CN111560958A - 粉质黏土地层富水深基坑施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了粉质黏土地层富水深基坑施工工法，粉质黏土地层富水深基坑施工工法，包括以下步骤：S1：地下连续墙施工，S2：降排水施工，S3：开挖支护，采用竖向分层开挖，随挖随撑，台阶作业接力开挖，避免基坑出现变形或坍塌。本申请通过地下连续墙+内支撑的形式为基坑钢性全封闭的围护结构，作为基坑的支护方式和截水帷幕，确保基坑稳定。

Description

粉质黏土地层富水深基坑施工工法

技术领域

本发明属于建筑基坑领域，具体涉及一种粉质黏土地层富水深基坑施工工法。

背景技术

基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。粉质黏土是指塑性指数介于10～17之间的黏性土，俗称“亚黏土”，其主要特征是：颗粒细，孔隙小而多，透水性弱，具膨胀、收缩特性，力学性质随含水量大小而变化。国内最新相关研究表明：在含水量小于11.37％时，粉质黏土的粘聚力随着含水量的增加呈幂指数增加，含水量大于11.37％时，粘聚力和内摩擦角均随着含水量的增加呈线性降低。因此，在富水粉质黏土地层中施工深基坑，常规措施难以保证基坑整体稳定性，极有可能出现基坑变形、开裂，甚至坍塌，造成难以挽回的巨大损失。

发明内容

本发明目的在于提供粉质黏土地层富水深基坑施工工法，通过对施工功法的改进，保证基坑质量的同时，提高了在粉质黏土地层中基坑的开挖效率，有效避免了事故的发生。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明所采用的技术方案为：

粉质黏土地层富水深基坑施工工法，包括以下步骤：

S1：地下连续墙施工，具体包括：S11，进行准备工作，包括测量定位、地下连续墙槽段的划分、地下连续墙两侧上部施工导墙以及制备泥浆，S12，成槽施工，成槽设备向施工完导墙的槽段进行抓挖，并向槽段内灌入泥浆，S13，钢筋笼吊装及混凝土浇筑，将钢筋笼吊装入槽段内，并通过软管直接将混凝土通入槽段底部，形成地下连续墙。

S2：降排水施工，具体包括：S21，井点测量定位，并在定位点进行钻孔、清孔，S22，向清完的孔中安装混凝土井管，形成降水井，并向降水井和孔壁之间回填砂砾，形成过滤层，S23，洗井并抽水，对于降水井采用空压机洗井，洗井完毕后，通过降水井对基坑内进行抽水排水，S24，封井，利用多种填料对降水井进行填井，并对井口进行封层。

S3：开挖支护，采用竖向分层开挖，随挖随撑，台阶作业接力开挖，避免基坑出现变形或坍塌。

进一步的，所述S1中，泥浆配制包括：将纯碱加入自来水中，并充分搅拌，将自来水的PH值调至8-9；再按照1:12-1:14的比例(质量比)，将复合钠基膨润土膨润土加入进自来水中。

进一步的，将复合钠基膨润土和自来水的比例控制在为1:12.3时，所制得的泥浆各项性能最优，即按质量份，将1份复合钠基膨润土加入至12.3份的自来水中，选用200目钠基膨润土进行配制，该膨润土造浆率高、适合于各种土层。其护壁机理为聚合物分子在槽壁表面的吸附胶结作用，由聚合物和膨润土颗粒共同构成的泥皮对槽壁的胶结作用，步骤S1中，所制备泥浆的配方为改进后的配方，其配制出的泥浆具有以下特性：a、泥浆化学稳定性强，携砂能力强；b、低密度、低切力；c、配制简单，效率高；d、作用时间长，泥浆混合后可在较长时间内保持泥浆性能稳定；e、在不稳定地层中可形成薄的、致密的泥皮；f、泥浆稳定性好，悬浮渣能力强。

泥浆配合比设计，详见表1

表1泥浆配合比表

泥浆材料	膨润土	纯碱	自来水
				1m<sup>3</sup>投料量(㎏)	80	1	990

泥浆各阶段的各项性能指标见表2所示。

表2泥浆各阶段性能指标表

指标	新鲜泥浆	成槽泥浆	清孔后泥浆
				粘度	25	25～30	22～30
比重	1.02～1.05	1.1～1.2	<1.17
				含砂率	<4％	<10％	<4％
PH	8～10	8～11	8～10
				泥皮厚	1mm	1mm	1mm

进一步的，泥浆制配处采用混凝土浇筑，并根据使用功能分为新制浆池、回收分离池、三级沉淀池、循环使用池等，功能分开，回收分离池正常工作，三级沉淀池及循环使用池的正常使用。配制好的泥浆各项性能指标经自检合格后，静置24小时以上，经监理同意后方可投入使用。在使用过程中，要严格控制新制泥浆参数与回收泥浆的参数。回收泥浆分离与沉淀后需测量泥浆参数，当PH值达到11时，回收至循环沉淀池，PH值小于11时，可经再生处理后重复使用，及时补充新制泥浆进行调配，泥浆的再生处理，将基坑内的泥浆经管路流回泥浆坑，再抽入分离机，将土渣和泥浆进行分离。

进一步的，所述S12中，通过抓斗抓挖槽段内的软土，同时向槽段内补充泥浆，保证槽段内泥浆充足，抓斗抓土时应均速，抓土动作完成后停顿3～5秒，然后缓慢上提，前0.5m提升高度宜缓，并稍作停留后再均速上升，防止过快提升在槽底形成的负压引起槽壁塌孔，抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽，要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中，要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中，切忌抓斗斗齿一边吃在实土中，一边落在空洞中。

