关于临江的深基坑直呼的措施及出现流沙等突发事件的治理措施.docx

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关于临江的深基坑直呼的措施及出现流沙等突发事件的治理措施

临江边的深基坑支护的施工

出现流沙等突发事件的治理措施

一、工程概况

硚口金三角项目C地块位于武汉市硚口区月湖桥附近，南临沿江大道与汉江，北靠轻轨一号线，东临宝丰路月湖桥，西侧为城市规划绿化用地。

该工程总建筑面积为108665㎡，地下建筑面积为25006㎡，设置2层地下室，基坑周长约450米，单层建筑面积为12503平方米，基坑大面积开挖深度为7.95m~8.25m，核心筒局部开挖深度5.1m。

C地块基坑支护底边线北侧离用地红线最近约为15m；南侧用地红线最近约为20m；东西两侧较为空旷；东侧为未施工的A区、B区。

C区场区内除废除的自来水管外，无其它管网分布。

本工程的深基坑安全等级南北向为一级，东西向为二级。

其深基坑支护为南北向采用桩锚支护（钻孔灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕），东西向采用分级放坡喷锚支护。

桩锚支护形式

放坡喷锚支护形式

二、工程地质条件

在场区最大勘探深度范围内，根据钻探资料、土工试验及原位测试成果，拟建场区在拟建场地内除表层为杂填土（Qml）外，其下为第四纪全新统湖积（Q4l）、冲积物（Q4al）和冲洪积物（Q4al+pl），基岩为志留系的泥质粉砂岩（S2）。

根据年代、成因、土层结构特征及强度上的差异，场地自上而下可分为5个地质单元。

其中④层和⑤层又分为三个亚层，各岩土层单元特征详见“岩土层性质特征描述表”。

岩土层性质特征描述表

年代

成因

层号

名称

层面

标高

（m）

厚度

范围

（m）

土层性质

野外特征

压

缩性

空间

分布

颜色

状态

湿度

Qml

①

杂填土

-

1.0

～

7.4

杂

松散

湿

上部主要为拆迁后剩下的砖渣、混凝土块等建筑垃圾组成，最大块径约50cm,含量约占70%，局部还分布有建筑基础，结构松散，力学性质差，局部地段底部分布有淤泥，有腥臭味，填埋时间小于10年。

不均

全场

分布

Q4l

②-1

淤泥质粉质粘土

1.2

～

4.7

1.0

～

4.6

灰黑

软塑

～

流塑

饱和

土质软，易变形，略有腥臭味。

高

局部

分布

Q4al

②-2

粉质

粘土

1.0

～

7.8

3.0

～13.3

黄褐

～

灰褐

可塑

饱和

土质较均匀，切面较光滑，含少量铁锰氧化物及灰白色高岭土条纹。

中偏高

全场

分布

Q4al

③

粉质

粘土

夹粉土

8.9

～

16.3

1.5

～10.2

灰褐

软塑

～

流塑

饱和

以粉质粘土为主，土质偏粉，夹层状粉土，局部夹薄层状粉砂，含少量白云母片。

中偏高

全场分布

Q4al+pl

④-1

粉砂夹

粉质

粘土

13.6

～

20.7

2.0

～

13.2

灰褐

～

青灰

松散

流塑

饱和

以粉砂为主，夹层状的呈软塑-流塑状粉质粘土，呈韵律状分布，局部夹少许粉土。

中

全场分布

④-2

粉细砂

18.7

～

29.8

10.7

～22.6

青灰

中密

饱和

砂粒较均匀，含有较多的云母、石英，局部夹薄层状粉土，局部地段含有中砂成份。

中偏低

全场

Q4al+pl

④-3

中砂

37.0

～

43.8

5.0

～12.4

青灰

密实

饱和

以中砂为主，局部夹有少量的粗砂，底部常分布有厚约0.5m的砾砂及卵砾石，粒径在1-7cm之间，成分为石英质，磨圆度较好。

低

全场分布

S2

⑤-1

强风化

泥质

粉砂岩

44.1

～

51.3

0.0

～

12.3

青灰～灰绿色，结构已大部分破坏，裂隙发育，手掰易碎，浸水后易崩解，局部不均匀夹有呈碎块状的中风化岩芯。

⑤-2

中风化

泥质

粉砂岩

44.6

～

62.8

局部未揭穿

青灰～灰绿色，细粒碎屑结构，块状构造，矿物成分有粘土岩屑、绢云母、石英、方解石及生物碎片等，以泥质胶结为主，岩芯为软岩，局部为钙质胶结，且局部富集有约占85%的方解石矿物成份，岩矿鉴定为含生物及粉细砂屑的粉晶～微晶灰岩，岩芯为硬质岩，饱和单轴抗压强度最大值达到42.9MPa，斜状裂隙较发育，局部裂隙内被白色方解石充填呈脉络状，岩芯呈块状、短柱状及柱状，大部分属软岩，岩体较破碎，基本质量等级为Ⅴ级，采取率约70%，RQD值约50%。

