超过负十米的深基坑SM工法桩支护管控要点
2015-08-24
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核心提示：随着社会经济的不断发展，地下深基坑设计越来越多地出现，且不断向基坑更深、基底面积更大等方向发展。SM工法桩支护施工工艺是目前比较成熟、相对可靠的的施工方法，但在施工过程中，存在造价大、工期较长、施工不便等因素，对项目的整体目标实现影响很大。本文试着总结在工法桩施工过程中管理的要点、难点，以便将其对项目的目标影响降至较低水平。
去年在上海参与的三个项目中，因土质条件及车位因素等，均有超过10米的深基坑。且周边有地铁、管线等影响。在管理过程中，逐步积累、整理了一些管控措施及要点，本文主要针对基坑施工不同阶段进行重点梳理、分析，仅供基坑施工参考。
SM工法桩的定义：SM工法桩是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。后期在各连续墙体之上浇筑钢筋砼地梁，并在整个基坑中网形布置地梁，形成一道或一道以上地梁网的支护方式。
工法桩支护的整体管控原则：
（1）整体安全性。
（2）节约造价。
（3）缩短工期。
下面对施工各阶段管控重点进行分析、梳理。
一、设计阶段
（1）尽量缩小基坑面积，以便减少H型钢用量，节约成本。原则上应在底板外侧10-50厘米内。
（2）合理布置支撑梁设置，在节约成本的基础上，考虑后期在不拆除或少拆除支撑梁即可进行地库施工。
（3）尽量设置一层支撑梁，可适当调整支撑梁标高，以便大幅度提高进度，节约工期。
（4）设置支撑梁时，必须确定挖土方案后设置栈桥。若不设置栈桥，将会对工期造成较大影响。栈桥的设置应结合周边道路和土方开挖情况，一般应设置1-2个栈桥。
（5）降水方案优先设计沉压井，在进行工法桩施工时同时进行降水施工。降水工期一般在30天以上，在基坑内和基坑外各设置一个降水观测井，进行降水观测。在电梯井、集水井等坑中坑部位，为避免后期开挖时出现流沙、坍塌等情况，在每个坑中坑中增加一口降水井。
二、支护施工阶段
（1）基坑周边建筑物，需确定要观测的点位。在开挖前做好周边观测原始数据记录。地上建筑物需检查开挖前是否有裂缝、倾斜等。以便原始数据与开挖后变形数据进行对比。最好进行影像记录。
（2）探明周边地下管线，做好道路、下水道、电缆管井、电信管井等摸排工作，做好沉降标识，观测原始数据。
（3）基坑周边建筑及管线沉降观测均须选择有资质的第三方观测机构实施。在实施前做好详细的观测方案，选择合适的报警数据。
（4）在钻孔完毕后尽快对支撑梁以上的土方进行卸土，以便节约时间。
（5）在钻孔的同时进行支撑梁和格构柱的交叉施工。
（6）控制好水泥掺量，形成足够的强度和止水帷幕。
（7）合理安排几台钻孔机械的施工，尽量避免形成冷缝。在必须有冷缝时，应在接缝处外部补打三根灌注桩，与原桩搭接10cm以上。
（8）在临边的电梯井、集水井等处，设置双排的钻孔桩，以便增加此部位开挖后的土压力。必要时可以设置钢板桩。
三、土方开挖阶段
（1）开挖后及时观察土质情况，遇淤泥质土或流沙土时，可采用石灰搅拌和在垫层下铺设竹排方式。
（2）开挖时，基坑中需要保持大量的挖机不间断挖土及整平，有一定工作面后，马上进行垫层施工，以免造成土体变形、起拱。。
（3）支撑梁凌空后马上进行基坑围护，设置专门行人通道至基坑，禁止人员从支撑梁通行。
（4）查找四壁是否有漏水点，及时进行化学注浆堵漏或导流。
（5）密切关注沉降点的水平和竖向位移情况，有报警点时及时处理。
（6）在基坑四周设置环通的排水沟，优先设置明排水沟。在土质较差时，可以设置暗排水沟，以粒径较大的石子铺设在沟中。
（7）遇有阴雨天气，必须不间断进行明水抽水工作，不得时坑中较长时间积水。以免引起坑底土体变形。
