CN108797598A

CN108797598A - 一种深基坑中预应力支撑的施工工艺

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Publication number: CN108797598A
Application number: CN201810744428.5A
Authority: CN
Inventors: 陈家冬; 汪小健; 吴亮; 尚学伟; 周曙东; 周芳; 张亮; 周浩达; 范翔
Original assignee: Jiangsu Foundation Engineering Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Foundation Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2018-07-09
Publication date: 2018-11-13

Abstract

本发明涉及一种深基坑中预应力支撑的施工工艺，具体包括以下步骤：(1)清理场地、施工放线；(2)施工准备；(3)建造围护工程：围护方式采用三轴搅拌桩止水、钻孔灌注桩、双轴搅拌桩、加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁来施加预应力；其中先按顺序衔接和穿插施工三轴搅拌桩止水、围护钻孔灌注桩和双轴搅拌桩配合土方挖运；先钻孔灌注桩施工，同时两台搅拌桩机背向而行，减少施工冷缝，双轴搅拌桩施工后3‑5天，跟进投入钻机进行围护钻孔灌注桩施工；钻孔灌注桩施工后开挖土方，接着施工加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁后继续挖土方；重复步骤上述施工流程直至完成需施工超深基坑的整体施工。该施工工艺效率高，确保了基坑安全和节约了施工工期。

Description

一种深基坑中预应力支撑的施工工艺

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，涉及一种深基坑开挖施工技术领域，尤其涉及一种深基坑中预应力支撑的施工工艺。

背景技术

随着经济社会的发展，人类对高层楼房、大跨度桥梁建设需求越来越大，同时城市用地越来越紧张，为了充分提高地下空间的利用率，建筑物逐渐朝着超大、超高、超深的方面发展。超高建筑势必需要超深的基坑来作保证。

目前，深基坑的支护工程已成为高层建筑施工工程重要的分项，由于基坑土方还未开挖，基坑支护施工是完全隐蔽和半隐蔽状态发展，对深基坑支护工程技术在工程界得到大量和广泛的研究。特别是在城市中心地带施工，由于周围建筑物及管线影响制约因素大、施工场地紧张、平面尺寸大、设计支护深度大、对边坡稳定性要求高，深基坑开挖时为降低桩墙侧向位移和压力，避免基坑较大变形，通常在工程中应用支撑式支护结构，设置支撑后应用千斤顶等加载办法施加轴向力，实现预应力支撑，从而降低围檩间的间隔，消除钢支撑以及土体剪应力，并且增强基坑边坡稳定性，控制基坑变形以及改善墙体受理条件，特别是软土层，在一定深度的开挖后要予以预应力施加和支撑，从而降低流变效应和土体塑性变形。深基坑开挖支护属于临时性的结构，具备较小的安全储备以及极大的风险，一般在地下工程结束后便拆出，不再应用，内容主要包括土方开挖及支护体系施工，属于综合性非常高的系统工程，其次还具备较高的环境效应和时空效应，，在不同的地基基坑中施工差异十分时显，相同城市不同区域也有明显差异，相邻建筑物是深基坑开挖支护的重点区域，从一定程度上说，支撑结构是深基坑开挖的安会保障、控制基抗位移和收敛的有效途径，支撑施工过程中对各个工序均严格检测，尤其是混凝土施工质量、钢材制作安装，直至支撑、冠梁的强度达到100％后才可以进行基坑挖开工作。

在深基坑的开挖施工过程中经常存在如下问题：

1)容易出现开挖基坑坍塌以及变形；

2)挖深基坑时，邻建、地下构筑物和管线常常存在安全隐患；

3)传统的采用地下连续墙施工方法，投资大、安全系数较低，施工噪音也较大，要求施工场地较宽阔，不宜在城市中心地带的施工中应用；在传统钢筋混凝土支撑深基坑中，混凝土支撑施工完毕后养护强度达到设计要求值时，才可以开挖下道土，支撑施工与土方开挖工艺上没有交集。

因此，现在有必要开发一种能够安全可靠，施工方便，且支撑安装和土方开挖交替的连续作业的深基坑中预应力支撑的施工工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够安全可靠，施工方便，且支撑安装和土方开挖交替的连续作业的深基坑中预应力支撑的施工工艺，该深基坑中预应力支撑的施工工艺提高效率，确保了基坑安全和节约了施工工期，具有良好的经济效益和社会效益。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该深基坑中预应力支撑的施工工艺，具体包括以下步骤：

(1)清理场地、施工放线：清理场地，每个桩位应按设计要求，用经纬仪、钢卷尺定位放样；

(2)施工准备：将所需的材料准备好并分批进场，将所需的机械设备进行检修、保养后进场，确保机械设备性能良好；

(3)建造围护工程：围护方式采用三轴搅拌桩止水、钻孔灌注桩、双轴搅拌桩、加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁来施加预应力；其中先按顺序衔接和穿插施工三轴搅拌桩止水、围护钻孔灌注桩和双轴搅拌桩配合土方挖运；先钻孔灌注桩施工，同时两台搅拌桩机背向而行，减少施工冷缝，双轴搅拌桩施工后3-5天，陆续跟进投入钻机进行围护钻孔灌注桩施工；钻孔灌注桩施工后开挖土方，接着施工加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁后继续挖土方；重复步骤上述施工流程，直至完成需施工超深基坑的整体施工。

采用上述技术方案，将三轴搅拌桩止水、钻孔灌注桩、双轴搅拌桩、加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁来施加预应力按顺序衔接和穿插施工并配合土方挖运，支撑安装和土方开挖交替的连续作业，安全可靠，施工方便，提高效率，确保了基坑安全和节约了施工工期，具有良好的经济效益和社会效益。