⑤-2a

强风化

泥质

粉砂岩

50.9

～61.5

1.9

～

5.1

青灰～灰绿色，结构已大部分破坏，裂隙发育，手掰易碎，不均匀夹有呈碎块状的中风化岩芯，较⑤-1层含量多，呈透镜体状分布于⑤-2中。

⑤-3

微风化泥质

粉砂岩

59.0

～69.6

未揭穿

青灰～深灰绿色，结构基本未变，仅有少量风化裂隙，矿物成分有粘土岩屑、绢云母、石英、方解石及生物碎片等，以泥质及粉砂质胶结为主，岩芯为较软岩，局部为钙质胶结，且局部富集有约占85%的方解石矿物成份，岩矿鉴定为含生物及粉细砂屑的粉晶～微晶灰岩，岩芯为硬质岩，饱和单轴抗压强度最大值达到47.2MPa，岩芯呈柱状及长柱状，大部分属较软岩，岩体完整，基本质量等级Ⅲ级，岩芯采取率及RQD值均在90%以上。

注：

③和④层状态以原位测试为主，土工测试指标为该两层土中粘性土指标，由于受粉土、粉砂影响，液性指数偏低，压缩性也综合考虑了粉土粉砂的性状。

三、场区水文地质条件

据汉口（武汉关）水文站实测资料，长江武汉段最高洪水位为29.73m（吴淞高程），最低枯水位8.87m，水位升降幅度20.86m。

长江、汉江与其两岸地下承压水有较密切的水力联系，愈靠近长江、汉江江边地段，水位互补关系愈明显。

经分析场区地下水有两类：

一是赋存于①层杂填土中的上层滞水，水量较为丰富；二是赋存在④层的孔隙承压水，2011年4月中旬测得的承压水头绝对标高为15.12m，而基坑底板标高为17.8m，可知基坑不会发生突涌。

四、施工方法

围护钻孔灌注桩施工

围护桩施工采用跳花打法，砼浇筑完毕24h后方可施工相邻桩。

并保证桩长，桩位，桩径满足设计要求。

围护桩的钢筋数量，规格，长度满足设计要求。

主筋搭接长度不小于10d，同一截面接头面积不大于百分之五十，且相临接头错开35d，主筋保护层厚度不小于50mm。

（1）围护桩为钻孔灌注桩，总桩数约为200根，桩径为800mm，桩身砼为C30。

（2）钻孔灌注桩施工采用原浆护壁，反循环成孔施工工艺，水下浇筑砼成桩。

（3）材料检验：

所有用于深基坑支护用的建筑材料均应做常规建材检测，由材料组对每种进场材料进行材质检验，监督分包单位对材料的复试。

到场材料都必须具有符合要求的合格证书，如对到场的材料有所怀疑，可停止使用，直到复试合格方可用于工程，否则勒令退场。

（4）成孔灌桩：

①隔孔施工，在钻机就位之前，对埋设护筒的位置、深度和垂直度进行复核，以确保桩位正确性，成孔时采用隔孔跳跃式流水操作，保证安全距离不小于4d，以防止对邻桩影响。

②确保桩身垂直成孔，垂直度是浇注桩顺利施工的重要条件，因此在钻架就位之后检查机台平整和稳固情况，确保桩身成孔的垂直度。

③控制钻进速度和护壁泥浆指标，控制钻杆钻进速度，应不大于1.00m/min,护壁泥浆相对密度控制在1.2-1.3左右。

清孔时进行泥浆密度复验，相对密度控制在1.15-1.2之间。

④成孔检查，成孔之后对孔径、孔深和沉渣等检测指标进行复验，必须达到设计和施工规范要求后方可进行下道工序的施工。

（5）钢筋笼制作，钢筋笼的制作必须符合设计和施工规范的要求。

对钢筋笼的规格和外形尺寸进行检查，控制偏差在允许范围之内。

下笼时监督施工人员对钢筋笼的焊接过程，必须检查焊接部位箍筋。

钢筋笼入孔后，将吊筋固定，避免灌混凝土时钢筋笼上拱。

（6）混凝土成桩：

①混凝土灌注桩配合比按设计采用C30混凝土，搅拌站由专职试验员负责控制混凝土级别配制工作，加料达到允许偏差范围之内，如遇雨天则对配合比相应调整，严格计量和测试管理，监督按要求制作试块。

