基坑支护工程讲座(三)

1、基坑支护工程讲座（三）基坑支护结构施工中的若干问题基坑支护结构施工中的若干问题 1、施工组织设计管理施工组织设计管理 2、施工质量控制施工质量控制 3、施工质量检验施工质量检验 4、地下水对支护结构的影响地下水对支护结构的影响施工组织设计管理施工组织设计管理建筑工程施工技术管理规程（建筑工程施工技术管理规程（DBJ01-80-2003）规定：规定：10.2.5 深基坑支护施工组织设计（施工方案）应单独编制施工组织设深基坑支护施工组织设计（施工方案）应单独编制施工组织设计（方案），并经审核、批准。其主要内容应包括：计（方案），并经审核、批准。其主要内容应包括：1. 编制依据；编制依据；2. 工程

2、概况、施工现场周围情况和地下勘察情况；工程概况、施工现场周围情况和地下勘察情况；3. 基坑支护方案选择和设计（图纸、计算书）；基坑支护方案选择和设计（图纸、计算书）；4. 施工部署；施工部署；5. 施工方法；施工方法；6. 对基坑及相邻影响物体的监测方法和应急措施；对基坑及相邻影响物体的监测方法和应急措施；7. 保证质量、安全、消防、保卫、环保、劳保、降低成本和季节性施保证质量、安全、消防、保卫、环保、劳保、降低成本和季节性施工的组织和技术措施；工的组织和技术措施；8. 施工平面图。施工平面图。10.3.5基坑支护施工组织设计（施工方案）的管理应满足以下要求：1. 基坑支护施工组织设计（或施工

3、方案）必须由具有一定设计能力和施工经验、具有中级职称以上的工程技术人员承担，并应通过注册土木工程师（岩土）审核。2. 基坑支护施工组织设计（施工方案）实行分级审查。凡未经审查或经审查不合格的基坑支护施工组织设计（施工方案）不得交付施工。3. 同时满足下列条件的，基坑支护施工组织设计（施工方案）由设计单位技术负责人或分管负责人审查，并填写基坑支护设计文件审查表（见附表），对基坑支护设计的安全性负审查责任。a基坑深度小于（含）10米；b基坑开挖深度内无地下水，或有地下水但施工降水对基坑周边建筑物、道路、重要的地下管线电缆等设施无重大影响；c基坑开挖主要影响区范围内无建筑物、道路、重要的地下管线电缆

4、等设施基础。4. 不符合上述条件的，其基坑支护施工组织设计（施工方案）由建设单位组织专组（或委托专业机构）审查，专家组成员应具有高级工程师职称或注册岩土工程师资格，人数不得小于5人，且注册岩土工程师不少于1/2。并填写基坑支护设计文件审查表，对基坑支护设计的安全性负审查责任。5. 审查材料包括下列技术文件：a岩土工程勘察报告b基坑开挖深度1倍范围内建（构）筑物、道路、地上、地下管线电缆等资料；c拟建建筑物基础平面图等资料；d基坑支护施工组织设计或施工方案；e计算书和图纸。6. 基坑支护施工组织设计（施工方案）审查内容应包括以下方面：a支护结构设计内容、承载力计算及变形验算是否符合国家有关工程建

5、设强制性标准和规范，采取的技术安全措施是否有效；b是否确保基础施工安全及基坑周边群众生命财产安全，是否损害公众利益。施工质量控制 支护桩的施工及质量控制 锚杆的施工及质量控制 土钉的施工及质量控制支护桩施工质量控制 支护桩的施工工艺流程（泥浆护壁反循环钻机成孔、水下灌注混凝土成桩） 支护桩的质量控制吊放钢筋笼起 拔 护 筒移机施工下一根桩挖设泥浆循环系统设备安装就位置换泥浆是否合格?砌钢筋笼制作台钢筋笼制作试块制作标准养护抗压试验否测量放线定桩位钻进成孔水下砼灌注施工准备设备材料进场埋设护筒终孔后换浆一清二次清孔沉渣是否 满足要求？安放隔水栓钢筋笼存放是否合格？是否是否否是商品混凝土泥浆比重1

6、.15?吊放灌注导管 （1）桩位放线 桩位放样允许偏差：10mm。 （2）钻机就位、钻进、清孔 成孔质量标准 序号内容质量标准1孔径允许偏差+50mm2孔深允许偏差+300mm3垂直度允许偏差0.5%4孔底沉渣200mm（桩基为50mm）5桩位水平偏差d/6且不大于50mm（3）钢筋笼的制作与安装1）钢筋笼制作采用加劲箍成型法，保证钢筋的位置与角度准确无误。2）加劲箍与主筋焊接，螺旋箍筋与主筋之间绑扎牢固，压浆管与加筋箍用8#或12#铅丝绑扎连接。3）钢筋笼主筋如有接头，采用搭接焊时，焊接长度单面焊不小于10d，双面焊不小于5d。同一截面上主筋的接头数量不得超过主筋总数的50%。4）保护层垫块