进一步的，所述S12中还包括验槽，所述验槽主要检验项目有：槽段平面位置偏差检测、槽段深度检测、槽段垂直度检测等，采用超声波检测仪进行，超声波测壁仪器在槽段内左中右三个位置上分别扫描槽壁壁面，扫描记录中壁面最底部凸出量或凹进量(以导墙面为扫描基准面)与槽段深度之比即为壁面垂直度，三个位置的平均值即为槽段壁面平均垂直度。采用沉淀法清底需要在成槽结束一定时间之后才开始，使用反循环泵来完成，清孔管的管底离槽底一般控制在100-200mm，并要更换几次位置(间隔距离为1-1.5米)，泥浆粘度不少于30秒，增加泥浆悬浮砂的能力，另外加强清孔和扫孔力度。

进一步的，所述S13具体包括以下步骤：S131，钢筋笼的制作，桁架钢筋采用同主筋直径相等的钢筋焊接，纵横向同钢筋笼长度，纵向桁架筋横向1.5m/排，横向桁架筋向4.0m/排，主筋与各桁架筋，主筋与分布筋交叉点位置全部采用“十字焊”的方式连接，各构造钢筋焊缝长度单面焊10d焊缝饱满，钢筋笼上混凝土保护层钢垫块，钢支撑预埋钢板位置正确，焊接固定。现场施工时对进场混凝土的流动性、和易性进行检查，同时现场进行塌落度试验。在试验合格后方可进场进行浇筑，在浇筑的同时按相关规定预留混凝土抗压抗渗试块，试块在成型后的24时内完成拆模并在现场标养试验室进行养护，S131中，钢筋笼制作在由16号槽钢铺设的平台上进行，所有吊筋均采用同主筋直径的Q235B光圆钢筋制作，并焊接于桁架上，单面焊10d，焊缝饱满。

进一步的，所述S132中，钢筋笼沉放就位后，应及时灌注混凝土，导管插入到离槽底300～500mm处。并在导管内设置球胆，以起到隔水作用，导管使用前做闭水试验，合格后方可使用，砼导管选用D＝300mm的丝扣钢导管。

进一步的，所述S133中水下砼浇注采用导管法施工，用吊车将导管吊入槽段规定位置，导管顶端安装方形漏斗，在浇注中导管插入混凝土深度应始终保持在2～6m。随着墙体混凝土的逐渐上升，需逐步提升导管，导管提升速度不大于1m/10s。墙顶砼泛浆高度30～50cm。

进一步的，所述S132中，钢筋笼的吊装采用双机抬吊法起吊钢筋笼及回转竖直钢筋笼，该吊装方法属于现有技术。

进一步的，所述S2：降排水施工，具体包括：S21，井点测量定位，并在定位点进行钻孔、清孔，钻井中保持泥浆比重在1.08～1.15，尽量采用地层自然造浆，整个钻进过程中要求大钩吊紧后徐徐给进(始终处于减压钻进)，避免钻具产生一次弯曲，S22，向清完的孔中安装混凝土井管，并对混凝土井管的外侧回填砂砾，形成过滤层。

进一步的，所述S2中在基坑外部设置观测井，当在基坑外部水位下降超过1米时，由观测井进行回灌。

进一步的，所述S21中，开孔口不能让机上钻杆和水接头产生大幅摆动。每钻进一根钻杆应重复扫孔一次，并清理孔内泥块后再接新钻杆，终孔后应彻底清孔，直到返回泥浆内不含泥块，返出的泥浆含砂量<12％后提钻，使用反循环泵来完成，清孔管的管底离槽底一般控制在100-200mm，并要更换几次位置(多个位置间隔距离为1-1.5米)，泥浆粘度不少于30秒，增加泥浆悬浮砂的能力。

进一步的，所述S22中按设计井深事先将井管排列、组合，井管应平稳入孔，外包一层80目滤网。下管要准确到位，自然落下，稍转动落到位，不可强力压下，以免损坏过滤器结构。

进一步的，所述S22中将填砂沿井壁四周均匀徐徐填入，并随填随测填砂顶面的高度。水平向填砂厚度不小于150mm，所述填砂材料选用直径2-4mm的石子。

进一步的，所述S23中对于降水深井宜采用空压机洗井，直至含砂率≤1/1000，洗井完毕后，对基坑内进行抽水排水，对于降水深井宜采用空压机洗井，当压缩空气通过进气管通到排水管下部时，排水管中变成气水混合物密度小于排水管外的泥水混合物密度，这样管内外产生压力差，排水管外的泥水混合物，在压力差作用下流进排水管内，于是井管内就变成气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被带出井外，滤料中的泥土成分越来越少，直至清洗干净，含砂率≤1/1000，洗井完毕后，可以下泵试抽，试抽成功，代表该井成完毕，可以投入使用。

进一步的，所述S24中利用多种填料进行填井，并对井口进行封层，结构施工完成后，根据抽排水水量统计情况，分三批次封井，将封井所以碎石、粗石子高标号水泥、钢板、电焊机及相应工具准备好，封井时，先迅速将水抽干，并提出潜水泵，紧接着向井内回填碎石、粗石子至井顶端1米处，然后，填高标号水泥至井口300mm处、接着用混凝土填平，焊一道3mm厚封堵钢板，最后抹水泥保护层。