②水下混凝土必须具有良好的和易性，控制坍落度在180-200MM之内。

③混凝土灌注过程严格按照工艺规范进行，确保初灌量和导管埋入混凝土的深度不小于2m，灌注时导管不得左右移动，保证有次序地拔管和连续浇灌混凝土直至整桩完毕。

水泥搅拌桩施工

1、施工设备及工序：

（1）施工设备可采用履带式或步履式深层搅拌机，须配备灰浆搅拌机、灰浆泵等配套设施；

（2）施工工序：

定位→预搅下沉→喷浆搅拌上升→重复搅拌下沉→重复搅拌上升→完成移机。

2、施工工艺：

（1）桩机到达标定孔后对中、操平、校正垂直度，测量桩位偏差控制在20mm内，保证塔身与地面成90度，确保桩垂直度误差在0.5%以内；

（2）待深层搅拌机冷却水循环正常后启动搅拌机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉，下沉速度由电机的电流监测表控制，工作电流不应大于10A，预搅时，不宜冲水，当遇到较大硬土层下沉太慢时，可适量冲水，以利钻进；

（3）待深层搅拌机下沉至一定深度时，即开始按预定掺入比和水灰比拌制水泥浆，并将水泥浆倒入备料斗备喷；

（4）搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵，其出口压力保持0.4～0.6mpa，使水泥浆自动连续喷入地基，搅拌机旋喷速度控制在1m/min以内，当提升到达桩设计标高时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实；

（5）为使喷入土中水泥浆与土充分搅拌，重复搅拌下沉，直至设计要求深度。

桩体要互相搭接100mm，以增强整体性和防渗性；

（6）施工完毕，向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗管道中残积水泥浆，同时清除钻头粘附土。

3、施工要点：

1）桩直径￠500，桩间距350ｍｍ。

2）水灰比1：

0.6~0.8的32.5矿渣的水泥浆液，每延米水泥用量不小于50±5kg。

3）喷灰段全程复搅，保证桩身强度均匀。

4）在基坑开挖前粉喷桩的固结龄期不得少于28ｄ。

5）桩身垂直度控制在1%以内，形成的桩排必须整齐排列；

6）搅拌桩是侧壁止水的重要措施，如基坑下部密封不严，将带来严重的水土流失，必须派专人全程跟踪监督、检查施工质量，及时补打因地下障碍等原因引起的缺桩、偏斜过大的桩、认定不能起密封作用的桩。

冠梁与锚杆施工

1、施工流程

2、施工工序

（1）、锚杆布置

锚杆水平每隔2.0m设置。

（2）、锚杆孔测量放线

边坡施工要求边挖边加固，即开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底。

按设计立面图要求，将锚杆孔位置准确测量放线在坡面上，孔位误差不得超过±20mm。

（3）、钻孔

利用φ50mm脚手架杆搭设平台，平台用锚杆与坡面固定，钻机用三脚支架提升到平台上。

锚杆孔钻进施工，搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚杆孔开钻就位纵横误差不得超过±200mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，锚杆与水平面的交角30°。

倾角允许误差为±2.0°。

钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚杆施工不致于恶化边坡的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。

钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。

如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。

（4）、锚杆孔清理

钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。

钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。

除相对坚硬完整之岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。

若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。

处理锚孔内部积聚水体时，采用灌浆封堵二次钻进方法处理。

（5）、锚杆孔检验

锚杆孔钻造结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。

孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚杆孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存在明显飞溅尘碴及水体现象。

同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。

（6）、锚杆体安装

安装前，要确保每根钢筋顺直，除锈、除油污，安装锚杆前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚杆体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢杆长度，计算孔内锚杆长度（误差控制在±50mm范围内），确保锚固长度。

（7）、锚固注浆

注浆采用孔底返浆法注浆。

注浆管要插至距离孔底5～10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出。

实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。

如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。

.

