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关于世博园文化博览区15街坊16-06地块基坑围护方案的探讨

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：李福奎

[导读] 摘要：在施工建设的过程中，受到众多的因素的共同作用，会对基坑围护方案造成一定的影响，因此在本文的分析过程中，主要以世博园文化博览区15街坊16-06地块的基坑围护施工方案进行分析，以此为相关领域的研究人员提供一定的参考数据。

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        摘要：在施工建设的过程中，受到众多的因素的共同作用，会对基坑围护方案造成一定的影响，因此在本文的分析过程中，主要以世博园文化博览区15街坊16-06地块的基坑围护施工方案进行分析，以此为相关领域的研究人员提供一定的参考数据。
        关键词：基坑围护方案；施工建设；支撑体系；加固体系
        引言：随着我国经济的高速发展，使得在社会当中出现了大量的建筑，同时在建筑的规模以及建筑的数量方面都有着明显的提升，对于建筑施工建设而言，一旦由于在基坑方面施工出现了问题，就会导致在日后使用的过程中，对建筑的质量性和安全性造成严重的影响，因此本文着重对建筑工程项目的施工过程中，施工技术等方面进行分析。
        1 基坑工程围护设计概括
        在本工程当中，基坑的实际开挖面积为3004平方米，基坑的总周长为220m。同时基坑的开挖深度为6.5m，在集水坑位置，深度为1-1.5m。对于基坑的安全等级方面，设定为三级，环境保护的等级为三级，同时在对该工程的基坑支护的设计当中，有效的使用年限为2年时间。在为基坑施工的过程中，主要采用减半桩内插型钢，结合起工法桩形成围护，而在局部位置上设定为内抛型钢斜撑。
        本工程主要在世博园文化博览区当中，项目的整体建设面积为5000平方米。本工程建设自三角洲冲击平原区域当中，施工现场比较平整，同时场地的标高大约为4.38-4.57m。
        2 基坑围护方案
        2.1 维护概况
        在本项目的施工过程中，对基坑采用的是SMW工法桩围护方式，并结合起三轴搅拌桩内插H型钢，以及一道水平钢管支撑的维护型式进行施工建设。
        2.1.1 支护体系
        在采用了SMW工法桩施工技术之后，需要使用三轴搅拌桩，其中三轴搅拌桩在投入使用的过程中，还需要起到止水桩的作用，实际的水泥掺量需要控制在20%左右，而桩顶的标高为01.400m，并将桩入土的深度控制在15.8m左右的位置上。在局部的使用环节上，需要控制其深坑的开挖深度在8.200m，而桩入土的实际深度控制在18.8m左右。之后在使用的H型钢尺寸上，为18.0m，采用“隔一插二”的施工方式。并且保障地表与搅拌桩顶之间的距离，需要空盒子在1比1的等比坡比放坡形式，在坡面的方面，需要采用60厚C20 的混凝土面，形成良好的层护坡。
        2.1.2 支撑体系
        在本项目的施工过程中，其采用的一道水平钢支撑体系上，具体的支撑信息如下图1所示。

        图1 一道水平钢支撑体系
        2.1.3 立柱和立桩
        在本工程当中，主要采用了H型钢立柱，在尺寸方面为400×400×13×21，并且在使用的过程中，也需要成带起立柱桩的作用，总长度在15m。在立柱安装的位置上，需要在坑底的位置上，进行两个三轴搅拌桩的安装，总长度在9.45m，之后在进行250mm的搭接操作。
        2.1.4 加固体系
        首先需要对被动区的土体进行相应的加固处理，在具体的操作过程中，需要使用三轴搅拌桩暗墩，进行加固处理，数量控制在10排左右。之后还需要保障加固的过程中，实际的深度控制坑底的4m以下的位置上，并且水泥的掺量为20%。
        2.1.5 降水处理
        在降水处理的过程中，主要采用真空深井处，进行疏干降水。
        2.1.6 设计参数以及强度的标准
        在设计水位上，需要依据上海地区的常年平均地下水位，需要设置在自然地下0.5m的位置上。而在坑外的超载上，主要控制在20kPa左右。而在施工的过程中，对于设计的强度来说，水泥需要采用P.O42.5级别的硅酸盐水泥，在施工的过程中，需要保障水泥的新鲜程度，保障不会有结块的情况出现，避免使用水分过大的水泥。而使用的三轴水泥土搅拌桩方面，水泥的掺量为20%。在钢筋混凝土围檩等材料方面，需要使用混凝土设计强度等级为C35等级的混凝土。而使用的型钢、钢管以及立柱方面，都需要使用Q235B的钢材型号。最后对于护坡来说，需要保障喷射混凝土护坡面层的混凝土强度等级为C20。
        2.2 SMW工法施工
        在本文的基坑工程施工建设的过程中，由于采用的工法桩方法，因此需要使用三轴搅拌桩，其型钢的插入方式上，均为插一跳一的形式。
        2.2.1 临近搅拌桩的施工顺序
        由于使用了SMW工法之后，需要依据跳槽式，双孔全套复搅式得连接方式进行施工建设，例如下图2所示。