进一步的，S3：开挖支护，具体包括：S31，土方挖运，采用分层开挖的方式，每层开挖后及时安装支护，第一层一次开挖完成，第二层在基坑内全长一次性开挖成型，后续层次采用台阶接力开挖，S31中，基坑开挖时注意保护降水井管，降水井管管材强度不是很高，经不起一些机械设备的碰撞和冲击，除了降水单位必须保证井管连接的质量以外，在坑内挖土过程中，挖机等不能直接碰撞坑内井管，井周边500mm范围内的土不得用挖机操作，可以人工扦土，并要有专人指挥。

进一步的，所述第一层土方开挖之前，所有的降水井顶部必须插上小红旗以示警戒。坑内的降水井随基坑开挖深度逐步割除多余的井管，在下层土方开挖之前，降水井的管口处应设置小红旗等醒目标志，对可能受车辆行走影响的电缆线以及管路加以防护，并且抽水人员加强对现场的巡视力度。

进一步的，所述基坑开挖总共分五层进行，后四层土方开挖前，冠梁及混凝土支撑浇筑完成并达到设计强度，坑内降水达到要求，土方开挖过程中，掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五要点，采用“竖向分层、台阶作业接力开挖、随挖随撑、一次见底”的土方施工作业方法，进行土方开挖施工，实现基坑土方作业。竖向分层：如前所述，整个基坑开挖共分五层，两个阶段，第一阶段为冠梁支撑梁施工阶段，为第一层。第二～五层为第二阶段，为基坑主要土方开挖阶段，第二阶段又分两部分，一次见底：基坑开挖采用分段分层接力开挖传递至上层，然后由挖机装车外运，考虑基坑的稳定性以及结构施工的快速组织，下层土方开挖利用三台挖机接力传递，可以保证开挖面的迅速见底，为结构施工提供作业面，同时尽可能的避免对开挖马道下原状土体的扰动，减少基坑暴路的时间，做到见底一段，完成结构底板施工一段，早开挖、早封闭，做到快速施工，确保基坑稳定和安全。

进一步的，基坑内的水平支撑体系由三道水平支撑组成：第一道为钢筋混凝土水平支撑，断面为800*800。第二、三道为Φ800，t＝16mm钢管支撑，标准段钢管支撑间距为3m,直撑体系。两端每层各设置8根斜撑，斜撑需加工专用钢垫箱焊于地连墙预埋钢板上，地撑采用L160×160×10角钢，做为托盘，焊于地连墙预埋钢板上，根据土方开挖进度，每天上午利用龙门吊吊装拼装完成的钢支撑并安装完成，下午在基坑两端拼装第二天所用钢支撑，安装时，先将地连墙预埋钢板剔凿出来，钢板表面的灰浆必须清理干净，必要时使用钢刷处理；按照钢支撑与地连墙预埋钢板连接施工节点大样图的要求，安装角钢托架及防滑脱角钢挂钩→吊装钢支撑就位并调整好线型→施加预应力→焊接肋板→防滑吊筋安装→龙门吊移位下一根支撑安装。

进一步的，不同部位得钢支撑设计轴力大小不一，钢支撑轴力加载时，严格对照计算的钢支撑设计轴力及预加轴力统计表进行施工，用于轴力施加得千斤顶及预压表必须配套标定，配套使用，且根据标定后的“油压表读数-设计轴力”线型方程式，换算出对应设计预加轴力时得油压表读数值，根据此数值现场实际控制油压表读数值。严禁非经标定得千斤顶及油压表用于轴力加载施工，支撑轴力加载应分级进行，加载过程中，监测地连墙的变形值及相邻钢支撑轴力损失情况，根据损失大小，及时补加轴力。

进一步的，所述钢支撑两端需与地连墙预留钢板密贴，如有施加轴力后不密贴的现象，则用C20细石混凝土或砂浆灌缝密实，以保证每一根支撑与地连墙均为面受力，钢支撑活动端轴力采用千斤顶顶至预加轴力后，及时采用钢楔铁填塞紧密，填塞钢楔铁时需用两块正倒型梯型钢楔铁，分别从楔口的上下同时打入，以保证楔口为面受力而不是线受力，方能保证支撑稳定及基坑稳定，钢支撑安装完成后，及时安装防坠落钢绳。

进一步的，在地下连续墙在施工过程中，墙与墙的接缝处理，均为水下处理，可能存在接头夹砂、夹泥、漏水、混凝土绕流导致接头错缝等问题，造成墙接缝位置渗水、漏水、鼓包，因此，需在土方开挖过程中需及时处理，以保证基坑安全，具体为：对于渗水接缝，采用在坑内注聚胺脂发泡浆液的方式进行封堵。对于漏水接缝，首先停止开挖，采用坑道钻机，在墙外接缝处打孔至漏水点下1m深度，注双液浆从背后填充，范围为漏水点上下各1m范围。夹泥与夹砂现象，在坑内采用风镐凿除接缝处的砂、泥并清净，再抹砂浆找平或支小模板浇细石混凝土找平。

进一步的，所述S32土方开挖至基底时应预留0.3m厚的土层，用人工开挖和修整，边挖边修坡，以保证不扰动土和标高符合设计要求，基底承载力采用钎探法检验基底承载力，经检查达到设计要求承载力即为合格，填写基坑槽验收、隐蔽工程记录，及时办理隐蔽手续。若检验基底承载力不满足设计要求，立即通知业主、设计、监理及地勘单位到现场根据实际情况确定处理措施，使基底承载力满足设计要求。