（8）土方开挖后，及时对型钢进行倾斜观测，遇有变形较大时，设置型钢斜抛撑。
（9）土方开挖过程中，及时对周边建筑物及管线进行观测，遇有变形较大时立即处理，必要时须停工处置，并适当回填土。
四、主体施工阶段
（1）基础底板采用赶工措施，底板浇筑后紧接着进行传力带的浇筑。分散型钢的荷载。
（2）负二层施工后，外墙防水采用赶工措施。防水完毕后，回填措施可考虑回填黄沙，掺有水泥的泥浆等，以便提高进度。
（3）回填完毕立即进行换撑带的施工，换撑带可采用钢筋砼板，中间间隔留设300mm×300mm预留洞口，以便后期进行回填。
（4）换撑带达到80%强度时，可对支撑梁进行拆除，一般采用多台机械同时拆除。不影响负一层施工的地方，可分期拆除。拆除支撑梁时，一般应在结构面砼强度达到80%时方可上机械操作，且下层模板不得拆除。
（5）拆除后及时清运垃圾，尽早进行负一层施工。
五、回填土及拔除型钢阶段
（1）负一层浇筑后优先进行外墙防水施工，及时回填土，土方应分层夯实。
（2）回土后浇水沉降土方，观测点正常后进行型钢拔除。因型钢租赁费用较贵，一般采用多台机械不间断施工。
（3）拔除型钢后，每日进行周边观测点观测，持续2周以上。
（4）结合外场管网图，对影响外场管线的支撑梁进行破除。不影响管线的可以不予破除。
（5）型钢租赁应在合同中进行规定，一般应为第一根型钢拔除后租期结束。
六、应急处理措施
（1）基坑发生隆起时，及时降低水位或用砼压填。坑中坑浮起时用重铁压住。
（2）型钢发生位移或倾斜时，设置斜抛撑。拆除支撑梁时型钢位移较大的，设置斜抛撑。
（3）周边管线位移较大时，适当进行压密注浆。
（4）流沙、管涌时降低水压后及时用快干水泥封堵。
（5）设置信息化观测队伍，及时通报周边位移变形情况。
（6）在侧壁渗水比较严重，注浆无法解决时，应采用适当的倒流措施。
七、其他注意点
（1）资料记录，因支护工程大都为隐蔽工程，因此在施工过程中，必须做好真实详尽的资料记录。特别是多做影像资料记录。以便在将来能够及时追溯。
（2）在施工的各阶段，需多要求设计单位及时现场验收以及查看。及时解决出现的技术问题。
（3）砂浆及砼需做好真实的试块记录，满足强度要求时方可进入下一阶段施工。
（4）合理控制水灰比，避免强度过大或过小。
（5）型钢下插前，应涂满机油，以便拔出。若型钢下插不下时，应反复下插，以达到设计标高，此过程中用线锤控制型钢的垂直度。
八、成桩阶段一些技术措施
（1）水泥品种需按设计要求，控制水泥浆液的水灰比、水泥掺入比。
（2）施工的关键在于如何保证桩身的强度和均匀性。在施工中应加强对水泥用量和水灰比的控制，确保泵送压力。
（3）采用2搅2喷施工方法，根据钻头下沉和提升二种不同的速度，注入土体搅拌均匀的水泥浆液，确保水泥土搅拌桩在初凝前达到充分搅拌，水泥与被加固土体充分拌和，以确保搅拌桩的加固质量。
（4）按水灰比拌制水泥浆液，搅拌桩采用设计水泥品种，每次投料后拌合时间不少于1min，配制好的水泥浆液输送至储浆罐为三轴搅拌设备连续供浆。
深基坑的关注点比较多，本文仅从建设单位角度，侧重于成本和工期管控，对施工各阶段甲方需要重点关注的几点作简单总结。行文较为简洁，如有不妥之处，请各位领导斧正。
参考文献：
[1]《建筑基坑工程监测技术规程》(GB50497-2009).
[2]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002).
[3]《上海市深基坑工程管理规定》沪建交{2006}105号文.
[4]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99中国建筑科学研究院.
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