本发明进一步改进在于，所述步骤(3)中的三轴搅拌桩的施工搅拌桩施工按跳槽式双孔全套复搅式连接施工；具体施工方法包括以下步骤：

S311场地平整：设备进场前，必须先进行场地平整，清除施工区域内表层硬物，素土回填夯实，路基承重荷载以能行走重型桩架为准；

S312测量放线：根据坐标基准点，按照设计图纸进行放样定位及高程引测工作，并做好永久标志和临时标志；放样定线后做好测量技术复核单，进行复核验收签证；确认无误后进行搅拌桩施工；

S313开挖沟槽：三轴搅拌桩施工前，先要挖好沟槽，沟槽尺寸为850mm，并清除地下障碍物，开挖沟槽土体应及时处理，以保证正常施工

S314桩机就位：指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以保证桩机的垂直度，并用经伟仪校核；三轴水泥土搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，桩位偏差值应小于设计值；

S315配制和搅拌泥浆：在开机前应进行浆液的搅制；泥土搅拌桩采用PO42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺入比20％；水泥浆液的水灰比为1.5-2.0之间；

S316制备水泥浆液及浆液注入：在施工现场搭建拌浆施工平台，平台旁边搭建水泥库，水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过24小时；注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合注入；注浆压力宜为0.5～0.8MPa，浆泵流量：150-250L/min/每台，搅拌桩用双头同时注浆；每米桩长水泥用量为：1m×0.866m²截面×0.365t/m³＝0.316t；土体加固后，搅拌土体28天抗压强度不小于0.6Mpa；

S317钻进搅拌：三轴水泥土搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，注浆面和停浆面均在设计桩顶标高上500mm处，以确保桩头成桩质量；下沉速度控制在0.5～1.0m/min；提升速度控制在0.8～1.5m/min；在桩底部分重复搅拌注浆，停留1分钟，并做好原始记录；

S318清洗、移位：将集料斗中加入适量清水，开启灰浆泵，清洗压浆管道及其它所用机具，桩施工完成后，将搅拌机移至下一位置，重复上述步骤，施工下一根桩。

本发明进一步改进在于，所述步骤(3)中的钻孔灌注的施工方法包括以下步骤：采用GPS-10型钻机，正循环回转钻进成孔、清孔，钢筋笼在现场分段制作，孔口对接，吊车辅助安放入孔，导管插入孔内后进行第二次清孔；采用商品砼，导管埋入砼内连续灌注成桩。

本发明进一步改进在于，所述步骤(3)中双轴搅拌桩的施工方法具体包括以下步骤：

S331桩位放样：放轴线桩，以基准线引出在打桩区设置控制桩，用水泥砂浆固定木桩，作上标记以便于保护与寻找；放桩位，以轴线引出，按施工图放出桩位，用小木桩定桩；放好桩位后，多余木桩及时拔除，以免错位，桩位周围作好标记，便于打桩查找；轴线桩与桩位全部放好后，检查和复检；

S332桩机就位：桩机到达指定桩位，对中；保持桩架垂直和水平；施工时两台桩机从一点往两个相反方向开打；

S333预搅下沉：待搅拌头的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松卷扬机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉的速度可由电机的电流监测表控制；如下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进；

S334制备水泥浆：待搅拌头下沉到设计深度的一半时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗中；

S335提升喷浆搅拌：搅拌头下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，边喷浆边旋转，同时严格按设计确定好的提升速度提升搅拌头；

S336重复上、下搅拌：搅拌头提升至桩顶标高时，集料斗中水泥浆应正好排空；为使软土和水泥浆搅拌均匀，应再次将搅拌头边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌斗提升出地面；

S337清洗：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中的残存的水泥浆，直至基本干净。

本发明进一步改进在于，所述步骤(3)中加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁的施工方法中锚索采用D150预应力锚索，加劲锚索桩在冠梁位置下1.2处，在基坑土方开挖到腰梁底0.5m位置时留出5m宽的工作面，对作业面平整、铺设钢板，进行加劲锚杆桩及腰梁的施工，在基坑内钻孔桩内侧四周每隔1m设置一根锚杆加劲桩、加劲桩顶设置一道工字钢双拼腰梁，施工完成后继续进行土方开挖；其中加劲锚索桩采用旋喷桩；该加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁的施工工艺具体包括以下步骤：

S341测量、放线定位：根据设计要求和地层条件，定出孔位、做出标记，放样定线后做好测量技术复核单，进行复核验收签证；

S342钻机就位并钻孔至设计深度：钻机间隔1m的在桩间加劲桩位点就位，调整好25度的水平夹角，钻头顶压固定好钢绞线的钢板锚盘；理直跟进的钢绞锚索，

S343：插预应力钢索：采用一次性顶钻导放钢铰线、退提钻杆旋喷浆成桩的方式，启动注浆电机，钻进送锚索时由喷射水切割土体成孔，钻机边左右摆动、边高压喷水成孔、边送入锚索钢绞线，控制孔的顺直度，后备送锚索保证平直、协调一致，直至顶送到设计深度的孔底，确定深度满足设计要求时，开始退缩钻头，钻头与钢板锚盘分离，锚盘留在孔底、锚索停放于土体孔中；

S344压力灌浆并养护：旋喷压浆泵开始压注水泥浆液，浆泵压力控制在15～20Mpa，边以0.1～0.2m/分钟的速度提升钻杆，在孔底2m范围内作二次往返旋喷浆体，其它握裹段与自由段均按0.1～0.2m/分钟的速度边旋喷浆边提升钻杆，直至孔口完成；其中水泥采用42.5级，用量按25％的掺入量投放，水灰比按0.6配制，水泥浆液要求搅拌均匀，搅拌时间不少于3分钟，一次搅拌的水泥浆液在终凝前用完；

