深基坑工程支护结构施工技术.docx
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深基坑工程支护结构施工技术
深基坑工程支护结构施工技术
1一般规定
1.1支护结构常见的有灌注桩、钢板桩等类型桩构成的排桩墙、水泥土桩墙、SMW工法桩、锚杆及土钉墙、地下连续墙、钢或混凝土支撑系统等。
1.2施工前应查明施工区域内详细的工程地质情况，包括地层厚度及其组成,仔细了解软土层分布范围、土体含水量和有机物含量，应确保降水系统正常工作。
同时熟悉设计图纸及周围环境，并编制施工方案。
1.3在含水地层范围内的排桩墙支护基坑，应有确实可靠的截水措施，确保基坑、邻近构筑物及正在运行设备设施的安全。
基坑开挖后，排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝土护面、砖砌等处理方法，当桩间渗水时，应在护面设泄水孔。
当基坑面在实际地下水位以上且土质较好，暴露时间较短时，可不对桩间土进行防护处理。
1.4深基坑群的异种排桩接口部位应严格按照设计的细部构造节点施工，以形成整体支撑受力体系。
1.5排桩墙支护的基坑，开挖后应及时支护，每一道支撑施工应确保基坑变形在设计要求的控制范围内。
1.6支护结构的施工，应考虑对周围环境的保护要求，主要内容有：
1支护结构施工过程中对邻近建筑物、构筑物、地下管线和正在运行设备设施的影响；
2施工过程中噪音、振动以及废弃泥浆等对居民和市容的影响。
1.7基坑周围不具备放坡条件，地下水位较低或坑外有降水条件，邻近无重要建筑、正在运行的设备设施或地下管线，基坑外地下空间允许锚杆或土钉占用时，可采用锚杆和土钉支护结构围护基坑边坡。
2灌注桩排桩墙施工
2.1施工工艺
各类灌注桩施工工艺相差较大，本规程仅以常用的钻孔灌注桩为例说明灌注桩排桩墙施工工艺。
钻孔灌注桩排桩墙可按以下工艺流程进行施工，见图2.1
图2.1灌注桩排桩墙施工工艺流程
2.2灌注桩桩位偏差、轴线和垂直轴线方向均不宜超过50mm。
垂直度偏差不宜大于0.5%。
2.3钻孔灌注桩桩底沉渣不宜超过200mm；当用作承重结构时，桩底沉渣按《建筑桩基技术规范》JGJ94要求执行。
2.4灌注桩应采取隔桩施工，并应在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工。
2.5非均匀配筋的灌注桩排桩的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时，应保证钢筋笼的安放方向与设计方向一致。
2.6冠梁施工前，应将支护桩桩顶浮浆凿除清理干净，桩顶以上出露的钢筋长度应达到设计要求。
2.7灌注桩的检验标准应符合《建筑地基基础工程施工质量规范》GB50202的相关规定。
3钢板桩排桩墙施工
3.1施工工艺
钢板桩排桩墙可按以下工艺流程进行施工，见图3.1
图3.1钢板桩排桩墙施工工艺流程
3.2钢板桩宜为成品，新桩按出厂标准检验，重复使用的钢板桩应符合表3.2的规定。
表3.2重复使用的钢板桩检验标准
序号
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
1
桩垂直度
％
<1
用钢尺量
2
桩身弯曲度
—
<2％L
用钢尺量，L为桩长
3
齿槽平直度及光滑度
无电焊渣或毛刺
用1长的桩段做通过实验
4
桩长度
不小于设计长度
用钢尺量
3.3钢板桩施打前可在钢板桩的锁口接触面涂刷油脂，以方便拔出。
3.4钢板桩在插、打过程中实时监测垂直度偏差不应超过5%，否则拔起重打。
3.5钢板桩施工有正向、逆向、往复、中分、中和和复合顺序等。
打桩过程中，若已打入的部分群桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打。
若已打入的部分群桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打。
若板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。
3.6钢板桩内支撑因自上而下设置，数量根据设计确定。
3.7打入桩后应及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人检查桩体。
3.8拔桩时应保持钢板桩排桩墙内外侧压力平衡，先回填、再拆内支撑、最后拔桩，以防倒桩。
3.9钢板桩施工允许偏差值宜按照表3.9执行。