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过地下连续墙+内支撑的形式为基坑钢性全封闭的围护结构，作为基坑的支护方式和截水帷幕，确保基坑稳定。

(2)本发明通过坑内管井降水控制基坑内地层水和坑外有限辅助回灌的精准地下水治理控制技术相结合方式，实现坑内地层降水与坑外地下水位的稳定与恢复。

(3)本发明通过土方开挖采用竖向分层，台阶作业接力开挖，随挖随撑的土方施工作业方法，进行土方开挖施工，实现基坑土方作业。

(4)本发明通过以地表监测、周边建构筑物监测、管线监测、坑外水位监测、墙顶位移、墙顶沉降、支撑轴力、钢支撑应力、墙体倾斜观测等相结合的系统性监测内容，全方位监控，对数据进行系统分析，用于指导施工。

(5)本发明通过选用200目钠基膨润土进行配制，该膨润土造浆率高、适合于各种土层。其护壁机理为聚合物分子在槽壁表面的吸附胶结作用，由聚合物和膨润土颗粒共同构成的泥皮对槽壁的胶结作用。

(6)本发明通过对回收泥浆分离与沉淀后需测量泥浆参数的分析，将部分泥浆进行再生处理，保证泥浆质量的前提下，节约生产成本。

(7)本发明通过对支撑钢施加预应力，提高了支撑钢的支撑强度，延长支撑钢的使用寿命，并且采用钢楔铁填塞紧密，填塞钢楔铁时需用两块正倒型梯型钢楔铁，分别从楔口的上下同时打入，以保证楔口为面受力而不是线受力，方能保证支撑稳定及基坑稳定。

附图说明

图1为本发明的施工流程图；

图2为本发明中实施例2的施工示意图。

具体实施方式

下面结合附图及附图标记对本发明作进一步阐述。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例1：

如图1所示，粉质黏土地层富水深基坑施工工法，包括以下步骤：

S1：地下连续墙施工，具体包括：S11：进行准备工作，包括测量定位、地下连续墙槽段的划分、地下连续墙两侧上部施工导墙以及制备泥浆，S12：成槽施工，成槽设备向施工完导墙的槽段进行抓挖，并向槽段内灌入泥浆，S13：钢筋笼吊装及混凝土浇筑，将钢筋笼吊装入槽段内，并通过软管直接将混凝土通入槽段底部，形成地下连续墙。

S2：降排水施工，具体包括：S21，井点测量定位，并在定位点进行钻孔、清孔；S22，向清完的孔中安装混凝土井管，形成降水井，并向降水井和孔壁之间回填砂砾，形成过滤层；S23，洗井并抽水，对于降水井采用空压机洗井，洗井完毕后，通过降水井对基坑内进行抽水排水；S24，封井，利用多种填料对降水井进行填井，并对井口进行封层。

S3：开挖支护，采用竖向分层开挖，随挖随撑，台阶作业接力开挖，避免基坑出现变形或坍塌。

通过地下连续墙+内支撑的形式为基坑钢性全封闭的围护结构，作为基坑的支护方式和截水帷幕，确保基坑稳定。并且通过土方开挖采用竖向分层，台阶作业接力开挖，随挖随撑的土方施工作业方法，进行土方开挖施工，实现基坑土方作业。

实施例2：在实施例1的基础上，所述S1中，泥浆配制包括：将纯碱加入自来水中，并充分搅拌，将自来水的PH值调至8-9；再按照1:12-1:14的比例(质量比)，将复合钠基膨润土膨润土加入进自来水中，将复合钠基膨润土和自来水的比例控制在为1:12.3时，所制得的泥浆各项性能最优，即按质量份，将1份复合钠基膨润土加入至12.3份的自来水中，选用200目钠基膨润土进行配制，该膨润土造浆率高、适合于各种土层。其护壁机理为聚合物分子在槽壁表面的吸附胶结作用，由聚合物和膨润土颗粒共同构成的泥皮对槽壁的胶结作用，步骤S1中，所制备泥浆的配方为改进后的配方，其配制出的泥浆具有以下特性：a、泥浆化学稳定性强，携砂能力强；b、低密度、低切力；c、配制简单，效率高；d、作用时间长，泥浆混合后可在较长时间内保持泥浆性能稳定；e、在不稳定地层中可形成薄的、致密的泥皮；f、泥浆稳定性好，悬浮渣能力强。

泥浆制配处采用混凝土浇筑浆泥，并根据使用功能分为新制浆池、回收分离池、三级沉淀池、循环使用池等，功能分开，回收分离池正常工作，三级沉淀池及循环使用池的正常使用。配制好的泥浆各项性能指标经自检合格后，静置24小时以上，经监理同意后方可投入使用。在使用过程中，要严格控制新制泥浆参数与回收泥浆的参数。回收泥浆分离与沉淀后需测量泥浆参数，当PH值达到11时，回收至循环沉淀池，PH值小于11时，可经再生处理后重复使用，及时补充新制泥浆进行调配，泥浆的再生处理，将基坑内的泥浆经管路流回泥浆坑，再抽入分离机，将土渣泥浆进行分离。