S345施工制作腰梁并焊锚具：工字钢双拼腰梁施工在加劲锚杆桩施工完成后进行，在加劲锚杆桩养护10天养护后根据设计要求分段制作吊入基坑再分段拼装，即长出孔口的钢绞线0.7m以上，待做工字钢双拼腰梁夹入时，分段制作吊入基坑、再分段拼装，长出梁另一端的钢绞线待旋喷锚桩；

S346锚杆预应力张拉与锚头锁定：在加劲锚杆桩养护10天后对锚杆桩进行张拉；采用100吨穿心千斤顶按设计要求分级张拉施加预张力锁定；钢铰线体与腰梁、锚具连接牢固；其中锚固段强度大于20MPa并达到设计强度等级的80％后方可进行张拉；锚索张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响，锚索张拉采用间隔施工；锚索张拉至设计值的110％后，再按设计要求锁定；锚索张拉控制应力不应超过锚索杆体强度标准值的0.75倍。

作为本发明的优选技术方案，所述步骤(3)中的钻孔灌注的施工工艺具体包括以下步骤：

S321测量放线：按施工设计图现场确定施工范围，每个桩位应按设计要求，用经纬仪、钢卷尺测量定位放样；

S322放桩位线：从轴线引出桩位线，允许偏差为1cm；桩位中心控制点处用油漆做出标志；桩位中心线及标志要进行多次检查，看不清时及时补上；桩位中心线放好后，须进行自检，再进行复核；

S323埋设护筒：桩位确定后，再以护筒直径开挖；护筒直径应比设计桩径大10cm；埋设护筒时，其中心线与桩位中心线偏差不得大于20mm；护筒与周围垂直，且开挖埋设的护筒周围用粘土回填夯实；

S324钻机就位：钻机就位后，底座必须用水平尺检验水平度，使钻机达到平整、稳固，以确保成桩钻进过程中不发生倾斜和偏移；转盘中心与桩位中心的允许偏差应小于20mm；

S325正循环成孔：采用钻机进行钻孔，且采用泥浆护壁正循环成孔工艺，泥浆采用水泥土造浆，钻孔深度应大于设计孔深且超深不得大于300mm；

S326第一次清孔：当钻孔至设计孔深时使钻机空转不得进尺，即停止钻进，并立即采用换浆法进行一次清孔；即保持泥浆循环将相对密度为1.1～1.3的不含杂质的泥浆回注入孔内；压出钻渣及比重大的泥浆，进行第一次清孔，保持孔内的泥浆相对密度小于1.25，含砂率小于8％，粘度小于28S；

S327钢筋笼的制作和安装：

S3271：先将主筋校直、除锈，下料长度要准确，将钢筋笼分节制作，分节吊放，吊拼焊接而成；

S372：第一次清孔后，将钻具提出孔外，测量其深度、直径及垂直度，并做好记录，再进行吊放钢筋笼；将与灌注桩超灌控制仪电连接的传感器放置于在钢筋笼上设计的标高位置，同时将传感器随钢筋笼一起吊放到孔内；

S328导管安装及二次清孔：待沉放钢筋笼和导管以后，利用导管作二次清孔；

S3281：首先检查导管的密封性能，既检查导管有无漏水情况，也检查导管连接密封圈的完好情况；

S3282：当钢筋笼安放完毕后，则安放导管，吊放导管时，应将其位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁；

S3283：导管安放完毕后，导管底口距离孔底10～60cm，并利用导管进行第二次清孔，连接泵进行泥浆循环清孔，并进行泥浆指标的调整；

S329水下混凝土施工：

S3291：在二次清孔完成后30分钟内进行水下混凝土灌注，采用法兰盘连接导管浇筑水下混凝土，混凝土灌注过程应连续进行直至灌注完毕，导管必须始终埋入在混凝土中，控制导管离孔底50cm，导管埋入混凝土面的深度控制在2～7m，当灌注的混凝土面接近钢筋笼底端时，导管埋入混凝土面的深度应保持在3m，灌注速度应放慢；当混凝土面进入钢筋笼底端1～2m后，须平稳提升导管，避免出料冲击过大和钩带钢筋笼；砼灌注桩的充盈数必须大于1.05，且不大于1.2；

S3292：在混凝土灌注过程中，采用灌注桩超灌控制仪监控混凝土灌注的高度，当浮浆面达到标高位置，灌注桩超灌控制仪则用黄灯预警，从而放缓浇灌速度；当混凝土到达标高位置时，灌注桩超灌控制仪则用绿灯提示，然后停止浇灌；将传感器从孔桩中拔出，并冲洗干净；

S3293：灌注完毕后，即切断钢筋笼吊筋，拔出护筒，清除孔口泥浆和混凝土残渣，回填孔口，且将灌注完成后剩余的泥浆排入废浆池运走；钻机移位：对成桩后的桩体进行自然养护，并转移钻机至下一个待施工地。

上述技术方案中，其中水下灌注混凝土时：

a.采用直径Φ265mm导管，工程开工前对每一套导管采用高压水泵进行压水试验以检测导管的密封性能，不合格的一律不得在工程中使用，导管安装前要认真检查其丝扣、管壁的完好程度；下入时每节接头处加密封圈，以防泥浆渗入，隔水塞的大小要恰当，安置在泥浆面附近，固定可靠；

b.导管底口距离孔底0.3～0.5m，为保证桩尖混凝土质量，第一次灌注使导管下口埋入混凝土面不少于1.0m，因此不同规格桩的混凝土初灌量必须满足要求。

灌注桩混凝土初灌量的计算：

V＝h₁×A₁+k×(h₂+h₃)×A₂

其中A₁—导管的内横截面积，取A₁＝3.14×(0.25/2)²＝0.049m²

A₂—灌注桩的横截面积

h₁—导管内混凝土顶面与首灌浇筑后桩内混凝土顶面的高差(导管内混凝土柱与导管外泥浆压力平衡所需高度)