表3.9钢板桩施工允许偏差值
序号
项目名称
允许偏差值（mm）
1
轴线偏差
±10
2
桩顶标高
±10
3
垂直度
5%
4水泥土桩墙施工
4.1水泥土墙支护结构指水泥土搅拌桩（包括加筋水泥土搅拌桩）、高压喷射注浆桩所构成的围护结构。
4.2水泥土搅拌桩施工参照执行本规程6.3的规定。
高压喷射注浆桩施工参照执行本规程6.2的规定。
除此以外，尚需满足当地相关施工技术标准要求。
4.3施工工艺
水泥土桩墙可按以下工艺流程进行施工，见图3
图3水泥土桩墙施工工艺流程
4.4水泥土墙采用格栅布置时，水泥土的置换率对于淤泥不宜小于0.8，淤泥质土不宜小于0.7，一般粘性土及砂土不宜小于0.6；格栅长宽比不宜大于2。
4.5水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及截水要求确定，考虑截水作用时，桩的有效搭接宽度不宜小于200mm；当不考虑截水作用时，搭接宽度不宜小于150mm。
4.6水泥土墙采取切割搭接法施工时，应在前桩水泥土尚未固化时进行后序搭接桩施工。
施工开始和结构的头尾搭接处，应采取加强措施，消除搭接沟缝。
4.7深层搅拌水泥土墙施工前，应进行成桩工艺及水泥掺入量或水泥浆的配合比试验，以确定相应的水泥掺入比或水泥浆水灰比，深层搅拌的水泥掺入量应满足设计要求。
4.8高压喷射注浆施工前，应通过试喷试验，确定不同土层旋喷固结体的最小直径、高压喷射施工技术参数等。
高压喷射水泥掺量应满足设计要求。
4.9深层搅拌桩和高压喷射水泥土墙的桩位偏差不应大于50mm，垂直度偏差不宜大于1%。
4.10水泥土桩应在施工后一周内进行开挖检查或采用钻孔取芯手段检查成桩质量，若不符合设计要求应及时调整施工工艺。
水泥土墙在开挖前应采用钻芯取样验证强度满足设计要求，钻芯数量不宜少于5根，并应根据设计要求取样进行单轴抗压强度试验。
水泥土重力式围护墙顶部应设置混凝土压顶板，压顶板与水泥土间设置连接钢筋。
5SMW工法桩施工
5.1施工工艺
SMW工法桩可按以下工艺流程进行施工，见图5.1
5.2SMW工法桩主要机械及其配套设备应根据施工工艺的要求进行选用,并根据工程规模、工期要求及现场条件，合理确定机械的投入量和配套设备、器具的用量。
5.3根据设计提供的施工范围内坐标基准点，按施工图放出围护结构轴线，布置临时控制桩，做好测量记录，填写测量技术复核单，提请监理对测量成果进行复核验收。
5.4定位型钢放置时，在沟槽两侧打入地下一定深度的固定槽钢，垂直沟槽方向放置两根H型钢与支点焊接，再在平行沟槽方向放置两根H型钢，与下面H型钢焊接。
5.5SMW工法桩施工按图5.4顺序进行，其中阴影部分为重复掏钻，保证桩体的连续性和接头的施工质量。
5.6水泥土搅拌桩机就位，水泥土搅拌桩机一般为三轴钻机，根据钻头中心距离，在水平放置定位型钢表面划线定位，按测量放样确定的基坑内边控制线准确地将桩机就位，桩机就位容许偏差应小于5cm。
5.7搅拌速度及注浆
水泥土搅拌桩在根据钻机注浆孔位置的不同，采用下沉或提升喷浆，同时严格控制钻头下沉和提升速度。
根据注浆量要求采用重复搅拌注浆措施，保证整桩搅拌充分、均匀。
图5.1SMW工法桩施工工艺流程
图5.5SMW工法桩施工顺序示意图
注：
1、顺位施工（连贯式）：
1→2→3→4→5；
2、跳位施工（标准式）：
1→3→2→5→4；
3、此以常用完全重复搭接为例，有时也采用部分搭接方式；
4、当土层较硬时，尚需要采用钻孔方式施工。
5.8插入H型钢
型钢插入前在表面涂抹减磨剂，插入时应考虑预留安置起拔机的外露高度；H型钢插入后，应及时清除水泥土搅拌桩顶面的置换水泥土，使水泥土面控制在设计标高以下，以便进行下道工序施工。
5.9施工质量控制
1根据试桩结果调整水泥掺量与水灰比等施工参数，开挖前进行钻孔取芯试验，水泥土无侧限抗压强度达到设计要求；
2在施工区域场地地基较弱，面层土质较松软的特殊情况下，为使围护搅拌桩能准确定位，宜在围护桩沿线做导墙或施做硬地坪；
3搅拌桩施工时不得冲水下沉。
水泥土搅拌桩垂直偏差小于1%，水泥土搅拌桩轴线偏差小于5cm，以不影响结构限界为准；
4水泥浆液必须按规定的配合比进行配制，并按配合比定量确定水泥、掺合剂和水的用量进行充分拌制；
5为保证水泥土搅拌桩的质量，必须控制好钻头钻进下沉和回转提升速度，桩底3m部位应重复搅拌喷浆。
相邻两根桩施工间隔不得超过12h，若遇特殊情况产生施工冷缝，则在围护桩施工冷缝处外侧进行补桩；