所述S12中，通过抓斗抓挖槽段内的软土，同时向槽段内补充泥浆，保证槽段内泥浆充足，抓斗抓土时应均速，抓土动作完成后停顿3～5秒，然后缓慢上提，前0.5m提升高度宜缓，并稍作停留后再均速上升，防止过快提升在槽底形成的负压引起槽壁塌孔，抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽，要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中，要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中，切忌抓斗斗齿一边吃在实土中，一边落在空洞中。

在施工中需要注意以下几点：

1)抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面土层的稳定，抓斗入槽、出槽应慢速、稳当，特别是刚开始成槽时，抓斗一定要保持垂直，并与导墙平行，遇到偏差根据成槽机仪表及实测的垂直度情况及时纠偏，以使槽壁的轨迹达到最佳。

2)不论使用何种机具挖槽，在挖槽机具挖土时，悬吊机具的钢索不能松驰，一定要使钢索呈垂直张紧状态，这是保证挖槽垂直精度必需做好的关键动作。

3)挖槽作业中，要时刻关注侧斜仪器的动向，及时纠正垂直偏差。

4)单元槽段成槽完毕或暂停作业时，即令挖槽机离开作业槽段。

5)成槽过程中精度控制，根据安装在液压抓斗上的探头，随时将偏斜的情况反映到通过探头连线在驾驶室里的电脑上，驾驶员可根据电脑上四个方向动态偏斜情况启动液压抓斗上的液压推板进行动态的纠偏，这样通过成槽中不断进行准确的动态纠偏，确保地下墙的垂直精度要求。

6)采用刷壁器多次刷壁，将接头泥皮清理干净，保证连续墙接头质量。

所述S12中还包括验槽，所述验槽主要检验项目有槽段平面位置偏差检测、槽段深度检测、槽段垂直度检测等，采用超声波检测仪进行，超声波测壁仪器在槽段内左中右三个位置上分别扫描槽壁壁面，扫描记录中壁面最底部凸出量或凹进量(以导墙面为扫描基准面)与槽段深度之比即为壁面垂直度，三个位置的平均值即为槽段壁面平均垂直度。采用沉淀法清底需要在成槽结束一定时间之后才开始，使用反循环泵来完成，清孔管的管底离槽底一般控制在100-200mm，并要更换几次位置(间隔距离为1-1.5米)，泥浆粘度不少于30秒，增加泥浆悬浮砂的能力，对此确定，另外加强清孔和扫孔力度。

所述S13具体包括以下步骤：S131，钢筋笼的制作，桁架钢筋采用同主筋直径的钢筋焊接，纵横向同钢筋笼长度，纵向桁架筋横向1.5m/排，横向桁架筋肉向4.0m/排，主筋与各桁架筋，主筋与分布筋交叉点位置全部采用“十字焊”的方式连接，各构造钢筋焊缝长度单面焊10d焊缝饱满，钢筋笼上混凝土保护层钢垫块，钢支撑预埋钢板位置正确，焊接固定。现场施工时对进场混凝土的流动性、和易性进行检查，同时现场进行塌落度试验。在试验合格后方可进场进行浇筑，在浇筑的同时按相关规定预留混凝土抗压抗渗试块，试块在成型后的24时内完成拆模并在现场标养试验室进行养护，S131中，钢筋笼制作在由16号槽钢铺设的平台上进行，所有吊筋均采用同主筋直径的Q235B光圆钢筋制作，并焊接于桁架上，单面焊10d，焊缝饱满。

所述S132中，钢筋笼沉放就位后，应及时灌注混凝土，导管插入到离槽底300～500mm，灌注混凝土前应在导管内设置球胆，以起到隔水作用，导管使用前做闭水试验，合格后方可使用，砼导管选用D＝300mm的丝扣钢导管。

所述S133中采用水下砼浇注采用导管法施工，用吊车将导管吊入槽段规定位置，导管顶端安上方形漏斗，在浇注中导管插入混凝土深度应始终保持在2～6m。随着墙体混凝土的逐渐上升，需逐步提升导管，导管提升速度不大于1m/10s。墙顶砼泛浆高度30～50cm。

所述S132中，钢筋笼的吊装采用双机抬吊法起吊钢筋笼及回转竖直钢筋笼，该吊装方法属于现有技术。

所述S2：降排水施工，具体包括：S21，井点测量定位，并在定位点进行钻孔、清孔，钻井中保持泥浆比重在1.08～1.15，尽量采用地层自然造浆，整个钻进过程中要求大钩吊紧后徐徐给进(始终处于减压钻进)，避免钻具产生一次弯曲；S22，向清完的孔中安装混凝土井管，并对混凝土井管的外侧回填砂砾，形成过滤层。

所述S2中，在基坑外部设置观测井，当在基坑外部水位下降超过1米时，由观测井进行回灌。所述S21中，开孔口不能让机上钻杆和水接头产生大幅摆动。每钻进一根钻杆应重复扫孔一次，并清理孔内泥块后再接新钻杆，终孔后应彻底清孔，直到返回泥浆内不含泥块，返出的泥浆含砂量<12％后提钻，使用反循环泵来完成，清孔管的管底离槽底一般控制在100-200mm，并要更换几次位置(间隔距离为1-1.5米)，泥浆粘度不少于30秒，增加泥浆悬浮砂的能力。

所述S22中按设计井深事先将井管排列、组合，下管时所有深井的底部按标高严格控制，并且保持井口标高一致。井管应平稳入孔，外包一层80目滤网。下管要准确到位，自然落下，稍转动落到位，不可强力压下，以免损坏过滤器结构。