γ_C×h₁＝γ×(h－h₂－h₃)

h₂—导管底口距离孔底的距离，取0.5m

h₃—第一次灌注后导管下口埋入混凝土面的距离，取1.0m

h—灌注桩孔深

γ_C—混凝土比重，取2.3t/m³

γ—泥浆比重，取1.2t/m³

k—桩身混凝土充盈系数，取1.2；

开灌后必须连续浇筑，以保证桩身砼完整性；做到勤提勤拆导管，每次拆导管不得超过二根，导管砼内深度一般控制在3～8m，防止导管埋入砼内过深而发生埋管事故；提升导管时要平稳，提升速度要均匀，导管始终在钢筋笼中间，避免钩带钢筋笼，造成钢筋笼上浮；本工序施工重点是：准确计算初灌量，保证初灌后导管埋入砼内的深度；勤测砼面标高，控制导管埋入深度，防止将导管提离砼面或埋管；控制好超灌砼高度，保证桩顶砼质量。

本发明进一步改进在于，锚端的钢结构使用前需作防腐处理，防腐要求为Ⅱ级；锚端的钢结构的防锈处理方式：除锈、刷沥青船底漆、涂钙基润滑脂后绕扎塑料布再涂润滑油、装入塑料套管、套管两端黄油充填。

本发明进一步改进在于，该深基坑中预应力支撑的施工工艺还包括管井降水；管井降水施工顺序为：井点放线定位、钻机就位、钻孔成孔、清孔、下管洗井、安装抽水设备、试抽与检查、正式投入降水程序；基坑内采用管井降水，管井材料采用钢管制作，基坑降水必须在开挖前10-15天内，进行预降水，如果坑内水位未达到设计要求，得进行土方开挖，待上部结构满足抗浮要求，及地下水对地库不影响后，方可停止降水。

本发明进一步改进在于，钻孔灌注桩的施工过程中设置有泥浆循环池、泥浆沉淀池和废浆池用于泥浆处理，所述泥浆循环池用于循环水泥浆液；所述泥浆沉淀池用于将钻孔产生的泥浆稍经沉淀后，泥浆继续参加循环，以减少泥浆的运输量；所述废浆池用于外排水泥浆液；所述泥浆循环池的容积为同时施工钻孔桩体积总和的1.5倍；所述泥浆沉淀池和废浆池的容积大于泥浆循环池。

作为本发明的优选技术方案，所述S346步骤中锚索张拉过程中，先取10％预定轴向力进行预张拉；张拉时按预定荷载的10％逐级加荷，每级荷载的观测时间在6min以上，并待变形稳定后进行下一级荷载的张拉，达到预定荷载并稳定10min后，卸荷至80％预定值锁定。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：(1)根据基坑工程的时空效应原理，在支撑尚未成型之前进行局部土方挖土，再结合预应力支撑施工的快捷型与即时效能的特性，边开挖边安装，具有较高的土方开挖效率；(2)解决了大部分情况下预应力组合型钢支撑施工与土方开挖衔接作业的难题，实现了支撑安装和土方开挖交替的连续作业，提高效率，节约工期；(3)本发明运用了阶梯式挖土方法，分段分层挖土，有利于基坑开挖过程中的变形控制，确保基坑的安全。

附图说明

图1是本发明的深基坑中预应力支撑的施工工艺的工艺流程图；

图2是本发明的深基坑中预应力支撑的施工工艺中的三轴搅拌桩的施工工艺流程图；

图3是本发明的深基坑中预应力支撑的施工工艺中的三轴搅拌桩的搅拌和注浆施工流程示意图；

图4是本发明的深基坑中预应力支撑的施工工艺中的三轴搅拌桩的施工顺序流程示意图；

图5是本发明的深基坑中预应力支撑的施工工艺中的三轴搅拌桩的冷缝处理示意图；

图6是本发明的深基坑中预应力支撑的施工工艺中的钻孔灌注桩的施工工艺流程图；

图7是本发明的深基坑中预应力支撑的施工工艺中的双轴搅拌桩的施工工艺流程图；

图8是本发明的深基坑中预应力支撑的施工工艺中的工字钢双拼腰梁焊接示意图；

图9是本发明的深基坑中预应力支撑的施工工艺中的预应力锚索腰梁节点构造示意图；

其中：1-锚具；2-垫板；3-缀板；4-工字钢；5-护坡桩；6-膨胀螺栓；7-锚索。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面通过实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例：如图1所示，该深基坑中预应力支撑的施工工艺，具体包括以下步骤：

如图2-5所示，所述步骤(3)中的三轴搅拌桩的施工搅拌桩施工按跳槽式双孔全套复搅式连接施工(如图4所示)；具体施工方法包括以下步骤：

S316制备水泥浆液及浆液注入：在施工现场搭建拌浆施工平台，平台旁边搭建水泥库，水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过24小时；注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头从H口混合注入；注浆压力宜为0.5～0.8MPa，浆泵流量：150-250L/min/每台，搅拌桩用双头同时注浆；每米桩长水泥用量为：1m×0.866m²截面×0.365t/m³＝0.316t；土体加固后，搅拌土体28天抗压强度不小于0.6Mpa；土体加固后，搅拌土体28天抗压强度不小于0.6MPa；