（8）、冠梁制作

冠梁采用C30钢筋砼浇筑，用人工开挖。

采用厚度10cm的C15细石混凝土垫层，施工时严格按照试验室提供配合比配料伴制。

垫层施工完毕后，进行测量放线，根据放线成果进行土模的修整及钢筋、模板的安装，再进行钢筋制作安装，钢筋接头需错开，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m。

浇筑砼后养护天数不少于7天。

冠梁砼整体浇筑完成达到28天强度后方能施工下一步土方开挖。

五、流砂等突发事件的治理措施

在基坑土方开挖过程中，基坑支护BC段即桩锚支护与喷锚支护相交处出现透水、流砂现象。

1、原因分析

1）本场地原为老城区，地下管网老化，普遍存在管网漏水现象，加之此部位为喷锚支护形式，水泥搅拌桩止水帷幕未在此处形式闭合，产生透水现象。

2）根据地质勘察报告，此处为原勘察点B25、B35，其范围内表明此表层存在约1～2m厚淤泥质粉质粘土；现有实际情况有所偏差，此处有5～6米厚淤泥质粉砂及粉砂层，由于开挖土方过程中产生漏水现象，该土层有些已掏空。

2、治理措施

对于深基坑施工中出现流砂现象，业主组织设计院、监理单位、施工单位对其进行现场实地观察。

经观察现场情况并结合地质勘察报告，将此处基坑支护加固形式为土钉墙形式，并采用搅拌桩加固上部软弱土层，结合微型钢管桩、钢花管注浆加固便道下方可能已掏空土体的支护形式。

放坡搅拌桩隔栅大样图

3、施工方法

施工流程;

回填土修筑可靠坡顶搅拌桩施工场地→水泥土搅拌桩加固坡体施工→设置坑顶排水沟→土钉墙分层分段施工（土方开挖→修坡→锚杆成孔、制锚、注浆→焊接加强筋，固定钢筋网→喷射混凝土护面

土钉墙施工工艺

1、土钉施工注意事项

⑴、采用采用钢花管直接击入工艺，当施工过程中土钉碰到不明障碍物时需及时查明原因，适当调整土钉击入角度，不能盲目施工。

⑵、注浆采用一次孔底注浆工艺，浆液采用32.5R普通硅酸盐水泥制备纯水泥浆，水灰比0.45～0.50，强度M20，注浆压力0.4～0.6Mpa，要求每米注浆水泥用量不小于30kg；注浆3小时内及时补浆，确保孔内浆液饱满；为提高注浆体早期强度，宜添加适量早强剂或减水剂；

⑶、成孔间距及成孔深度允许偏差±100mm，成孔直径允许偏差±10mm，倾角允许偏差±3％；

⑷、施工前，土钉应做抗拔实验，得到土钉的极限承载力。

2、挖土的注意事项

⑴、上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后，方可开挖下层土方及下层土钉施工。

⑵、基坑开挖自上而下进行，每层土钉为一个开挖层，每层开挖深度应在该层土钉下0.5m范围内，及时支护，严禁超挖。

⑶、机械开挖时，应需预留一定厚度（20～30㎝）的保护层，用人工修整坡面。

3、喷射混凝土的注意事项

⑴、喷射混凝土作业应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度为30mm,第二次为70mm（喷锚部分）或70mm（护坡部分）。

⑵、喷射时，喷头应尽量与受喷面垂直，距离宜为0.6～1.2m。

⑶、在土钉部位，应先喷土钉下方，再喷土钉上方。

⑷、喷射时应控制好水灰比，保持混凝土表面平整、湿润光泽、无干斑及滑移流淌现象。

⑸、喷射混凝土的其它要求可参照《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）和《喷射混凝土施工技术规程》（YBJ226-91）。

4、钢筋网施工的注意事项

⑴、钢筋网应与土钉和其它锚固装置连接牢固，喷射混凝土时钢筋网不得晃动。

⑵、钢筋网的搭接长度为300mm。

土钉端部锁定大样

钢管大样

微型桩施工工艺

微型桩采用：

直径为114mm，壁厚3毫米的钢。

搅拌桩达到70%强度后，采用钻机成孔，成孔直径为150mm插入钢管后并灌浆形成微型桩。

微型桩注浆材料采用M20纯水泥浆，插筋时应按设计要求选用材料和定位。

钢筋和钢管外露搅拌桩面长度为120mm，钢管垂直度控制在1%。

六、实施效果

本工程实例发现临江边的深基坑采用桩锚支护与放坡喷锚支护相结合形式还是成功的，且较为经济。

基坑施工过程中、未出现过基坑安全问题，但受地质条件影响存在一定的局限性。

因雨季汛期影响，基坑土方施工至基础结构封顶、土方回填工程等整体施工周期需在非汛期期间，一般为10月中旬到下年4月底，对于地下单层面积较大工程，工期特别紧张。