6H型钢的插入必须准确、垂直，插入深度应严格按设计要求控制，型钢插入标高偏差小于3cm，型钢轴线偏差小于2cm，垂直度偏差小于1%，型钢形心转角小于3°；
7施工过程中必须由专人负责每根成桩的施工详细记录。
6锚杆及土钉墙支护施工
6.1施工工艺
1锚杆支护可按以下工艺流程进行施工，见图6.1-1
图6.1-1锚杆支护施工工艺流程
2土钉墙支护可按以下工艺流程进行施工，见图6.1-2
图6.1-2土钉墙支护施工工艺流程
6.2锚杆施工前应按照设计确定锚杆长度、上下排间距、水平间距和锚杆倾斜角等。
6.3可拆卸锚杆在拆除过程中和拆除后应减少对锚杆周围土体的扰动，保证基坑和上覆建筑物的安全。
6.4锚杆钻孔深度应超过锚杆设计长度0.3m～0.5m。
如遇易塌孔土层，可带护壁套管钻进，岩层钻孔可采用螺旋钻、冲击钻成孔。
6.5沿锚杆轴线方向每隔1.5m～2.0m宜设置一个定位支架。
6.6锚孔注浆管宜与锚杆杆体绑扎在一起，一次注浆管距孔底宜为100mm～200mm，二次注浆管的出浆孔应进行可灌密封处理。
6.7锚孔内浆体应按设计配制，一次灌浆宜选用灰砂比1：
1～1：
2、水灰比0.38～0.45的水泥砂浆，或水灰比0.45～0.5的水泥浆，二次高压注浆宜使用水灰比0.45～0.55的水泥浆。
一次注浆量不少于钻孔体积的1.2倍，二次注浆量为一次注浆量的30%～40%。
6.8锚孔内二次高压注浆压力宜控制在2.5MPa～5.0MPa之间，注浆时间可根据注浆工艺试验确定或一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行。
6.9锚杆的张拉与施加预应力（锁定）应符合以下规定：
1锚固段强度大于15MPa并达到设计强度等级的75%后方可进行张拉；
2锚杆的张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响；
3锚杆宜张拉至设计荷载的0.9～1.0倍后，再按设计要求锁定；
4锚杆张拉控制应力不应超过锚杆杆体强度标准值的0.75倍。
6.10土钉墙施工可按下列顺序进行：
1应按设计要求开挖工作面，修整边坡，埋设喷射混凝土厚度控制标志；
2喷射第一层混凝土；
3钻孔安设土钉、注浆，安设连接件；
4绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土；
5设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。
6.11上层土钉注浆体及喷射混凝土面层强度达到设计要求后方可开挖下层土方及下层土钉施工。
6.12基坑开挖和土钉墙施工应按设计要求自上而下分段分层进行。
在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度的允许偏差宜为±20mm，在坡面喷射混凝土支护前，应清除坡面虚土。
6.13喷射混凝土作业应符合下列规定：
1喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm；
2喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.6m～1.0m；
3喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3h～7h；
6.14喷射混凝土面层中的钢筋铺设应符合下列规定：
1钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不宜小于20mm；
2采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后进行铺设；
3钢筋网与土钉应连接牢固。
6.15土钉注浆材料应符合设计要求。
6.16锚杆及土钉墙支护工程质量检验应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202规定。
7地下连续墙施工
7.1施工工艺
地下连续墙施工主要工艺流程，见图7.1
图7.1地下连续墙施工主要工艺流程
注：
1、其它一些（如泥浆循环、泥渣排放和接头管拔除等）辅助工序未在图中列出；
2、防水接头式地下连续墙的接头板在邻段成槽后吊放钢筋笼前拔除。
7.3槽段开挖前，应沿地下连续墙墙面两侧构筑导墙。
导墙一般采用现浇、预制钢筋混凝土结构或钢构件等其它材料构筑。
其中现浇导墙形状有“L”型或倒“L”型等，可根据不同土质选用。