如图6所示，所述步骤(3)中的钻孔灌注的施工方法包括以下步骤：采用GPS-10型钻机，正循环回转钻进成孔、清孔，钢筋笼在现场分段制作，孔口对接，吊车辅助安放入孔，导管插入孔内后进行第二次清孔；采用商品砼，导管埋入砼内连续灌注成桩；具体包括以下步骤：

S327钢筋笼的制作和安装：

S329水下混凝土施工：

如图7所示，所述步骤(3)中双轴搅拌桩的施工方法具体包括以下步骤：

S333预搅下沉：待搅拌头的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松卷扬机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉的速度可由电机的电流监测表控制；如下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进；钻进(提升)速度：V≤0.7m/min；为保证土体能充分搅拌，控制钻进(提升)速度在0.4～0.7m/min,现场通过调整动滑轮钢丝绳根数和变速箱调速比以达到一定的卷扬机转速，水泥用量的控制通过调节泵量来实现；

所述步骤(3)中加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁的施工方法中锚索7采用D150预应力锚索7，加劲锚索7桩在冠梁位置下1.2处，在基坑土方开挖到腰梁底0.5m位置时留出5m宽的工作面，对作业面平整、铺设钢板，进行加劲锚杆桩及腰梁的施工，在基坑内钻孔桩内侧四周每隔1m设置一根锚杆加劲桩、加劲桩顶设置一道工字钢4双拼腰梁，施工完成后继续进行土方开挖；其中加劲锚索桩采用旋喷桩；该加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁的施工工艺具体包括以下步骤：

S345施工制作腰梁并焊锚具1：如图8所示，工字钢4双拼腰梁施工在加劲锚杆桩施工完成后进行，在加劲锚杆桩养护10天养护后根据设计要求分段制作吊入基坑再分段拼装，即长出孔口的钢绞线0.7m以上，待做工字钢4双拼腰梁夹入时，分段制作吊入基坑、再分段拼装，长出梁另一端的钢绞线待旋喷锚桩；

S346锚杆预应力张拉与锚头锁定：如图9所示，在加劲锚杆桩养护10天后对锚杆桩进行张拉；采用100吨穿心千斤顶按设计要求分级张拉施加预张力锁定；钢铰线体与腰梁、锚具1连接牢固；其中锚固段强度大于20MPa并达到设计强度等级的80％后方可进行张拉；锚索7张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响，锚索7张拉采用间隔施工；锚索7张拉至设计值的110％后，再按设计要求锁定；锚索7张拉控制应力不应超过锚索7杆体强度标准值的0.75倍。

该深基坑中预应力支撑的施工工艺还包括管井降水；管井降水施工顺序为：井点放线定位、钻机就位、钻孔成孔、清孔、下管洗井、安装抽水设备、试抽与检查、正式投入降水程序；基坑内采用管井降水，管井材料采用钢管制作，基坑降水必须在开挖前10-15天内，进行预降水，如果坑内水位未达到设计要求，得进行土方开挖，待上部结构满足抗浮要求，及地下水对地库不影响后，方可停止降水。

钻孔灌注桩的施工过程中设置有泥浆循环池、泥浆沉淀池和废浆池用于泥浆处理，所述泥浆循环池用于循环水泥浆液；所述泥浆沉淀池用于将钻孔产生的泥浆稍经沉淀后，泥浆继续参加循环，以减少泥浆的运输量；所述废浆池用于外排水泥浆液；所述泥浆循环池的容积为同时施工钻孔桩体积总和的1.5倍；所述泥浆沉淀池和废浆池的容积大于泥浆循环池。

所述S346步骤中锚索7张拉过程中，先取10％预定轴向力进行预张拉；张拉时按预定荷载的10％逐级加荷，每级荷载的观测时间在6min以上，并待变形稳定后进行下一级荷载的张拉，达到预定荷载并稳定10min后，卸荷至80％预定值锁定。

其中钻孔灌注桩的施工技术要求：

a护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于20㎜；护筒可用4～8㎜厚钢板制作，其内径应大于钻头直径100mm，上部宜开设1～2个溢浆孔；护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m；护筒下端外侧应采用黏土填实；其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求；

b为防止塌孔、窜孔，当相邻距离小于4d时，应采取“跳打”作业，相邻桩最小间隔时间应大于36h，方能成孔施工；

c钻机的支承垫木应抄平、垫实，施工时应校平机身，校正主动钻杆垂直度，控制好成桩垂直度，同时应控制好成孔直径，避免严重扩径；

d桩身设计砼等级为水下C30混凝土，保护层厚度50mm，桩顶超灌高度不应小于1.0m，充盈系数不小于1.05，且不应大于1.20；

e钢筋笼制作偏差：笼长度：±100mm，主筋间距：±10mm，笼直径：±10mm，箍筋间距：±20mm，保护层厚度：±20mm；

f桩允许偏差：桩位水平偏差≤50mm；垂直度≤0.5％；清孔后沉渣厚度：≤200mm；

g砼在使用前应做坍落度试验，坍落度保证在18-20cm；

h钢筋笼分节制作时，加强箍必须电焊成封闭箍，桩内主筋沿桩身均匀布置，尽量减少钢筋接头，主筋接头采用焊接(10d单面焊)，相邻主筋焊接接头应相互错开，其错开间距≥35d且不小于一个断面(800MM)，在同一截面上的接头不得多于总钢筋根数的50％；

i桩身不得出现缩径、夹泥、露筋、断桩现象；

j孔内泥浆液面应保持高于地下水位0.5米以上，泥浆的配制比重应保持孔壁稳定。

其中三轴搅拌桩的质量保证措施：

(1)允差范围

①孔位误差小于5cm，孔深误差+100～-50mm，桩身垂直度误差小于1/200；

②对注浆浆液配比严格控制，重量误差小于5％，并在拌浆现场挂配方牌；

(2)内控标准

①孔位放样误差小于2cm，钻孔深度误差小于±5cm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于1/200桩长。施工前严格按照设计要求进行定位放样；

