土方开挖及地下支护施工阶段的安全控制

2023-10-09 理论教育版权反馈

【摘要】：土方分层高度、土方开挖深度。放坡坡脚位于地下水位以下时，应采取降水或止水的措施。总管不宜放在地下水位一下过深的位置，否则总管以上的土方开挖也往往会发生涌水现象而影响土方施工。施工中应设置地下水位观测孔，并对邻近建筑、管线进行监测，在降水系统运转过程中随时检查观测孔中的水位，发现沉降量达到报警值时，应及时采取措施。支撑应力复加应以监测数据检查为主，以人工检查为辅。

1）程序安排原则

（1）根据工程地形、地质特点及招标文件、图纸要求安排施工程序，力求安排合理，确保工程保质、保量，按期实现。

（2）开挖前需对原始地貌进行复测，并报送监理工程师签证；同时根据设计图纸要求，完成开挖区周边截水沟等排水工程的施工。

（3）开挖到砂砾料时，进行地形复测，以确定土层和砂砾料层的分界线，并报送监理工程师签证。

2）工艺流程

（1）准备工作。在施工准备阶段，首先需要拆除地表及可预见的地下物拆除，进行场地清理、施工期排水，对施工过程中可能使用到的路径进行开挖运输，以及基槽平整。

（2）土方分层高度、土方开挖深度。有内支撑的基坑开挖方法和顺序应尽量减少基坑无支撑暴露时间。应先开挖周边环境要求较低的一侧土方，再开挖环境要求较高一侧的土方，根据基坑平面特点采用分块、对称开挖的方法，限时完成支撑或垫层。基坑开挖面积较大的工程，可根据周边环境、支撑形式等因素，采用岛式开挖、盆式开挖、分层分块开挖的方式。

对于长度和宽度较大的基坑可采用分层分块土方开挖方法。分层的原则是：每施工一道支撑后再开挖下一层土方，第一层土方开挖深度一般为地面至第一道支撑底，中间各层土方开挖深度一般为相邻两道支撑的竖向间距，最后一层土方开挖深度应为最下一道支撑底至坑底。

（3）边坡稳定。场地条件允许时，可采用放坡开挖方式。为确保基坑施工安全，一级放坡开挖的基坑应按照要求验算边坡稳定性，开挖深度一般不超过4.0 m；多级放坡开挖的基坑应同时验算各级边坡的稳定性和多级边坡的整体稳定性，开挖深度一般不超过7.0 m。采用一级或多级放坡开挖时，放坡坡度一般不大于1∶1.5；采用多级放坡时，放坡平台宽度应严格控制不得小于1.5 m，在正常情况下放坡平台宽度一般应不小于3.0 m。

放坡坡脚位于地下水位以下时，应采取降水或止水的措施。放坡坡顶、放坡平台和放坡坡脚位置应采取集水明排措施，保证排水系统畅通。基坑土质较差或施工周期较长时，放坡面及放坡平台表面应采取护坡措施。护坡可采用钢丝网水泥砂浆、钢丝网细石混凝土、钢丝网喷射混凝土等方式。

（4）井管保护。降水施工时，应做好井点管滤网及砂滤层结构，防止抽水带走土层中的细颗粒。当有坑底承压水时，应采取有效措施防止流砂。

井点管的埋设应满足水泵的抽吸能力，当水泵的最大抽吸深度不能达到井点管的埋置深度时，应考虑降低总管埋设位置或采用两级井点降水。总管不宜放在地下水位一下过深的位置，否则总管以上的土方开挖也往往会发生涌水现象而影响土方施工。

井点管全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有误漏气现象。开始抽水后不希望停抽。时抽时停，滤网易堵塞，也容易抽出土粒，使水混浊，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降开裂。正常的排水是细水长流，出水澄清。通过试运转，如发现井管失效，应采取措施使其恢复正常；如无可能恢复则应报废，另行设置新的井管。

如果施工区周围有湖、河、浜等储水体时，应在井点和储水体之间设置止水帷幕，以防抽水造成与储水体穿通，引起大量涌水，甚至带出土颗粒，产生流砂现象。施工中应设置地下水位观测孔，并对邻近建筑、管线进行监测，在降水系统运转过程中随时检查观测孔中的水位，发现沉降量达到报警值时，应及时采取措施。

（5）工程桩保护。

①截桩首先截至设计标高上20 cm，然后采用人工凿除桩身混凝土，留出桩顶以上锚固主筋，并保护好需锚入底板中的钢筋。(www.chuimin.cn)

