深圳广铁土木工程有限公司
【摘 要】我国随着经济建设和城市建设的快速发展，地下工程越来越多，施工时都需要开挖较深的基坑，给施工增加了难度。安全事故的发生在深基坑工程施工中屡见不鲜。本文就深基坑施工工艺进行分析。
【关键词】深基坑；施工工艺
一、工程概况
1、本工程为深圳市布吉河（特区内）水环境综合整治工程（第二阶段）河道水景引水管工程顶管施工分项工程。该顶管共有两段3个作业坑，顶管管径均为1.0m，设计起点为工作井P2（X=20886.969，Y=120799.121），设计终点为接收井P1（X=20839.100，Y=120691.430）及P3（X=21008.312，Y=120832.808）。P2-P3（东西走向）段长117m，P2-P3（南北走向）段长125m，全段顶管总长约242m，工作井P2为双向共用工作井。
2、顶管工作井地点位于笋岗路与人民公园路交界处的三角地带，P2-P1段顶管沿顶进方向下穿笋岗路，P2-P3段顶管沿顶进方向下穿人民公园路。
3、施工内容包括P2工作井，P1接收井，P3接收井及管道顶进。
4、基坑主体结构设计：
①P2工作井：工作井的结构设计为圆井，井内直径6.5m，井深约7.54m，壁厚50cm，底板厚50cm，为钢筋混凝土结构，逆作法施工，外围采用三排Φ50cm旋喷桩进行土体加固处理。
②P3接收井：接收井的结构设计为圆井，井内直径4.2m，井深约4.7m，壁厚50cm，底板厚60cm，为钢筋混凝土结构，设计为逆作法施工。
③P1接收井：接收井的结构设计为方井，井内边长2.2×2.2m，壁厚50cm，底板厚50cm，由于P1接收井位于洪湖公园水塘岸边，地势较低，所以待顶管机出洞后再进行现浇法施工方井。
5、顶管结构设计
顶管P2-P3（东西走向）段长117m，P2-P3（南北走向）段长125m，顶管管径为DN1000mm，护壁厚为10cm，每节管长2.5米，每节管重约1.8t，为Ⅱ级管材。
二、水文地质条件
场区内地处珠江水系入海口附近，为珠江三角洲平原的前缘，地表水系发育，河网密布，塘池众多，水位因季节而变化。地下水位变化一般不大，主要受降水及河潮水补给。
区内存在第四系孔隙水含水层和基岩风化裂隙水含水层两个含水层，二者都有一定的承压性。
场地地下水稳定水位埋深一般为0.1～5.8m，水位高程0.66～2.24m，水位变幅0.5～2.0m。
地下水总的径流方向为由北向南，地下水与布吉河水存在互补。
地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。
三、深基坑施工工艺
（一）结构设计及施工工法
1、工作井结构设计及施工工法
根据施工现场地质与场地情况结合顶管施工工艺，工作井均采用逆作法施工，结构为圆井内径D=6.5米，井深约7.54米，钢筋混凝土壁厚50cm，底板厚50cm；
（二）施工工艺流程
1、场地布置
在管线探挖和拉森钢板桩施工完毕后，现场既有混凝土路面将会受到破坏，在后续工作井开挖施工中须对路面进行重新平整。
2、布设测量控制网
按设计图和竖井平面布置要求设置测量控制网和水准基点，进行定位放线，定出竖井中心轴线和基坑轮廓线，作为竖井开挖定位的依据。
3、施工工艺流程
施工准备→集水井降水→挖土至-0.5m→测量复核中线及轮廓线→灌浆防护→开挖→安装护壁钢筋→支模→浇筑护壁混凝土→拆模→继续下一节护壁的施工→清底、封底
（三）工作井、接收井施工
一）井口
1、对井圈外周边5m范围内进行地面硬化，在井周边50cm设置一圈30×30cm排水沟，确保地表水不会流入基坑内。
2、井口设一锁口圈，采用C30模筑钢筋混凝土，并预留钢筋锚入下部护壁混凝土中，确保锁口圈混凝土与护壁混凝土连成一体。井口设1.2m高钢栏杆，并在钢栏杆上挂密目安全网。
二）土方开挖
1、开挖方法：采用长臂挖机配合人工进行工作井、接收井逆作法分节开挖，进中土方直接用长臂挖机开挖，井壁处及井壁周边0.6m范围采用人工开挖；井底不小于0.3m厚土方全部采用人工开挖。
2、土方分节开挖高度控制：上部填土层每节开挖高度1m；淤泥层0.3～0.5m,粉质粘土层视土层稳定情况每节开挖高度0.5～1m；粉砂岩强风化层每节高1m。每节土方开挖到位后，立即进行护壁钢筋混凝土施工。
