基坑排桩支护施工及土方开挖控制要点分析

林志伟

（福建巨岸建设工程有限公司，福建 莆田 351100）

0 引言

基坑支护和基坑开挖，是地基与基础工程施工开始时的重要工作内容，为确保地下构筑物与基坑周边作业活动的安全，基坑支护对基坑实施暂时性的保护、增固、地下水管控、支档等作用。基坑支护施工与基坑开挖前，依据基坑周围条件、开挖深度、施工机械、施工期间气候特点、水文状况等，选择不同的支护方式，并确定基坑支护施工技术要点，做好安全防护措施，严格监测支护结构，确保安全。本文结合工程实例，浅析基坑支护施工中的排桩工艺及技术，为同行提供参考。

1 基坑支护施工准备

1.1 参与图纸会审

结合基坑支护工程地质勘查报告及工程周边环境条件，施工单位应在图纸会审阶段，主要应从以下两方面,分析基坑支护设计的合理性：一是，当有地下水时，明确是否根据地质勘查报告各含水层的埋深、厚度和分布、地下水类型、补给和排泄条件、有承压水时水头高度等情况，设计合理的降水工程；二是，要充分考虑支护结构选型是否经济、安全、合理，可依据下述要素选择支护结构类型：水文地质状况；基坑开挖的深度；基坑周围环境对基坑变形的承受能力、支护结构失效可能产生的后果；主体地下结构、基坑外形、规模；支护结构施工技术的实操性；施工天气情况、施工环境；生态保护性能、工期、经济性。

1.2 编制施工方案

基坑工程基本上是属于危大工程范畴，且大部分属于深基坑工程（开挖深度≥5m 的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程）。施工企业应在危大项目正式动工建设前,制定科学的施工方案。对于超过一定规模的危大工程，应邀请专家对施工方案展开论证,施工企业技术管理人员及项目总监理工程师分别审核、签字，盖章后，施工方案才能够实施。

1.3 施工方案交底

基坑支护工程施工前，应进行方案技术交底及安全交底，交底的内容主要有:工程概况、工程地质情况、主要施工工艺、特殊情况的应急处理措施、安全注意事项、施工安全保证措施等。

2 排桩支护施工技术要点

基坑支护方式有内支撑、原状土放坡、水泥土墙、排桩、逆作拱墙等多种方式的组合，结合某高层建筑基坑支护，将重点分析排桩支护工艺及施工要点。

排桩施工，应符合标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的要求。本文重点分析旋挖钻孔灌注桩施工作业。

2.1 成孔工艺

（1）护筒铺设。为确保孔壁稳固，避免钻孔塌陷，一定要重视护筒的铺设。一般护筒采用12cm 厚的钢板，里侧直径应比桩直径大出200cm 左右，护筒最上面留出浆液灌注口，尺寸是200mm×200mm。

（2）钻机就位。钻机就位的时候，应提前查看钻机的各项性能指标，在施工之前将其调试到位，确保钻机顺利作业。

（3）制备泥浆（干式钻孔无法进行时采用）。

（4）钻进成孔。

①钻孔顺序。围护桩作业顺序：跳桩施工，若不能跳桩，在临近钻孔桩的混凝土具有2.5MPa 以上的强度后，才能够实施钻机作业，防止对临近施工完成的桩基造成干扰。根据现场条件及施工组织设计要求，并考虑施工合同内的节点等要求，适当调整施工作业顺序，以争取最佳的工程进度。

②钻进施工。开钻前找准桩位并在护桩之间拉好“十”字线，准确安装护筒，对准桩位后，经现场技术人员检查合格，并报请现场监理验收认可后方可开钻。

（5）终孔。钻孔与要求深度一致后，需对地质状况进行核查，经过将地质柱状图和钻渣进行对比，了解地质状况和设计标准的契合状况，确定与有关要求一致后，上报监理工程师，在监理人员检验达标后，马上进行钻孔清理工作。

（6）清孔及检测。如果以泥浆护壁的方式进行钻孔，可采用换浆法对孔进行清理，清理的时候应当管控孔中水位。

2.2 钢筋制作安装

钢筋笼加工、运送、安装。钢筋加工的尺寸应符合设计要求，制作宜在支架或台座上进行，下料后的同一种钢筋，应集中摆放整齐，钢筋笼运输采用自制简易运输车进行场内运输，为保证在运输及吊装过程中，钢筋笼不变形，钢筋笼内十字筋支撑可适当增加。

2.3 灌注混凝土

桩基混凝土大部分采用天泵进行灌注。

（1）导管水密性试验。使用钢导管浇灌的方式完成混凝土灌浆作业，导管第一次使用或长期未用的状况下，灌注作业前对其抗拉性、水密性进行试验检测。

（2）导管装设。导管材料为钢管，型号是Φ28，每节导管长度在2～3m 左右，每节导管配置一节或者两节1～1.5m 的短管，钢导管里面一侧保持圆滑，内径保持相同，导管内径和桩内径、混凝土灌注速率应保持一致。导管使用螺旋丝扣相连，配备防松设施，导管全部装设完毕后，底部应留出300～500mm 的空间。