        图2 跳槽式双孔全套复搅式连接示意图
        在进行施工的过程中，图上的阴影位置，需要进行重复性的套钻，之后还需要保障墙体的连续性，同时在接头的处理上，也需要保障施工的整体质量性，能够起到良好的止水效果即可。
        在进行施工的开展之前，还需进行试桩测试，以此能够在施工建设的过程中，采用较为合理的钻进速度、水灰比以及泵送的衰减，这样形成良好的搅机提升速度，这样也是为施工工艺的优化提供一定的数据支持，以此满足对工程项目的设计需求。
        2.2.2 SMW工法操作流程
        首先需要进行场地的平整处理，这样就可以保障在施工过程中，不会受到场地的影响，造成施工过程中的误差，之后便需要进行测量放线、开挖沟槽处理，在完成了这两项步骤之后，便需要放定位型钢，并保障桩基就位，之后便是进行搅拌以及注浆处理，在完成注浆之后，还需要对其表面刷涂一些减摩剂，以此才可以进行H型钢的插入操作，这样便形成一个完整的操作流程，之后对下一个桩基进行处理。
        2.2.3 施工工艺
        （1）场地平整。在场地平整的处理过程中，是需要在设备进入到施工现场之前就进行的处理，以此将施工场地当中的一些表面硬物及时的去除，并利用素土进行回填，以此夯实土质。夯实之后，需要进行承载荷载的测量，只有保障可以承受30T大吊车以及重型装架，才可以进行下一步的作业。
        （2）测量放线。首先需要依据图纸当中的坐标基准点，以及结合其设计图纸当中的参数设计，进行放样和定位，并进行高程引测工作的开展，同时需要在工作的过程中，做好永久临时的标志。在完成了放样定线之后，还需要进行测量技术的复核单的复查，只有在经过监理进行严格的复核之后，并进行了签字确认，这样才可以进行搅拌的施工建设。
        （3）开挖沟槽。在进行开挖沟槽作业的过程中，需要依据基坑围护的内边上的控制线位置，利用挖机进行开挖沟槽的操作，同时形成的沟槽的实际规格，需要能够依据搅拌桩的桩径，以及实际的施工情况进行确定。一旦在施工的过程中，遇到了一定的障碍物，就需要使用挖土机进行清除处理，在对其障碍进行清除了之后，会有着一个较大的空洞，为此需要及时的进行回填处理，并夯实土面。之后再进行重新的开挖沟槽，以此保障SMW的工法施工，可以顺利的进行下去。
        （4）定位型钢。在进行装机子开挖的过程中，其工作沟槽的两侧，需要铺设导向定位型钢，之后还需要依据设定的需求，在导向定位型钢上进行钻孔位置的确定，并将H型钢的位置确定下来。
        （5）桩机就位。在这个环节的操作过程中，需要由值班的班长进行统一的指挥，以此让桩机能够准确的就位，在移动的过程中，也需要对周围的情况进行掌握，一旦出现位置的不确定，就需要进行及时的纠正。在作业的过程中，需要保障桩基的运行较为平稳和平正，之后还需使用线锤工具，对龙门立柱，进行垂直定位的观测，以此保障桩机的垂直度的准确性，之后还需要使用经纬仪进行进一步的校核。对于三轴水泥搅拌桩来说，需要完成搅拌桩的定位之后，才可以进行二次的定位负荷，同时需要控制桩位的偏差值能够小于设计值。
        （6）搅拌和注浆。在这个作业过程中，需要保障在三轴水泥土搅拌的过程中，其下沉以及提升的全过程，都需进行水泥浆液的注入，并且需要严格控制好下沉以及提升的速度。在作业的过程中，还需要依据设计的要求以及技术的资料所需要的规定标准，将搅拌过程中的下沉速度控制在0.5m/mim-1.0m/min之间，而在进行速度提升的过程中，则需要控制在1.0m/min-2m/min之间，同时还需要在桩底的位置上，进行持续性的搅拌注浆处理，之后还需要由专门的人员，对成桩的过程进行操作的完全记录。
        之后在水泥浆液以的制备方面，需要在施工的现场就进行搅拌平台的搭设，而在搭设的平台附近，需要进行水泥库的建设，同时保障在进行浆液的搅拌之前，还需要对相关的技术人员进行详细的技术交底工作。