3、井内排水：采用长臂挖机或人工在井中心处挖一集水抽水坑，集水抽水坑底部比每节土方开挖底面低至少于0.6m的抽水坑，然后配一台抽水泵及时抽水将井下地下水位降至每节土方开挖面以下0.3～0.5m处。
4、在工作井（接收井）施工前，先在井位四周测量放样，将桩的设计位置放出后进行三排Φ50cm旋喷桩止水帷幕施工。旋喷桩采用单重管旋喷方式，浆液压力约20MPa，水灰比约1.3:1.0，旋转速度约为10～20转/每分钟，提升速度约为20厘米/每分钟。
5、由于施工场地有限并处于繁华的市政交通要到上，白天车流量大施工车辆进出困难，工作井、接收井挖出的土方安排在晚上（下半夜）车辆较少的时段用经备案的泥头车运到深圳市指定的弃土点。
6、通常情况下每节护壁开挖深度在50-100cm之间，人工掏土开挖，为后续钢筋绑扎模板安装混凝土浇筑等工序施工方便，人工开挖面除护壁厚度往井内延伸0.6m，中间核心土部分与人工掏土两高差面设60度坡度。人工开挖土方临时堆在井中长臂挖机能够挖到的地方，待到了下半夜道路车辆不多的时候采用长臂挖机开挖出土。
三）井壁施工
每节井壁高度：淤泥层井壁高0.3～0.5m，其他土层井壁高0.5～1m，最大不超过1m，以确保基坑稳定和施工安全。环形井壁钢筋必须封闭成环，并与竖向钢筋连接牢固，竖向钢筋必须严格按设计要求设置，并预留20cm伸入下节护壁，确保每节井壁混凝土都能连接为一整体；在洞口处必须做局部加强处理。
1、井壁钢筋
工作井逆作法施工，每节井壁钢筋均互相连接，以保证施工安全及结构牢固。由于P2工作为顶管工作井，顶管施工时顶力通过后背墙传到井壁，因此井口8m以下井壁作适当加强。
（1）配筋图如下：
（2）钢筋绑扎技术要求
①首先严格按施工图纸设计的钢筋规格、型号、尺寸和形状做出钢筋下料单，并严格按钢筋下料单制作钢筋。
②为保证钢筋加工形状、尺寸准确，可制作钢筋加工的定型卡具控制钢筋尺寸。
③ 钢筋加工的允许偏差一般规定见下表：
受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸：±10mm；弯起钢筋的弯折位置：±20mm；弯起点高度：±5mm；箍筋内净尺寸：±5mm；受力钢筋间距：±10；受力钢筋排距：±5；绑扎箍筋、横向钢筋间距：±20；水平高差：+3。
（3）操作工艺：
A、钢筋绑扎一般要求
①材料:钢筋为HPB235、HRB335。
②受力钢筋的混凝土保护层厚度:迎土面50mm,背土面40。
③受力钢筋的接头,采用焊接连接,同一连接区段内钢筋接头面积不应超过总截面面积的50%。连接区段长度：绑扎接头为1.2倍搭接长度，焊接连接接头为35d（d为连接钢筋直径中的较大值）， 且≥500mm。凡接头中点位于该连接区段长度范围内视为同一连接区段。同一区段接头面积百分率为25%时。绑扎搭接头连接区段长度为1.3Ll（Ll为搭接长度）。
④Ⅱ、Ⅲ级钢焊条采用E50 焊条。
B、底板钢筋绑扎：
① 工艺流程：画底板双向筋间距→绑扎底板钢筋
② 接头采用焊接接头，接头面积百分率为50%。搭接长度单面焊10d。
③ Ⅱ、Ⅲ级钢焊条采用E50 焊条。
2、井壁模板 技术要求及质量标准：
（1）模板必须接缝严密，接缝宽度不得大于2.5mm。
（2）模板采用1.2米高0.3米宽钢板拼装构件，两侧均有连接结构，整个单节混凝土浇筑均由此构件作模板连接支护。大样图如下：
（3）模板与混凝土的接触面应清理干净并涂脱模剂。
（4）钢筋混凝土结构的模板支撑应牢固，允许偏差为：垂直度1/1000。
（5）结构拆模时间：不承重侧墙模板，在混凝土强度达到2.5Mpa时即可拆除。
（6）墙面无错台、 墙面无挂浆、漏浆，无粘模。
（7）要使模板具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠的承受新浇混凝土的重量和侧压力，以及在施工过程中所产生的荷载。
（8）力求构造简单合理、装拆方便，在施工过程中，不变形，不破坏，不倒塌。并便于钢筋的绑扎和安装，符合混凝土的浇筑及养护等工艺要求。