②严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有专职人员负责管理浆液配置。严格控制钻进提升及下沉速度，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于1.5m/min；

③搅拌过程中密切注意翻浆情况，随时调整下沉、提升速度，并在桩底停留1min，提高搅拌桩底部的均匀性；

(3)设备保证

①施工前对搅拌桩进行维护保养，尽量减少施工过程中由于设备故障而造成质量问题；设备由专人负责操作，上岗前必须检查设备的性能，确保设备运转正常；

②桩架垂直度指示针调整桩架垂直度小于1/250，并用经纬仪校正或用线锤控制，确保水泥土搅拌桩垂直度小于1/200，达到设计要求；

③场地布置综合考虑各方面因素，避免设备多次搬迁、移位，减少搅拌和型钢插入的间隔时间，尽量保证施工的连续性；

(4)材料控制

严禁使用过期水泥、受潮水泥，对每批水泥进行复试合格后再使用。选用P42.5普通硅酸盐水泥，购买水泥时选择信誉、质量较好的水泥厂家，并让其提供水泥“备案证明防伪打印件”、出厂质量证明书(合格证)及出厂检验报告等资料；

(5)计量控制

①每幅桩总浆量以搅拌桶的桶数计量，每搅拌桶水泥浆液的掺量以挂牌量为准；

②每幅桩注浆时应记录注浆孔位、开始时间、注浆量、结束时间等施工参数。

③施工时应根据控制要求，进行自检、互检、专检、抽检，并作检验记录。

④确保桩身强度和均匀的施工措施：

a严格控制每桶拌桶的水泥用量及液面高度，用量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重；

b土体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，使原状土充分破碎有利于水泥浆与土均匀拌和；

c浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶；

d压浆阶段输浆管道不能堵塞，不允许发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层；

e发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续；注意要等注浆10～20秒后向上提升搅拌，以防断桩发生；

(6)施工冷缝处理

施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅一幅三轴桩方案；在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，三轴桩与围护桩搭接厚度约10cm；

同时在施工过程中，搅拌泥浆和注入泥浆步骤中：三轴水泥土搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，按相关规定要求注浆、停浆面均在设计桩顶标高上500mm处，以确保桩头成桩质量。下沉速度控制在0.5～1.0m/min；提升速度控制在0.8～1.5m/min；在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。

其中加劲锚杆桩及双拼腰梁的施工的设计要求：

1、锚桩采用旋喷桩，水平间距及标高详见图纸；采用42.5级普硅水泥，水泥掺入量25％，水灰比0.6(可视现场土层情况适当调整)；水泥浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完；旋喷搅拌的压力应为15-20Mpa；

2、旋喷锚桩内插2根钢绞线，进入旋喷桩底，钢绞线插入定位误差不超过30mm，底部标高误差不大于20cm，钢绞线端头采用钢板锚盘；筋体应放在桩体的中心上，待旋喷锚桩养护10天后施加预张力锁定，筋体与腰梁、锚具连接牢固；

3、张拉采用高压油泵和100吨穿心千斤顶。正式张拉前先用20％锁定荷载预张拉二次，再以50％、100％的锁定荷载分级张拉，然后超张拉至110％锁定荷载，在超张拉荷载下保持5分钟，观测锚头无位移现象后再按锁定荷载锁定，

4、筋体强度标准值为1860MPa，每根钢绞线由7根钢丝铰合而成，桩外留0.7m以便张拉，锚筋加工时，其长度应考虑灌注桩厚度及工字钢4高度；

5、加筋水泥土桩锚施工必须按照分段分层开挖，分段长度不宜大于20m；下层土开挖时，上层的斜锚桩必须有10天以上的养护时间并已张拉锁定；

6、水泥土锚桩钻孔前按施工图放线确定位置，做上标记；钻孔定位误差小于50mm，孔斜误差小于3度；

7、锚桩桩径偏差不超过2cm，并严格按照设计桩长施工。所有钢板材均为Q235-A级钢；

8、钻孔机具选择应满足支护设计对设计参数的要求；

9、锚头用冷挤压法与锚盘进行固定。旋喷搅拌桩及喷射混凝土强度达到70％后方可进行张拉锁定；

10、锚具1采用QVM系列，锚具1和夹具应符合<<预应力筋用锚具1夹具和连接器应用技术规程>>(JGJ85-2002)；

11、锚桩检验：本工程锚桩必须进行抗拔试验及验收试验；浆体强度检验用试块的数量每30根锚索7不应少于一组，每组试块应不少于9个。

锚索7采用D150预应力锚索7，锚固力设计值详见设计剖面图，锁定值详见设计剖面图，每组锚索7的钢绞线束数详见设计剖面图；锚索7入射角度25°；锚索7钻孔应符合下列规定：1)锚索7钻孔不得扰动周围地层；2)钻孔前，根据设计要求和地层条件，定出孔位、做出标记；3)锚索7水平、垂直方向的孔距误差不应大于100mm；钻头直径不应小于设计钻孔直径3mm；4)钻孔轴线的偏斜率不应大于锚杆长度的2％；5)锚索7钻孔深度不应小于设计长度，也不宜大于设计长度500mm；6)采用一次性顶钻导放钢铰线、退提钻杆旋喷浆成桩的方式，施工时采用顶式钻进，钻孔过程中往复振钻，喷水、钻顶锚索7前固定连接钢板，把设计要求和度的锚索7钻顶至设计深度，钻杆退回时加压旋喷注水泥浆孔底1.5m段来回二次加大桩底锚固水泥体直径，边旋喷浆边以0.1～0.2m/分钟提升直到孔口。