（3）二次清孔。导管放置到指定位置之后，应立即对孔下部的土渣进行检测，将孔清理完毕后由监理人员进行核查，确认达标后进行混凝土灌注作业。

（4）混凝土运输。混凝土运输应达到以下标准：①初凝时间不应早于2h；②应有充分的和易性与较高的流动性，并且在灌注期间不产生泌水、离析等问题；③混凝土运送效率应当和浇灌效率相一致。

（5）混凝土浇筑。精准核算第一批封底所用的混凝土数量，下降过程中，存在不可避免的冲击能量，可以将导管下端的口埋进混凝土内，产生的冲击能量可以将桩底部存在的混凝土渣冲到四周，这是对桩底沉渣进行管控，减小工后下沉幅度的关键工序。为保证桩顶的施工品质，混凝土浇筑高度应当比桩顶设计高度高出50cm 或者80cm，以利于浇筑完毕后把该段混凝土彻底清理干净。

2.4 破桩头施工

在桩身混凝土浇灌7d 后，对孔桩实施掘进作业，以围护桩为中心，挖出宽度为2m、坡度为1:1.5 的基槽，以形成施工平台，供作业人员使用。

3 基坑土方开挖

支护工程部分施工完成并检测合格后，进行土方分层开挖，特别是深基坑的体积与深度都较大，分层开挖使形变量有效降低，开挖后要及时加以支护[2]。

（1）土方分层开挖严禁超挖，设计有锚杆时，每层土方开挖至锚杆下30cm，其余每层开挖不超过2m；

（2）若基坑开挖面上部的土钉、支撑、锚杆等，与设计标准不一致，不可继续开挖，应使用恰当的支护结构，在未满足设计要求的拆除标准时，禁止拆掉支护结构；

（3）土方开挖应满足当日支护作业能力，不得超挖；

（4）基坑边坡开挖施工前，应当先对坡顶周边进行排水作业，并将坡顶地面进行一定强度的硬化，避免地面降水对基坑产生不良影响，基坑开挖中，应做好坑底集水的抽排（通常在坑顶及坑底分别设计截水沟和排水沟，基坑底每20m 左右设置1000mm×1000mm×1200mm 集水井，及时将水抽出、排掉）；

（5）采用机械开挖时，施工机械不得碰撞支护结构、监测元件；

（6）基坑边坡开挖前后，在坡顶、坡脚设置临时排水沟，并始终保证外排顺畅，沟内无积水，及时保护坡面和暂时开挖出的坡脚，防止“泡坑”、“淹脚”，土方开挖时，可在基坑内采用超前开挖集水坑，将地表水和雨水用潜水泵抽至沉淀池，沉清后排至市政管道；

（7）基坑周围的土方开挖，应当听从支护施工组的安排，不可自主开挖，挖斗不可与支护架构相碰触，开挖到指定位置后应当暂停，不可出现超挖现象，以免妨碍施工活动的顺利进行；

（8）开挖工作面对局部开挖不到的地方及坑底300mm，采用人工辅助挖土；

（9）开挖尽可能均衡推进，应当对纵向分段以及分层高度关注，使用以机器为主、人力辅助的开挖方法；

（10）避免对基坑底土产生干扰，在开挖到距离基坑底部标准高度只有30cm 的时候，应当由机械挖掘改为人工挖掘，避免超挖问题发生；

（11）若开挖后裸露的地下水状况或土质状况，与勘察信息显著不一致，或存在不明物体时，应暂停挖掘，在采用恰当的处理举措后再进行挖掘；

（12）基坑深2 倍范围内的坑边荷载对基坑安全都会产生影响，基坑周边施工材料、设施或车辆荷载严禁超过设计要求的地面荷载限值[3]。土方外运要充分考虑动荷载对基坑边坡的影响，基坑周边要有限载措施；

（13）在基坑顶用钢管设1.2m 高防护栏杆，立杆间距2m，安全网维护（或防护栏杆），保障临边安全防护。

4 基坑支护注意事项

4.1 基坑监测

安全级别为一、二级的支护结构，在基坑开挖期间和支护结构寿命期限内，一定要检测支护结构横向位移情况，并对基坑开挖周边地表构筑物的下沉情况进行全面监控[4]。基坑变形观测主要包括基坑回弹观测和基坑支护架构形状改变观测。

4.2 施工安全预案

在基坑支护范围内作业,有较大概率产生物体打击、高空坠落、垮塌、机械伤害等安全事件，应针对上述危险情况，制定紧急救援预案。在产生安全风险事件之后，按照应急预案措施，开展救援工作。

5 结束语

基坑支护作业包括降排水、基坑土方开挖、支护构造等诸多内容，施工单位从拿到基坑支护图纸开始,就要认真研究，编制专项施工方案，组织专家论证，更要精心组织强有力的团队参与施工，按图纸、规程、规范及标准施工，并注重科学管理，重视过程安全管理,才能高效完成任务，为项目建设提供安全保障。