7、每笼不少于3组，每组不少于4块。5）钢筋笼在运输吊放过程中严禁高起高落，以防弯曲变形。6）钢筋笼入孔时，应对准孔位，缓慢轻放，避免碰撞孔壁，下笼过程中如遇阻力，不得强行下放，应查明原因后继续下笼。7）非均匀配筋排桩的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时，应保证钢筋笼非均匀配筋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。的安放方向与设计方向一致。 8）根据建筑地基基础工程质量验收规范（GB50202-2002）规定，钢筋笼制作允许偏差见下表。 钢筋笼制作允许偏差序号项 目允许偏差值1主筋间距10mm2螺旋筋螺距20mm3钢筋笼直径10mm4钢筋笼长度100mm5主筋保护层20m

8、m（4）混凝土浇注1）混凝土灌注前必须检测其坍落度，确保证在180220mm范围之内并填写记录和浇灌申请。2）混凝土灌注前导浆管应检查是否连结牢固、密封。导浆管上口应放置隔水栓和盖板，导浆管下口距孔底距离控制在300500mm之间。3）初灌量应保证混凝土埋管深度不小于1.0m，对于直径d=800mm的桩，其初灌量不小于1.0 m3。4）灌注过程中应注意测量混凝土的埋管深度，使导浆管埋入混凝土的深度大于1.0m和小于6.0m范围内。5）导浆管的起拔速度宜慢不宜快，以防止桩身混凝土中留有空心；混凝土灌注应连续进行，一般一根桩混凝土灌注时间应控制在3时之内。6） 灌注桩应大于设计量，混凝土最后的灌注

9、标高一般应高于桩顶0.81.0m。锚杆施工质量控制 锚杆的施工工艺流程 锚杆的质量控制二次高压劈裂设 备 就 位一 次 注 浆锚杆杆体安放钻 进 成 孔测量放线定位土方开挖至锚杆杆体制作水泥浆搅拌锚 杆 养 护 后腰梁制作安装锚杆标高下50cm注 浆张 拉 锁 定 （1）放线定位 锚杆位置允许偏差： 100mm （2）锚杆机就位、成孔 根据建筑地基基础工程质量验收规范（GB50202-2002）规定，成孔允许偏差如下： 锚杆成孔允许偏差序号项 目允许偏差值1锚杆孔径5mm2锚杆孔距100mm3锚杆成孔倾角3 （3）、锚杆杆体安置 锚杆杆体制作时应比设计长出1.01.5m，以满足锁定需要。定位骨

10、架间距1.52.0m，钢绞线用铁丝均匀捆于骨架周围，二次注浆管固定于定位骨架中心。在锚杆自由段，钢绞线上满涂黄油，以塑料套管包裹，以保证钢绞线与水泥浆体无粘结。将制作好的杆体及二次注浆管缓慢放入锚杆孔内。 （4）、一次注浆 水泥采用P.O32.5，水灰比0.5，清孔完后将一次注浆管插至孔底，用高压泵进行一次注浆。注浆应慢速连续，直至钻孔内的水及杂质被完全置换出孔口，孔口流出水泥浓浆为止，随即将一次注浆管拔出。 （5）、二次高压注浆 二次高压注浆压力宜控制在2.5-5.0MPa之间，注浆时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）、锚杆张拉锁定 当锚杆腰梁安装完毕和锚

11、固体强度达15MPa并达到设计强度等级的75%后，对锚杆进行张拉、锁定。张拉设备在锚杆张拉前须经计量部门进行标定。锚杆张拉顺序应考虑对临近锚杆的影响。锚杆宜张拉至设计荷载的0.91.0倍后，再按设计要求锁定。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。 锚杆施工应特别注意成孔工艺、注浆工艺对锚杆承载力的影响土钉施工质量控制 土钉的施工工艺流程 土钉的质量控制二 次 补 浆测量放线定位土钉杆体安放坡 面 修 整土方开挖至注 浆养 护土 钉 成 孔水泥浆搅拌土钉杆体制作钢 筋 网 编 制喷 射 砼抗压试验试块养护试块制作土钉标高下50cm挖 土 至 基 底 （1）边坡修整 土方开挖至土

12、钉设计标高下0.5m后，应人工及时修整坡面。坡面平整度允许偏差20mm。 （2）成孔 土钉墙施工允许偏差序号项 目允许偏差值1土钉孔深50mm2土钉孔径5mm3土钉孔距100mm4土钉成孔倾角5 （3）土钉杆体制作安放 按设计要求制作土钉杆体，钢筋焊接满足双面焊5d，单面焊10d，并按设计要求加焊定位支架，钢筋保护层厚度应大于25mm。 （4）注浆 按设计要求水灰比搅拌水泥浆，注浆时，注浆管应插至孔底，在一次注浆完成2.0小时内进行二次补浆，并将孔口封堵。 （5）钢筋网片制作与安装 钢筋网片按设计要求制作，网片规格6200200，网节点采用点焊或绑扎，网片搭接长度不少于300mm。网片外侧按设

