王 磊

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

某办公楼基坑支护和开挖施工技术要点分析

王 磊

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

介绍了办公楼工程基坑支护和开挖施工工艺流程、操作要点、质量控制、安全和环保措施，可以为同类工程提供借鉴。

办公楼；基坑支护和开挖；施工工艺流程；操作要点；质量控制；安全措施

0 概述

某办公楼工程地下2层，地上25层，建筑高度99.585 m，框剪结构，主楼为桩筏基础，裙房为独立基础,基坑底近似缺角矩形,长×宽=82.90 m×62.00 m。室外自然地面标高为-1.000 m,坑底标高为-9.972 m,局部最低标高为-11.572 m,基础埋深为8.9～10.5 m。

1 工程环境条件

工程北侧为6层高的已有住宅楼，距基坑边6 m，西邻城东路，且有4层办公楼。办公楼距基坑顶边8 m，道路距基坑顶边25 m，南侧为城市主干道，距基坑顶边13 m,南侧土钉墙施工对沿道路管线没有影响。东侧为已有居住小区，基坑顶边距小区围墙13 m。工程场地属于黄河冲积一级阶地地貌单元。地下水位埋深为19 m，基坑开挖深度为10 m，本基坑支护开挖施工过程中不需进行降水。

2 基坑支护设计方案

根据本工程基坑支护设计文件，基坑支护采用支护桩、复合土钉墙形式。

2.1 支护灌注桩、冠梁

支护灌注桩桩顶标高为-3.0 m，灌注桩底标高-16.2 m，灌注桩间距为1.5 m，桩直径600 mm，冠梁尺寸为700 mm×600 mm，混凝土强度为C30。

钻孔灌注桩垂直度≤1/200，桩位偏差≤50 mm，并不能向坑内偏差和倾斜。冠梁采用开槽支模浇筑，达到设计强度80%后方可挖土，护坡桩混凝土充盈系数为1.0～1.2，混凝土粗骨料直径≤25 mm。灌注桩钢筋保护层厚度≥50 mm。

2.2 土钉墙

土钉墙钢筋中钉杆采用二级螺纹钢，加强筋和网筋采用一级钢筋，面层喷射混凝土强度等级为C20，注浆采用PC32.5水泥，水灰比为0.5,注浆水泥用量为40 kg/m，采用二次注浆技术，二次注浆压力不小于0.5 MPa，网筋搭接长度不小于300 mm。

土钉墙钢筋网片采用Φ6.5@250×250,钢筋搭接长度≥300 mm，加强筋采用Φ14钢筋，在钢筋网上与土钉焊接且井形布置，搭接长度不小于10 d钢筋直径，单面焊接，土钉端头焊接锚头，材料同土钉，长度100 mm，双面焊接。土钉墙喷射混凝土强度C20，土钉墙喷层厚度80 mm。A断面支护桩侧采用60 mm厚C20混凝土，Φ6.5@250×250钢筋网片进行支护。

3 施工工艺流程和操作要点

3.1 护坡桩施工要点

1）长螺旋钻孔压灌桩工艺流程

定桩位、复核→钻机就位→钻至设计深度→终孔验收→灌注混凝土→清土提升钻杆→混凝土灌注至现地平→起吊钢筋笼、振动锤→启动振动锤、下插钢筋笼→钢筋笼插至设计标高→转移钻机循环下个桩位→施工完成。

2）桩机就位

将基本就位的桩机用线锤吊线对中，调整桩机位置直到钻孔中心与桩位中心重合为止；调整时必须保持桩机平稳，不发生倾斜、位移。为准确控制钻孔深度，在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。

3）钻孔

钻头刚接触地面时，先关闭钻头封口,下钻速度要慢，正常钻进速度可控制在2～3 m/min。钻进过程中，如遇到卡钻、钻机摇晃、偏移，应停钻查明原因，采取纠正措施后方可继续钻进。钻孔作业应分班连续进行，工作人员要认真填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班注意事项。

4）终孔

钻孔到达设计标高时，经设计、建设、监理、施工等单位的代表按有关验收条件和设计要求进行验收，被确认终孔后，方可停止钻进。

5）混凝土浇筑

①混凝土必须符合设计及规范要求。混凝土坍落度应控制在160～200 mm并具有较好的和易性、流动性。现场检验混凝土坍落度，不符合要求的混凝土不得用于本工程。

②提升钻杆接近地面时，放慢提管速度并及时清理孔口渣土，以保证桩头混凝土质量。

③有专人负责观察泵压与钻机提升情况，钻杆提升速度应与泵送速度相匹配，灌注提升速度控制在2.5 m/min，严禁先提钻后灌料，确保成桩质量。混凝土灌注必须灌注至地表。