（9）结构尺寸准确；线、角、面顺平顺直。
3、混凝土浇筑
工作井逆作法混凝土施工采用漏斗浇筑，吊机配合。漏斗接口接卸料溜管，更好的将混凝土往护壁内输送。要求如下：
①混凝土自吊斗口下落的自由倾落高度不得超过2m，浇筑高度如超过2m时必须把溜管接长。
②浇筑混凝土时应分段分层连续进行，浇筑层高度应根据供应能力，一次浇筑方量、混凝土初凝时间、结构特点、钢筋疏密综合考虑决定，一般为振捣器作用部分长度的1.25倍。
③使用插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振捣作用半径的1.25倍（一般为300~400mm）。振捣上一层时应插入下层5~10cm，以使两层混凝土结合牢固。振捣时，振捣棒不得触及钢筋和模板。表面振动器（或称平板振动器）的移动间距，应保证振动器的平板覆盖已振实部分的边缘。
④浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土初、凝之前，将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种、气温及混凝土凝结条件确定，一般超过2h应按施工缝处理（当混凝土的凝结时间小于2h时，则应当执行混凝土的初凝时间）。
⑤浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况，发现问题应立即处理，并应在已浇筑的混凝土初凝前修正完好。
4、工作井、接收井垂直度及直径
为确保井的垂直度及内径符合设计要求，也确保护壁厚度符合要求，每次开挖完成后，安装护壁钢筋、模板前必须校正中心位置和垂直度一次。校正符合设计要求后方可进入下一节的施工。如此循环，直挖到设计要求的深度。
四）沉降观测
在工作井或接收井井圈顶面均匀布置4个观测点，每天监测工作井或接收井施工过程中的沉降情况。地铁沉降监测由地铁公司聘请第三方监测队伍进行监控。
四、施工注意事项
1、挖至设计标高时，排干井内积水、清除浮泥才能进行封底。在井中挖一φ50cm深50cm的小集水坑，待水抽完后进行封底钢筋的绑扎，然后进行封底混凝土的灌注。该集水坑位置必须预留出来，放置一台抽水机在内，在顶管过程中起集水的作用。
2、工作井及接收井较低，加高井口高度，加强施工场地排水措施，现场备齐防洪抢险物资，暴雨或雷雨天气不施工。
3、为保证在开挖过程中的施工安全，每开挖一节，井内必须有集水井，以保证地下水能汇集后统一抽走，不会浸泡护壁角过久而导致土体软弱，基础不牢；然后立即进行护壁钢筋的绑扎和混凝土的浇灌，护壁钢筋与护壁混凝土厚度必须严格按照设计要求设置，在土质较差土层，如流沙等，必须对该段护壁进行加强，以确保安全。
4、工作井及接收井直径较大，易引起土体偏移；在井内抽水施工，容易引起线路沉降超限。根据该情况，现场加强对竖井周边土体的沉降监测及收敛监测，加强对线路的沉降监测，一旦发现沉降值超限，必须立即停止施工，查明原因，处理完毕后方能继续施工。
5、及时降低井下作业面地下水位，每节井开挖前，在先井中心处挖一深度比每次开挖底面低不少于0.6m的抽水坑，通过抽水将井下地下水降至开挖面以下0.3～0.5m处。
6、井壁绑扎钢筋、安装模板、浇筑砼要安排紧凑，用最短时间完成每节井壁钢筋砼施工；要注意每节井壁间上下钢筋连接，确保井壁结构整体性好。
7、工作井开挖深度超过5米，井内作业前须做好井下通风、有害气体检测。
8、井下作业要防触电：井下照明采用不大于24V的低压照明；抽机机、电焊机必须一机一闸并安装漏电保护器。
9、井下作业必须设有防落物打击相关安全措施（设月牙形防落挡板、戴安全帽，井口设防护栏杆并加挂密目安全网）。
10、要搭设好作业人员上下井的安全牢固梯道。
论文作者:朱沛江
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第2期
论文发表时间:2016/8/17
标签：钢筋论文; 混凝土论文; 井壁论文; 工作论文; 土方论文; 模板论文; 顶管论文; 《低碳地产》2015年第2期论文;