7.4现浇的导墙应及时加设墙间支撑，支撑间距一般为1m～2m，上下两道。
7.5导墙内侧面垂直度、净距、平面位置及墙面平整度等应符合设计或规范要求。
7.6施工前宜进行成槽试验，以检验泥浆的配合比、成槽机的选型。
7.7标准段成槽可采用间隔成槽或顺接成槽方式，但应考虑消除成槽累积误差的措施。
7.8地下连续墙合拢槽（非标准段）应根据标准段成槽实际误差值，加工制作钢筋笼和接头构件。
7.9地下连续墙成槽时应加强观测，防止槽壁失稳塌落。
在可能漏失泥浆的土层中施工时，应采取适当措施，当坍塌严重时，应及时回填并重新成槽。
7.10地下连续墙的槽壁及接头均应保持垂直。
垂直度偏差应满足设计或规范要求。
7.11成槽结束后应对成槽的宽度、深度及倾斜度进行检验，重要结构每段槽段都应检查，每槽段应抽查不少于1个段面。
7.12钢筋笼入槽前，应采用底部抽吸和顶部补浆的办法对槽底泥浆、沉淀物进行置换和清除。
经清底适当时间后，直至槽底处的泥浆比重和沉淀物淤积厚度符合设计或规范要求。
7.13泥浆拌制，宜选用膨润土，使用前应取样进行配比试验。
如采用其他粘土时，应进行物理、化学分析和矿物鉴定，其粘粒含量、塑性指数等指标须符合要求。
新鲜泥浆应存放24h以上或添加分散剂，使膨润土或粘土充分水化后方可使用。
7.14在施工期间槽内泥浆面必须高于地下水位0.5m，也不应低于导墙顶面下0.3m，现场应设集水井和排水沟，防止地表水流入槽内，破坏泥浆性能。
7.15泥浆回收利用应调整其性能指标、补充膨润土等恢复其原有护壁性能。
7.16钢筋笼宜整幅成型，也可分段、分幅制作。
钢筋笼在吊运和安装过程中不应产生不可恢复的变形，在泥浆置换合格后，应及时且不得强行入槽，浇筑混凝土时，应防止钢筋笼上浮。
7.17地下连续墙槽段间的连接接头形式，应根据地下墙的使用要求及施工单位的经验选用；在浇注混凝土前，接头处必须刷洗干净。
7.18地下连续墙混凝土应按水下混凝土设计，其水胶比应小于0.6，胶凝材料用量不宜小于400kg/m3，混凝土入槽时坍落度宜为18cm～22cm。
7.19接头管（箱、板）和钢筋笼就位后，一般应在规定时间以内用导管法浇筑混凝土，导管接缝必须水密。
导管插入混凝土内的深度宜为2m～4m。
混凝土应连续浇筑且不小于每小时上升3m。
混凝土的浇筑高度应保证凿除浆后墙顶标高符合设计要求。
7.20槽段接缝处已浇筑混凝土表面应在钢筋笼入槽前用专门工具进行清刷。
7.21地下墙的钢筋笼及其它质量检验标准应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定。
8钢或混凝土支撑系统施工
8.1施工工艺
钢或混凝土支撑系统施工主要工艺流程，见图8.1
图8.1钢或混凝土支撑系统施工主要工艺流程
8.2支撑系统包括围檩及支撑，当支撑较长时，还包括支撑下的立柱及相应的立柱桩。
8.3竖向支撑根据支撑体系选型可采用钢筋混凝土立柱、也可采用型钢立柱。
立柱基础形式及插入深度应满足设计的要求。
立柱穿过主体结构底板以及支撑结构穿越主体结构地下室外墙的部位，应采用截水构造措施。
8.4施工前应熟悉支撑系统的图纸及各种计算工况，掌握开挖及支撑设置的方式、预顶力及周围环境保护的要求。
8.5施工过程中应严格控制开挖和支撑的程序及时间，对支撑的位置（包括立柱及立柱桩的位置）、每层开挖深度、预加顶力（如需要时）、钢围檩与围护体或支撑与围檩的密贴度应做周密检查，其密贴面积应大于等于75%，必要时，应采取保证密贴的构造措施。
8.6钢支撑预加压力的施工应符合下列要求：
1钢支撑安装完毕后，应及时检查各节点的连接状况，经确认符合要求后方可施加预压力；
2预压力应分级施加，重复进行，加至设计值时，应再次检查各连接点的情况，必要时应对节点进行加固。
8.7支撑拆除时结构应达到设计要求的强度，拆除的方法应在支撑设计时明确，一般采用逐层拆除、逐层回填的方法。
8.8换撑时结构应达到设计要求的强度，换撑的方法应在支撑设计时明确，一般采用先撑后拆、逐层换撑、新撑受力再拆旧撑的方法。
8.9支撑系统应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的要求。
8.10钢或混凝土支撑系统工程质量检验标准应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202相关规定。
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