、型號以及生產(chǎn)時間、允許使用時間等，便于材料的使用避免誤用等情況出現(xiàn)。（4）工程購入的所有材料均必須為符合國家九大類建材標準的材料。

3.5 質(zhì)量檢查管理

工程質(zhì)量檢查要求：

（1）施工質(zhì)量檢測需要通過自檢、互檢以及交接檢測等措施，通過逐級檢測能夠保證工程質(zhì)量檢測的有效性，任何質(zhì)量問題均需要及時返工。（2）質(zhì)量檢測過程中需要嚴格按照質(zhì)量標準等級劃分標準進行判定，即施工檢測不僅需要明確是否合格，同時需要明確質(zhì)量等級。（3）施工檢測需要嚴格根據(jù)施工質(zhì)量標準以及施工質(zhì)量要求進行，即施工過程中存在的任何問題均需要得到及時的處理。（4）在隱蔽工程檢測過程中，所有隱蔽工程施工完成后必須直接進行工程質(zhì)量的檢測，隱蔽工程檢測合格后才能夠進行下一階段的施工。（5）施工過程中所有文件以及合同等全部需要完整保留，交接過程中則應(yīng)當(dāng)按照工程相關(guān)要求進行完整交接[5]。

3.6 工序自檢

工程所有工序施工完成后均需要進行自檢，自檢過程中確定的問題應(yīng)當(dāng)直接處理，案例工程的自檢要求為：

（1）工序施工質(zhì)量檢測過程中，本工序的施工人員應(yīng)當(dāng)按照工程要求進行工程質(zhì)量的檢測。（2）工序施工質(zhì)量自檢同樣需要采用全流程檢測管理的模式，即工序施工過程中各個流程均應(yīng)當(dāng)進行質(zhì)量檢測，且質(zhì)量檢測應(yīng)當(dāng)形成較為完整的記錄文件。（3）自檢過程中包括材料在內(nèi)全部需要納入自檢范圍，即工序自檢需要進行系統(tǒng)性檢測。

4 子項目質(zhì)量保障措施

4.1 灌注樁質(zhì)量保障

針對灌注樁施工過程中可能存在的問題，需要通過如下措施進行處理。使用隔水塞避免堵管，并通過保障混凝土供給縮短施工時間；保障密封圈質(zhì)量并定期檢查，避免漏水；使用墊塊以及雙吊環(huán)保證鋼筋籠居中；控制灌注速度，避免鋼筋籠浮動；合理應(yīng)用護筒避免塌孔；使用優(yōu)質(zhì)泥漿避免縮徑。

4.2 攪拌樁質(zhì)量保障

攪拌樁施工時，樁位偏差需要控制在5mm以內(nèi)，樁機需要使用吊錘將垂直度偏差控制在1%以內(nèi)。施工過程中需要對土層進行分析，根據(jù)土層確定推進參數(shù)，攪拌過程中攪拌頭偏差需要控制在10mm以內(nèi)，且需要及時更換。施工時鉆進需要采用快檔，提升需要采用慢檔，即提升速度需要控制在每分鐘80cm以內(nèi)。

4.3 擴大頭預(yù)應(yīng)力錨索質(zhì)量保障

測放孔位，并做好標記，孔位應(yīng)注意避開地下管線。選用全液壓專用錨桿鉆機或XY-1型工程鉆機施工，按設(shè)計要求調(diào)整好轉(zhuǎn)桿的傾斜角，用羅盤監(jiān)控傾角，遇到不明障礙物時，停止作業(yè)，應(yīng)避開障礙物。鉆孔過程中遇到流砂層時應(yīng)采用泥漿或套管護壁，防止塌孔。錨筋應(yīng)下入1寸水管至離孔底0.3m處，外接高壓注漿管進行灌漿，待水泥漿返至孔口后，用注漿塞或注漿袋封堵孔口，漿液終凝收縮后應(yīng)及時補漿。預(yù)應(yīng)力錨桿錨固體及腰梁的強度均達到設(shè)計要求后，方可進行張拉鎖定。

4.4 噴射混凝土質(zhì)量保障

混凝土噴射作業(yè)階段，需要由經(jīng)驗較為豐富的施工人員執(zhí)行作業(yè)，即施工過程中需要保持噴水量的穩(wěn)定。作業(yè)過程中應(yīng)當(dāng)由專人進行現(xiàn)場管理，任何問題需要現(xiàn)場直接處理。噴射采用的所有設(shè)備需要通過定期檢查，保證設(shè)備能夠穩(wěn)定進行噴射。噴射階段需要采用厚度標記控制噴射厚度，出現(xiàn)漏水情況時需要及時疏水并使用速凝劑處理。

4.5 鋼筋質(zhì)量保障

施工過程中使用的所有鋼筋均必須通過正規(guī)途徑購入，并通過現(xiàn)場檢測保證鋼筋符合施工質(zhì)量要求。箍筋作業(yè)過程中不僅需要明確只數(shù)以及鋼筋間距，同時施工過程中任何參數(shù)修改均需要及時交底。鋼筋和錨頭固定時需要嚴格按照作業(yè)標準進行，且連接完成后應(yīng)當(dāng)由現(xiàn)場監(jiān)管人員進行檢測，保證連接穩(wěn)定性。

4.6 混凝土質(zhì)量保障

混凝土施工作業(yè)過程中，所有施工人員均需要了解混凝土施工的相關(guān)要求，嚴格按照規(guī)范施工，其中溫度25℃以上時運輸時間不應(yīng)超過90min，25℃以下時不超過120min；混凝土掉落高度不應(yīng)超過2m；混凝土澆搗12h后需要澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護需要達到7d以上；混凝土當(dāng)成澆筑厚度需要達到30cm以上，振搗作業(yè)時插入深度應(yīng)當(dāng)達到5cm。

4.7 工程成品質(zhì)量保障

鋼筋工程完成后需要及時清理邊緣區(qū)域，焊接部分需要采用合理防腐措施進行防腐處理?；炷凉こ淌┕ね瓿珊?，考慮雨季影響需要通過覆蓋等措施，避免降水對混凝土工程造成影響。施工完成后需要通過現(xiàn)場定點監(jiān)控，保證施工現(xiàn)場安全。土方開挖過程中機械與支護結(jié)構(gòu)距離需要保持在30cm以上，不適宜使用機械施工的區(qū)域需要人工作業(yè)。

5 結(jié)語

針對深基坑施工工程本身的安全以及質(zhì)量需求，通過本文所述案例工程的實際分析，深基坑施工過程中首先必須對地表的沉降以及位移等情況進行更為有效的管控，避免深基坑施工造成較為嚴重的環(huán)境影響。此外，深基坑施工過程中應(yīng)當(dāng)對基坑本身的安全性以及穩(wěn)定性進行更為有效的保障，避免基坑施工過程中出現(xiàn)坍塌等情況。除施工過程中需要對工程進行積極管理外，深基坑工程完成后同樣需要對成品的長期安全進行系統(tǒng)性管理。