        （7）H型钢涂刷减磨剂。为了在接下来的施工作业当中提供一定的便利性，就需要保障对维护区域当中，全部的H型钢材进行回收，同时还需要重视起对减磨剂的刷涂质量性的把控。首先对H型钢进行有效的处理，将表面出现的污垢以及铁锈进行完全的清除。同时在减磨剂的使用过程中，还需电炉进行加热，直到完全的融化之后，使用搅拌棒进行搅拌，在搅拌的时候需要保障薄厚程度一致，这样的减磨剂才可以刷涂到H型钢上，反之一旦涂层不均匀，就会使得刷涂后，比较容易发生脱落的情况。当作业的过程中，一旦遇到雨雪天气时，就会使得型钢表面比较潮湿，为此需要在进行刷涂之前，需要使用抹布将其表面进行擦拭，这样才可以进行减磨剂的刷涂。需要避免在潮湿的表面直接进行操作，会在日后使用的过程中，发生脱离的情况。同时，一旦在H型钢的表面，在对铁锈进行了全面的清除之后，一旦没有及时的进行减磨剂的涂抹，就需要在之后的刷涂之前，首先能够保障表面不会存在灰尘。在对其H型钢进行刷涂之后，一旦在刷涂的过程中，出现了涂层的破损，就需要将其整块进行铲除，并进行重新的刷涂。之后在进行浇筑压顶圈梁的作业中，需要能够在圈梁中，事先埋设出H型钢，需要使用1cm的厚泡沫，将其与混凝土进行分割，以免在使用的过程中，影响到H型钢的回收作业。
        （8）插入H型钢
        当三轴水泥搅拌桩完成的了施工作业之后，就需要让吊机及时的就位，并准备好H型钢的放置操作。在进行起吊的过程中，需要保障在距离H型钢7cm位置处，进行一个中心圆孔的设置，同时需要保障孔径大约为4cm左右。在操作的过程中，还需要保障将吊具和固定钩准备好，之后再使用30T的吊机，将H型钢进行吊起，之后还需要使用线锤进行垂直度的校准，以此保障垂直的准确性。
        之后在定位卡的设置阶段，需要保障能够保障，沟槽的定位型钢上，进行H型钢的定位卡，之后进行固定的插入方式，保障型钢定位卡的牢固和水平的准确性。
        2.3 质量保证的措施
        在进行施工作业的过程中，需要保障水泥的出厂日期，在三个月以内，同时需要在使用的过程中，能够提供出全面的质量合格证书，以及对水泥进行试验的报告，一旦在对水泥进行检测的过程中，发现水泥出现受潮、结块的现象，就表示不能进行使用。同时在施工的过程中，还需要严格的控制好水泥浆液的质量性，避免在进行拌制的过程中，进行水泥的掺入量的改变。同时在还需要重视起对工程水泥杆浆液的水灰比控制，需要控制在1.5-2.0之间。在进行测量放线的过程中，需要有专门的人员进行操作，对每隔3m的距离进行铁轨的铺设，以此能够很好的对三轴搅拌桩的桩位进行控制。对于桩机来说，需要在作业的过程中，始终保持端正、稳定以及水平的状态，同时在进行桩机的移动以及开钻的时候，需要有专门的人员，在施工现场进行指挥。在进行开钻的操作之前，还需要对桩机的平稳性进行相应的检测，能够保障施工的过程中，整体桩身不会发生位移或者偏移。同时，施工需要使用各种测量仪器的设备，以此实现对桩机水平度以及垂直度的把控，只有在施工过程中将其误差控制在合理的范围之内，才可以进行接下来的施工建设。
        在搅拌桩基的桩位来说，其偏差值应该在50mm以内，并且桩身的垂直误差不应该超过1/200，而对于桩径位置的偏差而言，需要控制在10mm以内，桩底位置的误差，也应该在50mm以内。
        在进行成桩的操作过程中，通常情况下，都会采用一喷一搅的施工工艺，将水泥以及原状土进行充分的搅拌处理，在进行下沉以及提升的过程中，都需要使用喷浆搅拌的形式，在下沉的速度上，需要控制在0.5-1m/min之间。同时在下沉过程中的浆量上，需要设定为总浆量的七八成左右，并与之提升的过程相互配合，这样就可以保障额定浆量，可以在合理的范围当中进行分布。在提升的过程中，还需要尽可能的避免，在孔内出现负压的情况发生，进而造成对周围土体产生较大的扰动。同时在搅拌的处理方面，其搅拌的次数以及搅拌的时间上，都能够直接影响到水泥土搅拌桩的质量性，因此需要重视起搅拌桩的合理性操作，对于放置时间超过了2个小时的搅拌浆液，就需要进行报废处理，避免使用质量方面存在问题材料，以此对工程项目造成质量性的影响。
        总结：综上所述，在对基坑围护方案进行分析的过程中，首先需要明确其工程项目的建设需求，这样在施工的过程中，便可以有针对性的进行施工方案的优化，以此保障在使用施工建设的过程中，能够很好的提升工程项目的质量性。
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