所述S22中将填砂沿井壁四周均匀徐徐填入，并随填随测填砂顶面的高度，不得超高。水平向填砂厚度不小于150mm，所述填砂材料选用直径2-4mm的石子。

所述S23中对于降水深井宜采用空压机洗井，直至含砂率≤1/1000，洗井完毕后，对基坑内进行抽水排水，对于降水深井宜采用空压机洗井，当压缩空气通过进气管通到排水管下部时，排水管中变成气水混合物密度小于排水管外的泥水混合物密度，这样管内外产生压力差，排水管外的泥水混合物，在压力差作用下流进排水管内，于是井管内就变成气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被带出井外，滤料中的泥土成分越来越少，直至清洗干净，含砂率≤1/1000，洗井完毕后，可以下泵试抽，试抽成功，代表该井成完毕，可以投入使用。

所述S24中利用多种填料进行填井，并对井口进行封层，结构施工完成后，根据抽排水水量统计情况，分三批次封井，将封井所以碎石、粗石子高标号水泥、钢板、电焊机及相应工具准备好，封井时，先迅速将水抽干，并提出潜水泵，紧接着向井内回填碎石、粗石子至井顶端1米处；然后，填高标号水泥至井口300mm处、接着用混凝土填平，焊一道3mm厚封堵钢板，最后抹水泥保护层。

S3：开挖支护，具体包括：S31，土方挖运，采用分层开挖的方式，每层开挖后及时安装支护，第一层一次开挖完成，第二层在基坑内全长一次性开挖成型，后续层次采用台阶接力开挖，S31中，基坑开挖时注意保护降水井管，降水井管管材强度不是很高，经不起一些机械设备的碰撞和冲击，除了降水单位必须保证井管连接的质量以外，在坑内挖土过程中，挖机等不能直接碰撞坑内井管，井周边500mm范围内的土不得用挖机操作，可以人工扦土，并要有专人指挥。

所述第一层土方开挖之前，所有的降水井顶部必须插上小红旗以示警戒。坑内的降水井随基坑开挖深度逐步割除多余的井管，在下层土方开挖之前，降水井的管口处应设置小红旗等醒目标志，对可能受车辆行走影响的电缆线以及管路加以防护，并且抽水人员加强对现场的巡视力度。

所述基坑开挖总共分五层进行，后四层土方开挖前，冠梁及混凝土支撑浇筑完成并达到设计强度，坑内降水达到要求，土方开挖过程中，掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五要点，采用“竖向分层、台阶作业接力开挖、随挖随撑、一次见底”的土方施工作业方法，进行土方开挖施工，实现基坑土方作业。根据基坑分层高度、宽度、台阶作业层数，计划每天纵向开挖3m约1000m³，即半幅地连墙的宽度，晚上开挖，白天安装钢支撑，每幅墙每层两根，竖向分层：如前所述，整个基坑开挖共分五层，两个阶段，第一阶段为冠梁支撑梁施工阶段，为第一层。第二～五层为第二阶段，为基坑主要土方开挖阶段，第二阶段又分两部分，台阶作业接力开挖：分别在第三、四、五层配置三台挖机，按前述高度分台阶进行土方开挖，通过接力方式直接将最下层土方倒至第二层装车外运，从而实现基坑土方开挖的连续，随挖随撑：根据施工组织，每天开挖纵向3m，竖向16m，即半幅地连墙的宽度，可架设两根钢支撑，钢支撑第一天下午在车站端头拼装完成，第二天上午采用龙门吊吊装至安装位置，完成支撑的安装，并完成基坑的开挖与支护工作，一次见底：基坑开挖采用分段分层接力开挖传递至上层，然后由挖机装车外运，考虑基坑的稳定性以及结构施工的快速组织，第三、四、五层土方开挖利用三台挖机接力传递，可以保证开挖面的迅速见底，为结构施工提供作业面，同时尽可能的避免对开挖马道下原状土体的扰动，减少基坑暴路的时间，做到见底一段，完成结构底板施工一段，早开挖、早封闭，做到快速施工，确保基坑稳定和安全。

基坑内的水平支撑体系由三道水平支撑组成：第一道为钢筋混凝土水平支撑，断面为800*800。第二、三道为Φ800，t＝16mm钢管支撑，标准段钢管支撑间距为3m,直撑体系。两端每层各设置8根斜撑，斜撑需加工专用钢垫箱焊于地连墙预埋钢板上，地撑采用L160×160×10角钢，做为托盘，焊于地连墙预埋钢板上，根据土方开挖进度，每天上午利用龙门吊吊装拼装完成的钢支撑并安装完成，下午在基坑两端拼装第二天所用钢支撑，安装时，先将地连墙预埋钢板剔凿出来，钢板表面的灰浆必须清理干净，必要时使用钢刷处理；按照钢支撑与地连墙预埋钢板连接施工节点大样图的要求，安装角钢托架及防滑脱角钢挂钩→吊装钢支撑就位并调整好线型→施加预应力→焊接肋板→防滑吊筋安装→龙门吊移位下一根支撑安装。

不同部位得钢支撑设计轴力大小不一，钢支撑轴力加载时，严格对照计算的钢支撑设计轴力及预加轴力统计表进行施工，用于轴力施加得千斤顶及预压表必须配套标定，配套使用，且根据标定后的“油压表读数-设计轴力”线型方程式，换算出对应设计预加轴力时得油压表读数值，根据此数值现场实际控制油压表读数值。严禁非经标定得千斤顶及油压表用于轴力加载施工，支撑轴力加载应分级进行，加载过程中，监测地连墙的变形值及相邻钢支撑轴力损失情况，根据损失大小，及时补加轴力。