②桩顶凿打平整后，其顶标高应符合图纸要求，各桩顶标高误差不大于2 cm。工程桩顶应锚入基础底板（或基础梁）内10 cm，桩顶钢筋应锚入底板中。

③当桩顶标高低于设计标高时，应将桩四周混凝土垫层做成45°斜坡。如超深过大时，则应经设计同意局部增加配筋。

（6）土方分块、支撑分段。分块的原则是根据基坑平面形状、基坑支撑布置等情况，按照基坑变形和周边环境控制要求，将基坑划分为若干个边部分块和中部分块，并确定各分块的开挖顺序，通常情况下应先开挖中部分块，再开挖边部分块。

（7）支撑模板。模板工程的目标为支撑混凝土表面颜色基本一致，无蜂窝麻面、露筋、夹渣、锈斑和明显气泡存在。结构阳角部位无缺棱掉角，梁柱、墙梁的接头平滑方正，模板拼缝基本无明显痕迹。表面平整，线条顺直，几何尺寸准确，外观尺寸允许偏差在规定允许范围内。

钢筋混凝土支撑底模一般采用土模法施工，即在挖好的原状土面上浇捣10 cm左右素混凝土垫层。垫层施工应紧跟挖土进行，及时分段铺设，其宽度为支撑宽度两边各加200 mm。为避免支撑钢筋混凝土与垫层粘在一起，造成施工时清除困难，在垫层面上用油毛毡做隔离层。隔离层采用一层油毛毡，宽度与支撑宽等同。油毛毡铺设尽量减少接缝，接缝处应用胶带纸满贴紧，以防止漏浆。

（8）钢支撑预应力控制。预应力施加应在每根支撑安装完以后立即进行。支撑施加预应力时，由于支撑长度较长，有的支撑施加预应力很大，安装的误差难以保证支撑完全平直，所以施加预应力的时候为了确保支撑的安全性，预应力分阶段施加。支撑上的法兰螺栓全部要求拧紧。

采用钢支撑施工基坑时，最大问题是支撑预应力损失问题，特别是深基坑工程采用多道钢支撑作为基坑支护结构时，钢支撑预应力往往容易损失。因此在基坑施工过程中，应加强对钢支撑应力的检查，并采取有效的措施，对支撑进行预应力复加。

支撑应力复加应以监测数据检查为主，以人工检查为辅。监测数据检查的目的是控制支撑每一单位控制范围内的支撑轴力。其复加位置应主要针对正在施加预应力的支撑之上的一道支撑及暴露时间过长的支撑。复加应力时应注意每一幅连续墙上的支撑应同时复加，复加应力的值应控制在预加应力值的110%之内，防止单组支撑复加应力影响到周边支撑。

（9）钢围檩施工。钢围檩与围护墙间的安装间隙应采用C30细石混凝土填实。

（10）渗漏处理。地下连续墙常因夹泥或混凝土浇筑不密实而在施工接头位置甚至墙身出现渗漏水现象，为了防止围护体漏水影响周边环境和危害基坑安全，必须对渗漏点进行及时修补。堵漏施工工艺为：首先找到渗漏来源，将渗漏点周围的夹泥和杂质去除，凿出沟槽，并清水冲洗干净；其次在接缝表面两侧一定范围内凿毛，凿毛后在沟槽处埋入塑料管对漏水进行引流，并用封缝材料（即水泥掺和材料）进行封堵，封堵完成并达到一定强度后，再选用水溶性聚氨酯堵漏剂，用注浆泵进行化学压力灌浆，待浆液凝固后，拆除注浆管。

（11）永久结构保护。根据平行于基坑地下连续墙外侧地下管道的管材、接头形式、埋深等条件，在开挖前应设计并敷设好地下连续墙外侧管道地基土不均匀沉降观测点和调正管道地基沉降量的跟踪注浆管、测点及注浆装置。

对一级保护的基坑，需在垂直于基坑侧墙的几个断面上布置地面沉降观测点和建筑物或设施的位移观测点，并敷设保护建筑物、构筑物或公用设施的控制地基沉降的跟踪注浆技术装备。

（12）基坑临边。基坑临边需设置安全可靠的防护设施，并设立警示标志。在各自不同的临边作业的区域，也应按作业不同设置不同的临边作业警示与防护措施。基坑周边如堆料台、各种平台周边以及栈道等，需设置防护栏杆；在垂直运输的设备周边，不仅需要架设防护栏杆，同时还需要在栏杆的下部设安全网；分段施工的人行区域内，需要设立防护栏杆，在其楼梯的一侧，还需设置扶手，作为临时加护。

所有加设的防护栏杆都应用油漆刷上鲜明的提示色，并悬挂警示标志，如当心坠落、当心高低差、禁止翻越等。所有基坑临边工作区域都需存在人员的安全立足点，以防发生跌落等意外。脚手架的设置必须规范合理。

基坑临边的防护设置周围还应当设置警戒线，警戒线内严禁堆载任何材料，同时基坑临边严禁超堆荷载。

土方开挖及地下支护施工阶段的安全控制

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