其中双轴搅拌桩的施工工艺的质量控制要求：

<1>桩位：桩基移驾就位，测量误差小于1cm，搅拌头对准竹签误差小于1cm，累计误差小于2cm，在桩区处必须设置一定数量的控制检查桩，打桩前核对竹签有无变化，有变化及时更正；

<2>垂直度：设计要求桩身垂直度达到≤1.0％，按照此要求在桩架上两个方向设置水平尺及3m高的垂直线球，使垂直线球保持在刻度范围内，每根桩打桩前检查一次，每钻进提升一次，必须检查一次，使打桩全过程保持在允许的垂直度范围内；垂直度的保障：桩机就位时就应该调整好垂直度，由于本工程钻孔深度过身，因此垂直度的保障尤为重要，控制好护筒的垂直度则桩的垂直度也就能够得到保障，桩的垂直度安排专人采用用经纬仪进行监控；

<3>每根桩确保钻进、提升、上下各两次，搅拌喷浆，提升不喷浆，钻进提升速度必须按照试桩工艺确定的参数施工，喷浆要求均匀，连续一根桩打完后，喷浆量误差控制在2％内，如发现浆液不足，应停止搅拌，满足喷浆搅拌后继续施工；

<4>送疆控制：在灰浆挤压泵上安装挤压表或自动记录仪，防止送浆压力不足和桩身断浆，在送浆过程中专人观察、记录、发现问题及时联系沟通，进行补喷、补搅；

<5>深度控制：测出场地高程，计算好施工桩长，成桩前量好钻杆长度，并在桩架上做好标记，包括每米刻度，开始喷浆位置及最终深度的标记，要求夜晚也能明显看到标记，保证深度误差小于5cm，要个掌握好喷浆位置。

其中管井降水施工要求：

1、降水期间做好基坑水位检测工作，如发现坑外水位下降速度大于500mm/d,应及时分析原因，检查止水体系工作情况并采取必要措施；

2、施工期间，坑内应及时排水，严禁坑内积水，主要采取集水明排的方式对地表水进行疏导，并应在边坡适当的位置设置一定数量的倒水孔；

3、对基坑地表水汇水，基坑周边地表水汇水及降水井抽出的地下水，采用明沟排水，对坑底以下渗出的地下水，可才用盲沟排水，当地下室底板与知乎结构间不能设置明沟时，基坑坡角出也可以采取盲沟排水；

4、明沟和盲沟坡度不宜小于0.3％，采用明沟排水时，沟底应采取防渗措施，采用盲沟排出坑底渗出的地下水时，其构造，填充料极其密实度应满足主体结构要求，沿排水沟宜每隔20m-25m设置一口集水井，集水井的净截面尺寸应根据排水沟流量确定；集水井应采取防渗措施，才用盲沟时，集水井宜采用钢筋笼外填充石虑料的构造形式；

5、基坑坡面渗水宜采用渗水部位插入导水管排除，导水管的距离、直径及长度应根据渗水量及渗水土层的特性确定；

6、采用管道排水时，排水管道的直径应根据排水量确定，排水沟的坡度不宜小于0.5％；排水管道材料可选用钢管、PVC管；排水管道上宜设置清淤孔，清淤孔的间距不宜大于10m；

7、基坑排水与市政管网连接前应设置沉淀池；明沟、集水井、沉淀池使用时应排水畅通应随时清理淤积物；

8、轻型井点作为应急降水措施：

a、井点管采用直径Ф50的PVC管，间距1.2米，滤管采用内径同井点管的钢管，长度为1.5m，管壁设置孔眼，一般孔眼直径为5-10mm，孔眼间距为30-40mm，在滤管外缠丝后，外套一层滤网，滤网为40目的尼龙网或钢丝网，

b、集水井宜采用内径为100-127mm的钢管(也可采用同直径的PVC管代替)，长为50-80m,分节组成，每节长4-6m,每个集水总管与35个井点管用弯软管连接；

c、井点管成孔不小于150mm，成孔深度大于过滤网底埋深0.5米，孔内采用磨圆度好，粒径均匀的滤料回填密实，填料粒约为6-7倍的含水层颗粒平均粒径，滤料顶部至地面1.5米需采用粘土封填密实；

d、对于四区主楼基坑范围内超挖3.0米的坑中坑，开挖至主楼底板基底标高后，应按图布置轻型井点进行减压降水，待水头标高控制在超挖基底标高以下0.5米后方可进行该坑中坑的开挖及施工；

9、严禁降水未达到设计要求而进行基坑开挖，严禁擅自改变开挖次序，且应分层开挖，不应一挖到底，严禁擅自改变行车路线、施工顺序、堆场位置等。严禁边坡土体标高超越设计标高(否则易产生险情)；