所述钢支撑两端需与地连墙预留钢板密贴，如有施加轴力后不密贴的现象，则用C20细石混凝土或砂浆灌缝密实，以保证每一根支撑与地连墙均为面受力，钢支撑活动端轴力采用千斤顶顶至预加轴力后，及时采用钢楔铁填塞紧密，填塞钢楔铁时需用两块正倒型梯型钢楔铁，分别从楔口的上下同时打入，以保证楔口为面受力而不是线受力，方能保证支撑稳定及基坑稳定，钢支撑安装完成后，及时安装防坠落钢绳。

在地下连续墙在施工过程中，墙与墙的接缝处理，均为水下处理，可能存在接头夹砂、夹泥、漏水、混凝土绕流导致接头错缝等问题，造成墙接缝位置渗水、漏水、鼓包，因此，需在土方开挖过程中需及时处理，以保证基坑安全，具体为：对于渗水接缝，采用在坑内注聚胺脂发泡浆液的方式进行封堵。对于漏水接缝，首先停止开挖，采用坑道钻机，在墙外接缝处打孔至漏水点下1m深度，注双液浆从背后填充，范围为漏水点上下各1m范围。夹泥与夹砂现象，在坑内采用风镐凿除接缝处的砂、泥并清净，再抹砂浆找平或支小模板浇细石混凝土找平。

所述S32以地表监测、周边建构筑物监测、管线监测、坑外水位监测、墙顶位移、墙顶沉降、支撑轴力、钢支撑应力、墙体倾斜观测等相结合的系统性监测内容，全方位监控，对数据进行系统分析，用于指导施工，土方开挖至基底时应预留0.3m厚的土层，用人工开挖和修整，边挖边修坡，以保证不扰动土和标高符合设计要求，基底承载力采用钎探法检验基底承载力，经检查达到设计要求承载力即为合格，填写基坑槽验收、隐蔽工程记录，及时办理隐蔽手续。若检验基底承载力不满足设计要求，立即通知业主、设计、监理及地勘单位到现场根据实际情况确定处理措施，使基底承载力满足设计要求。

实施例3，如图2所示，在实施例2的基础上，以太原市轨道交通2号线一期工程西涧河站为例，根据现场实际地质水文和周边建筑物及地下管线分布情况，制定相应的安全技术措施，在确保安全的前提下，实现了快速施工，由此总结形成粉质黏土地层富水深基坑施工工法。

环境特点：风险源众多，风险等级高，距离近，发生事故影响特别大。

市政桥梁：改建尖草坪立交桥、桥墩距离车站基坑边距离不足1.5m，沿车站两侧间距30～56m分布，且已建成通车，基坑施工期间影响特别大，Ⅱ级环境风险源。

既有房屋：建筑年代不同，从70年代至2010年以均有，结构形式为砖结构、砖混结构、框架结构等多样性，地基及基础有条基、筏板基础、CFG桩基础等，有的有地下室，有的无地下室，距离基坑11～30m不等。

地下管线：

雨污水管：该管道位于车站中部，横穿车站，因路由原因无法迁改，在上跨车站范围段内，换用钢管代替既有混凝土管涵，施工期间悬吊保护。

地质概况：根据《岩土工程勘察报告》，钻探揭露深度范围的地层为第四系全新统填土、黄土状土、粉质黏土、黏质粉土、砂质粉土、粉细砂、圆砾土和第四系上更新统粉质黏土、砂质粉土、圆砾土，按地层岩性及物理力学性质，将地层分为3个大层和分属于各大层的若干个亚层：基坑所处亚黏土地层主要是指2-2-1粉质黏土，2-2-2粉质黏土，2-3-1黏质粉土等地层。

水文概况：地下水丰富，本站地下水为第四系松散层孔隙潜水，深层地下水具有一定的承压性。含水层为第四系全新统人工填土、冲积粉土及砂、砾石层，详细勘察的补充勘察期间(2016年3月17日～2016年4月12日)测得水位埋深2.5～7.6m，高程806.34～810.07m，主要靠大气降水及侧向径流和城市供水、排水渗漏补给，排泄方式以蒸发、人工抽取地下水及侧向径流排泄为主。根据水文试验成果，该层粉土层天然含水率23.8％，渗透系数K约为0.01m～0.20m/d，为弱透水层。根据《山西省太原市地下水动态观测报告》，每年12月至次年1月为枯水期，7月～9月为丰水期，地下水位变幅0.8～1.4m。

基坑结构形式：狭长基坑且比较深，基坑设置为长364.3m宽20.3m，两端加宽至24.4m的长条型矩型基坑，深17.9～20.5m不等，除两端头外，无异型结构。

作业时间：在较短的时间内完成土方开挖与基坑支护工程，基坑围护工程完成后，后续土方开挖与支护期间，配合现场场地条件，确定了双作业面对向开挖的施工组织方式，2017年4月7日～9月9日共计155天完成土方开与基坑支护作业。

安全稳定：基坑土方开挖与支护作业及后续结构施工期间，通过共计10项408个点的监测反馈可知，整个基坑施工期间，达到黄色与橙色预警的点位共10次6个，基坑及周边建构筑物均安全稳定。