6）桩头清理

成桩后,在不影响后续成桩的前提下,及时组织人员清运打桩弃土，清土时需注意保护完成的桩体及钢筋笼,弃土应堆放至指定地点，确保施工连续进行。

3.2 土钉墙施工要点

1）工艺流程

测量放线→开挖修坡→凿孔→终孔验收→安装钉杆→注浆→挂钢筋网→焊接加强筋→喷射混凝土→养护。

2）开挖上层土方，修整边坡土

对开挖出的边坡进行人工修整，确保边坡的平整度,对土钉位置作出标志,孔位的允许偏差为±100 mm。

3）钻孔

本工程依据土层条件,土钉成孔采用人工成孔，按设计的孔位布置进行测量标线,标出准确的孔位，然后按设计要求的孔长、孔的倾角和孔径进行钻孔，严格注意质量，逐孔进行验收记录，不合格者为废孔，应重打。直径100 mm，成孔倾角10°～15°，钻孔的倾角误差±5%，孔径允许误差为±5 mm，孔深允许偏差为±50 mm。成孔过程中遇有障碍物需调整孔位时，不得影响支护安全。成孔过程中应按土钉编号逐一记录取出的土体特征、成孔质量、事故处理等。

土钉采用HRB335，Φ20（22）钢筋加工，为使土钉处于孔的中心位置,每隔3 m焊结一个居中支架,将土钉体安放在孔内。注浆材料采用P.C32.5级水泥，水灰比为0.4～0.5。为了杆体浆液饱满，采用孔底注浆的方法。在修好的边坡坡面上，按各坡面设计要求，铺上一层Φ6.5@250×250钢筋网，钢筋搭接≥300 mm。

注浆、绑扎网片施工完成后，用Φ10钢筋将土钉头部连接起来，焊在杆体上，各焊接点必须牢固。钢筋网铺设好后，应在其上面焊接加强筋，使土钉、钢筋网、加强筋连成一体，加强筋以土钉为连接点，成菱形布置。

在上述工序完成后，即可喷射混凝土，厚度按设计要求喷80 mm,配合比现场取样试验配制，强度达到C20，要求表面基本平整。

3.3 土方施工

土方开挖之前要搞清支护工作要求，配合支护施工要求开挖土方。开挖应分层分段进行。分层厚度与锚杆的深度相适应，分段长度以20～30 m为宜，等该段锚杆施工完毕，再开挖下段土方。实际施工时可采用间隔跳挖的方法。

土方开挖的施工工艺流程：施工准备→测量定位→护坡桩施工→冠梁施工→第一道锚索施工及张拉→第一层土钉支护→分层土方开挖→分层腰梁锚索施工→分层土钉支护→开挖至桩顶标高上1.00 m→CFG桩施工→挖桩间土→凿桩头→测桩→基础验槽。

各层土方开挖采用机械开挖人工配合的方法。先使用日立220型反铲挖掘机进行分层开挖、分层支护，待挖至距施工桩顶标高50～60 cm时，再使用小勾机挖桩间土至设计标高上20～30 cm。人工配合清槽至设计标高，截桩，并通知检测部门测桩。本工程中桩较密，采用挖斗为500 mm宽小型反铲挖掘机。在挖掘前，先对挖掘机司机进行班前交底，严禁挖断桩头。在挖掘过程中，按撒出的灰线进行挖掘，由专人指挥，反铲挖掘机倒退行驶进行开挖，挖出的土方用翻斗车运至甲方指定的地点堆放。在开挖过程中应特别注意避开桩头，当挖掘不动时，马上停止，调整后再进行挖掘。挖掘机挖土时不能挖到设计标高,应留20 cm左右，挖土时应随时检查标高，严防超挖。分层开挖，挖一层后进行土钉墙施工，等施工完成后在进行下一层的施工。

开挖基坑（槽）时，不得超过基底标高，如个别地方超挖时，应用与基土相同的土料补填，并夯实至要求的密实度，或用灰土或砂砾石填补并夯实。在重要部位超挖时，由设计、监理单位进行现场勘察，给出施工方案后，进行填补。基坑开挖至设计标高后，边坡与基底交接处喷射C20细石混凝土进行防冻处理。

4 质量控制

1）浇灌混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理，必须符合设计要求和施工规范的规定，本工程灌注混凝土要求完成面之标高比桩顶的设计标高高出500 mm。

2）成孔深度必须达到设计要求持力层。以端承为主的桩，沉渣厚度严禁大于100 mm。

3）混凝土构件在浇筑混凝土之前，护坡桩桩顶混凝土破除应到位，混凝土强度等级应达到设计要求。

4）混凝土构件在钢筋绑扎前，采用空压机或水冲的方法将新旧混凝土交接处处理干净，严禁新旧混凝土交接处带有泥土或其他影响混凝土强度的杂物。

5 安全控制

1）电缆直接埋地的深度不小于0.6 m，并在电缆上下各均匀铺设不小于50 mm厚的细砂，然后覆盖砖等硬质保护层。

2）配电箱、开关箱的箱体材料一般应选用铁板，也可选用绝缘板，而不宜选用木质材料。

3）漏电保护器必须使用动作电流小于30 mA的漏电保护器。

4）焊钳和焊枪与电缆的连接必须简便牢靠，连接处不得外露，以防触电。

5）土方开挖及锚杆施工过程中，必须安排安全技术人员连续监控，观察基坑、支护结构、周围环境的变形情况和井的水位变化情况，发现异常立即汇报到项目部，及时采取相应措施。