13、计要求加焊加强筋。 （6）土钉头焊接 土钉钢筋按设计要求焊接在钢筋网片的加强钢筋上，加强钢筋与土钉钢筋的焊接长度不小于200mm。 （7）面层喷射砼 喷射砼施工过程中严格计量配比，喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，喷射时喷头与受喷面应保持垂直。喷射射距0.61.0m，喷射砼终凝2小时后应喷水养护。每层土钉喷射砼施工时，作一组砼试块，标养28天后进行检验。喷射砼厚度允许偏差10mm。 6.4.6 喷射混凝土面层中的钢筋网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铺设；

14、 3 钢筋网与土钉应连接牢固。土钉支护设计与施工中必须特别重视的几个问题 a) 施工过程必须自始至终与现场的测试监控相结合,通过变形等量测数据和施工过程中不断发掘的现场地质情况，及时反馈修改设计并指导下一步的施工。 b) 设计施工文件中要规定控制支护变形的具体措施。比如：限制每步作业的开挖深度每步作业的开挖深度和安排合理的挖土工序；限制边坡开挖面的裸露时间，尽快加以支护；加快注浆和喷混凝土早期强度的发展等。在结构设计方案中，可以采取的限制变形措施有：加大上排土钉的长度；增加土钉密度；加大设计安全系数；通过拧紧土钉端部螺母在钉中施加少量预拉力；将上部土钉中的一排或二排改为预应力锚杆等。L=120

15、00 221500L=12000 221500L=12000 221500L=9000 201500预应力土钉L=16500 251500预应力土钉L=16500 251500-13.5L=6000 181500L=9000 201500预应力锚杆L=200002000预应力锚杆L=200002000室外地坪 c) 要充分考虑地表径流、地下水管变形后漏水和地下水的影响。施工时如土体渗水严重，就很难喷设面层混凝土，而且容易引起塌坡和塌孔。当地下水的流量较大，施工时应采取专门措施降低地下水位或设置防水帷幕。支护在地下水作用下，其面层压力和土钉内力均会显著增加，尤其是粘土的抗剪能力及其与土钉之间的界

16、面粘结能力与含水量有很大关系，泡水后土钉抗拔能力急剧降低。所以设计时必须考虑到支护在施工和使用阶段中可能遇到的地下水位变化和土体含水量的变化，并设置内部排水系统。 d) 基于设计与施工的紧密联系，土钉支护的设计与施工宜统一由支护施工承包单位负责。一般可由发包单位提出设计的初步方案，由施工承包单位完成详细的初步设计，并交发包单位或第三方审查。完成初步设计所需的地质勘察资料常由发包方提供，但施工单位应对此作必要的复查与补充，并承担因勘察资料不全或数据有误而导致工期延误或损失的责任，这些在合同文件中要有明确规定。 根据法国的经验，土钉支护出现的破坏事故在 75% 发生在施工过程中，其余 25% 发生

17、在工程建成以后。事故的主要原因有：土体实际情况与设计假定不符，超深开挖，以及水的作用和冻害等。 我国近几年在土钉支护施工中已出现了不少工程事故，主要原因有：1) 设计不合理，甚至缺乏必要的分析计算，支护强度严重不足；2) 施工超挖，违反分步作业、在完成上步支护前不得往下开挖的基本要求；3) 盲目在软土地层中施工；4) 忽视可能遭受的各种水害作用。这些事故又都与工程施工中取消了本属必需的量测监控内容有关，以至于不能及时发现问题和补救。土钉支护是一种工程结构物，必须有足够的强度储备和可靠度。 施工质量检测 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）规定： 3.6.1 支护结构施工及使用的原材料及半

18、成品应遵照有关施工验收标准进行检验。 3.6.2 对基坑侧壁安全等级为一级或对构件质量有怀疑的安全等级为二级和三级的支护结构应进行质量检测。 3.6.3 检测工作结束后应提交包括下列内容的质量检测报告：1 检测点分布图；2 检测方法与仪器设备型号；3 资料整理及分析方法； 4 结论及处理意见。 4.7.5 混凝土灌注桩质量检测宜按下列规定进行： 1）采用低应变动测法检测桩身完整性，检测数量不宜少于总桩数的10%，且不得少于5根； 2） 当根据低应变动测法判定的桩身缺陷可能影响桩的水平承载力时，应采用钻芯法补充检测检测，数量不宜少于总桩数的2%，且不得少于3根。 4.7.6 地下连续墙宜采用声波

19、透射法检测墙身结构质量，检测槽段数应不少于总槽段数的20%，且不应少于个3槽段。 4.7.7 当对钢筋混凝土支撑结构或对钢支撑焊缝施工质量有怀疑时，宜采用超声探伤等非破损方法检测检测，数量根据现场情况确定。 6.4.9 土钉墙应按下列规定进行质量检测： 土钉采用抗拉试验检测承载力，同一条件下，试验数量不宜少于土钉总数的1%，且不应少于3根； 墙面喷射混凝土厚度应采用钻孔检测，钻孔数宜每100m2墙面积一组，每组不应少于3点。 E.1.5 基本试验和蠕变试验锚杆数量不应少于3根，且试验锚杆材料尺寸及施工工艺应与工程锚杆相同。 E.1.6 验收试验锚杆的数量应取锚杆总数的5%，且不得少于3根。 目前对土钉支