本工程成槽深度最深约29～32m，各道工序施工时间长，在槽孔长时间暴露中容易引起沉渣增厚和槽段失稳等问题，因此本工程在泥浆指标控制上要适当提高泥浆的粘度和比重，以增加泥浆护壁能力和悬浮沉渣能力，降低沉渣厚度，并保证槽壁稳定。

基坑总开挖深度18～20.5m，冠梁支撑梁下开挖深度16～17m，分五层开挖至基底，第一层为冠梁及支撑梁施工层，深2～3.5m，一次开挖完成，施工冠梁与支撑梁及降水井等工作。支撑梁下二、三、四、五层，第二层深4m，在基坑内通长开挖完成，后续三、四、五层分台阶接力开挖，每个开挖面配置1台PC150型挖机，配置于第五层，2台PC300型挖机，分别配置于第三、四层。

第一层土方开挖：为地表至冠梁支撑梁底，深2～3.5m，一次开挖完成，由一端开挖至另一端。

第二层土方开挖：为冠梁支撑梁底以下4m，从基坑中部开挖，并预留出土马道，分两个工作面分别往车站南北端头开挖，并分别预留出土马道。

第三层土方开挖：为深度为4m，为第一道钢支撑中心以下1.5m，从基坑两端头分别开挖形成2个工作面。

第四层土方开挖：开挖深度标准段为4m，两端为6m，为第二道钢支撑中心以下1m，同样从基坑两端头分别开挖形成2个工作面，与第三层土方开挖在竖直方向形成分层流水接力翻挖。钢支撑架设随土方开挖随时跟进。

第五层土方开挖：开挖深度标准段与两端均为4m，南北端头分别开挖形成2个工作面，与第三、四层土方开挖在竖直方向形成分层流水接力翻挖。基坑验槽随开挖进度跟进。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.粉质黏土地层富水深基坑施工工法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：地下连续墙施工，具体包括：S11，进行准备工作，包括测量定位、地下连续墙槽段的划分、地下连续墙两侧上部施工导墙以及制备泥浆；S12，成槽施工，成槽设备向施工完导墙的槽段进行抓挖，并向槽段内灌入泥浆；S13，钢筋笼吊装及混凝土浇筑，将钢筋笼吊装入槽段内，并通过软管直接将混凝土通入槽段底部，形成地下连续墙；

S2：降排水施工，具体包括：S21，井点测量定位，并在定位点进行钻孔、清孔；S22，向清完的孔中安装混凝土井管，形成降水井，并向降水井和孔壁之间回填砂砾，形成过滤层；S23，洗井并抽水，对于降水井进行洗井，洗井完毕后，通过降水井对基坑内进行抽水排水；S24，封井，利用多种填料对降水井进行填井，并对井口进行封层；

S3：开挖支护，采用竖向分层开挖，随挖随撑，台阶作业接力开挖。

2.根据权利要求1所述的粉质黏土地层富水深基坑施工工法，其特征在于：所述S1中泥浆配制包括：将纯碱加入自来水中，并充分搅拌，将自来水的PH值调至8-9；再按照1:12-1:14的比例(质量比)将复合钠基膨润土膨润土加入调节后的自来水中。

3.根据权利要求1所述的粉质黏土地层富水深基坑施工工法，其特征在于：所述S2中，在基坑外部设置观测井，当基坑外部的水位下降超过1米时，由观测井进行回灌。

4.根据权利要求1所述的粉质黏土地层富水深基坑施工工法，其特征在于：所述S13具体包括以下步骤：

S131，钢筋笼的制作，桁架钢筋采用同主筋直径相同的钢筋焊接，主筋与各桁架筋，主筋与分布筋交叉点位置全部采用“十字焊”的方式连接；

S132，钢筋笼沉放就位后，应及时灌注混凝土，导管插入到离槽底300～500mm，并在导管内设置球胆；

S133，水下砼浇注采用导管法施工，用吊车将导管吊入槽段内，导管顶端安装方形漏斗，在浇注中导管插入混凝土深度应始终保持在2～6m，随着墙体混凝土的逐渐上升而上升。

5.根据权利要求1所述的粉质黏土地层富水深基坑施工工法，其特征在于：所述S21中，钻进中保持泥浆比重在1.08～1.15，每钻进一根钻杆应重复扫孔一次，终孔后应彻底清孔，直到返出的泥浆含砂量<12％后提钻。

6.根据权利要求1所述的粉质黏土地层富水深基坑施工工法，其特征在于：所述S24具体为：先迅速将水抽干，并提出潜水泵，接着向井内回填碎石、粗石子至井顶端1米处；然后填高标号水泥至井口300mm处、再用混凝土填平，焊一道3mm厚封堵钢板，最后抹水泥保护层。

7.根据权利要求1所述的粉质黏土地层富水深基坑施工工法，其特征在于：所述S3：开挖支护，具体包括：

S31，土方挖运，采用分层开挖的方式，每层开挖后及时安装支护，第一层一次开挖完成，第二层在基坑内全长一次性开挖成型，后续层次采用台阶接力开挖；

S32，基坑清底、基坑检验。

8.根据权利要求7所述的粉质黏土地层富水深基坑施工工法，其特征在于：所述S31中，基坑内的降水井随基坑开挖深度逐步割除多余的井管，每开挖纵向3m，竖向16m，架设两根钢支撑。

9.根据权利要求7所述的粉质黏土地层富水深基坑施工工法，其特征在于：所述S31中土方开挖至基底时应预留0.3m厚的土层，用人工开挖和修整，边挖边修坡。

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