10、注意事项：

a、在正式开工前，由转职电工安装电气设备，保证抽水期间不停电，抽水连续进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽会导致井点管的滤网堵塞，同时由于中途长时间停止抽水，会造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故；

b、管井降水应经常进行检查，其出水规律应“先大后小，先浑后清”；若出现异常情况应及时进行检查；

c、在抽水过程中，经常检查出水量，当地下水位降到所要求的水位后，要减少出水量，尽量使抽吸和排水保持均匀，达到细水长流。

d、在抽水过程中，特别是开始抽水时检查有无井管淤塞的死井，如有“死井”及时采取措施，通知打井队进行淘汰；

e、基坑周围上部挖好截水沟，防止雨水流入基坑，水泵抽出的水应排入市政管网，以防止渗下回流，影响降水效果；

11、其他工作安排：

a、待机械运行正常后，施工现场安排1至2人轮流对机械及降水情况实施监控并做好记录，现场预备一台发电机和一台水泵，以备不时之需；

b、按照出水量与图纸水位，待全部机组运转后3至5天，可施行下道工序施工；

c、根据设计及规范要求，降水结束时间定为主体结构完成，并在结构外防水施工完成，具备回填土条件后即可拆除，暂定时间为90天；

12、应急措施：

a、基坑侧壁少量渗水时，可浅插小孔径滤水管排水；

A、基坑侧壁渗水较大时，可采用导水管、插钢板、码草袋、砖砌沟等方法导水至基坑井并排出；

c、连续桩护坡桩5间渗漏水，采用喷射混凝土，桩间加孔灌注混凝土。粘土封堵；

d、局部地段集中渗漏严重，可采用基坑外加降水井并排；

e、基坑底部或拱顶、侧壁见水时，可采用速混凝土灌、喷护；

f、当工程降水可能影响基坑稳定和地面沉降时，可采用人工回灌地下水。如地面出现裂缝，应及时灌浆修补，防止地表水渗入；

g、地坑底部隆起时，可采用重压法降水；

13、管井封井方法：

(1)、封井原则

针对坑内管井，在确定停抽，封井时，做到以下几点：

1)、所有的降水应在降水所在区域底板浇筑完毕达到设计强度之后方可考虑停止抽水；

2)、停抽前应确定当前基坑内覆土，结构重压可以满足抗承压水突勇的稳定条件；

3)、封井应会同总包方，设计方以及降水方确定封井原则并形成相关文件；在满足封井原则提出的相应要求时，由总包方出封井指令或降水方提出封井申请由总包方确认；收到相应指令或确认文件后；降水方按指令或确认文件停止所有降水井抽水，并实施降水井封井；

(2)、封井施工

按基坑设计文件拟采取如图所示的封井方案，封井前首先将井内水抽干，然后一次性将C30砼倒入井内充填，砼止于底板面，上部留20cm，待砼初凝后钢套管内用&＝8mm钢板焊封，管擦1-2天后上部用微膨胀砼填实。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种深基坑中预应力支撑的施工工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的深基坑中预应力支撑的施工工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的三轴搅拌桩的施工搅拌桩施工按跳槽式双孔全套复搅式连接施工；具体施工方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的深基坑中预应力支撑的施工工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的钻孔灌注的施工方法包括以下步骤：采用GPS-10型钻机，正循环回转钻进成孔、清孔，钢筋笼在现场分段制作，孔口对接，吊车辅助安放入孔，导管插入孔内后进行第二次清孔；采用商品砼，导管埋入砼内连续灌注成桩。

4.根据权利要求3所述的深基坑中预应力支撑的施工工艺，其特征在于，所述步骤(3)中双轴搅拌桩的施工方法具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的深基坑中预应力支撑的施工工艺，其特征在于，所述步骤(3)中加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁的施工方法中锚索采用D150预应力锚索，加劲锚索桩在冠梁位置下1.2处，在基坑土方开挖到腰梁底0.5m位置时留出5m宽的工作面，对作业面平整、铺设钢板，进行加劲锚杆桩及腰梁的施工，在基坑内钻孔桩内侧四周每隔1m设置一根锚杆加劲桩、加劲桩顶设置一道工字钢双拼腰梁，施工完成后继续进行土方开挖；其中加劲锚索桩采用旋喷桩；该加劲锚杆桩和锚喷以及双拼腰梁的施工工艺具体包括以下步骤：

6.根据权利要求3所述的深基坑中预应力支撑的施工工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的钻孔灌注的施工工艺具体包括以下步骤：

S327钢筋笼的制作和安装：

S329水下混凝土施工：

7.根据权利要求5所述的深基坑中预应力支撑的施工工艺，其特征在于，锚端的钢结构使用前需作防腐处理，防腐要求为Ⅱ级；锚端的钢结构的防锈处理方式：除锈、刷沥青船底漆、涂钙基润滑脂后绕扎塑料布再涂润滑油、装入塑料套管、套管两端黄油充填。

8.根据权利要求5所述的深基坑中预应力支撑的施工工艺，其特征在于，该深基坑中预应力支撑的施工工艺还包括管井降水；管井降水施工顺序为：井点放线定位、钻机就位、钻孔成孔、清孔、下管洗井、安装抽水设备、试抽与检查、正式投入降水程序；基坑内采用管井降水，管井材料采用钢管制作，基坑降水必须在开挖前10-15天内，进行预降水，如果坑内水位未达到设计要求，得进行土方开挖，待上部结构满足抗浮要求，及地下水对地库不影响后，方可停止降水。

9.根据权利要求6所述的深基坑中预应力支撑的施工工艺，其特征在于，钻孔灌注桩的施工过程中设置有泥浆循环池、泥浆沉淀池和废浆池用于泥浆处理，所述泥浆循环池用于循环水泥浆液；所述泥浆沉淀池用于将钻孔产生的泥浆稍经沉淀后，泥浆继续参加循环，以减少泥浆的运输量；所述废浆池用于外排水泥浆液；所述泥浆循环池的容积为同时施工钻孔桩体积总和的1.5倍；所述泥浆沉淀池和废浆池的容积大于泥浆循环池。

10.根据权利要求5所述的深基坑中预应力支撑的施工工艺，其特征在于，所述S346步骤中锚索张拉过程中，先取10％预定轴向力进行预张拉；张拉时按预定荷载的10％逐级加荷，每级荷载的观测时间在6min以上，并待变形稳定后进行下一级荷载的张拉，达到预定荷载并稳定10min后，卸荷至80％预定值锁定。