（一）深基坑工程的概念与内容

深基坑是指开挖深度超过5m的基坑、或深度未达到5m但地质情况和周围环境较复杂的基坑。--建设部《建筑工程预防坍塌事故若干规定》

深基坑工程的基本内容：

围护结构；

支撑体系；

地层加固；

降水工程；

土方开挖；

主体结构施工；

环境保护工程；

信息化监测。

（二）围护结构的基本概念

基坑围护结构：主要承受基坑开挖卸荷所产生的水压力和土压力，并将此压力传递到支撑体系，稳定基坑的一种施工支挡结构。

深基坑支护的基本要求：

●确保支护结构能起挡土、挡水作用，基坑边坡保持稳定；

●确保相邻的建（构）筑物、道路、地下管线的安全，不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害；

●通过排水降水等措施，确保基础施工在地下水位以上进行。

●在支护结构设计中首先要考虑周边环境的保护，其次要满足本工程地下结构施工的要求，再则应尽可能降低造价、便于施工。

（三）围护结构的主要型式

深圳地铁主要围护结构形式：

通过深圳地铁5号线和11号线比较，可以明显看出，深圳地铁基坑围护结构由桩基与地下连续墙形式发展为普遍采用“地下连续墙”结构形式，除非在填海地层由于孤石较多，采用“钻孔桩”的结构形式。

（一）地下连续墙施工技术及质量控制要点

1、基本概念

用特制的挖槽机械开挖一定长度（一个单元槽段）的深沟槽，借助于泥浆的护壁作用，然后将钢筋笼吊入槽内，再用导管浇筑水下混凝土，随着混凝土面不断上升将泥浆置换出来，待混凝土浇至设计标高后，一个单元槽段即施工完毕。各个单元槽段之间，形成连续的地下钢筋混凝土墙体，封闭式的地下连续墙既可挡土，又可防水和一定的承重作用。

2、施工流程

3、导墙施工

导墙施工质量控制要点：

施工前应完成对基坑周边地表、道路、建（构）筑物、地下管线、地下水位等初始状况调查及记录，对重要管线需先行探明确定，必要时挖掘探坑检查核实。

包括导墙轴线、标高、宽度、导墙垂直度、地基土和回填土质量。

中轴线应向外多放(3H/+50)mm，各施工单位可根据施工经验、地质条件、设备选型、基坑深度等综合考虑。施作时导墙间距应较设计墙厚放宽40～60mm，内墙垂直度偏差不得大于3‰，导墙顶面应高出地面mm以上

4、泥浆配置

1.泥浆配合比

一般软土地层中可按照下列重量配合比试配：

水：膨润土：CMC：纯碱=：（8-10）：（0.1-0.3）：（0.3-0.4）

在特殊的地质和工程条件下，泥浆的比重需要加大，单靠增加膨润土的用量是不行时，可在泥浆中掺入一些比重大的掺合物如重晶石粉，达到增大泥浆比重的目的。同时，在透水性大的砂或砂砾层中，出现泥浆漏失现象，可掺入锯末、稻草末等进行堵漏。

2.泥浆拌制方法

泥浆搅拌常见方法：低速卧式搅拌机搅拌、螺旋桨式搅拌机搅拌、压缩空气搅拌、离心泵重复循环。

3.泥浆拌制

制备泥浆的投料顺序一般为水、膨润土、CMC、分散剂、其他外加剂，过程为：搅拌机加水旋转后缓慢均匀地加入膨润土（7-9min）；慢慢地分别加入CMC、纯碱和一定量的水充分搅拌后的溶液（搅拌7-9min，静置6h以上）倒入膨润土溶液中再搅拌均匀；搅拌后抽入储浆池待溶胀24h后使用。制备膨润土泥浆一定要充分搅拌并溶胀充分，否则会影响泥浆的粘度和失水量。

4.泥浆循环

成槽作业过程中，槽内泥浆液面应保持高出地下水位1m以上，且不宜低于导墙顶面以下50cm。回收利用的泥浆可采用分离器进行净化处理，筛出泥沙。对回收泥浆进行测试后，如性能达不到要求时，可通过补充膨润土、增粘剂、纯碱等，使净化泥浆达到设定参数。对于槽段底部2-5m深度的泥浆，经过一段时期施工后，若泥沙含量过多，可直接废弃。

失水量：泥浆在井内受压差的作用,部分水渗入地层,这种现象称泥浆的失水性能或滤失特性。

静切力：静切力的大小,反应了悬浮岩粉的能力。特别是加重泥浆,加重剂重晶石等的密度大，一旦泥浆泵停止工作,冲洗液循环中断时,泥浆中粗的岩屑颗粒很快下沉而造成孔内埋钻事故。

5、成槽

挖槽机械的选择：软质地基宜用抓斗式挖槽机械；硬质地基多选用冲击式挖槽机械、双轮铣、旋挖钻等。同时要考虑设备能力、施工环境、水文地质、地连墙的结构尺寸及质量要求等。

（1）抓斗式成槽

抓斗式成槽机以履带式起重机来悬挂抓斗，根据抓斗的机械结构特点分为钢丝绳抓斗、液压导板抓斗、导杆式抓斗和混合式抓斗。抓斗以其斗齿切削土体，切削下的土体收容在斗体内，从槽段内提出后开斗卸土，如此循环往复进行挖土成槽。通常槽段幅长一般为3m-6m。单抓最大宽度为2.85m左右，拐角墙必须考虑满足单抓最小尺寸。标准幅一般为6m，临近建筑物或槽幅错不开时可采用3m。

适用环境：地层适用性广，除大块的漂卵石、基岩外，一般土层均可。

优点：噪音低、工效高、设有自动纠偏功能，成槽精度高。

缺点：掘进深度及遇硬层时受限。

（2）冲击钻成槽

冲击钻成槽法是冲击钻机利用钢丝绳悬吊冲击钻头进行往复提升和下落的运动，依靠其自身的重量反复冲击破碎岩石，然后用一只带有活底的捞渣筒将破碎下来的土渣石屑取出而成孔。也可利用空压机反冲法清渣。

适用范围：适用于各种土层、砂层、砾石、卵石、岩层。

优点：施工机械简单，操作简便，成本低。

缺点：成槽效率低，成槽质量差。

（3）铣槽机成槽

铣槽机也称为双轮铣，是目前国内外最先进的地下连续墙成槽机械，最大成槽深度可达m，一次成槽厚度在0.8m-2.8m之间。

优点：

1、对地层适应性强，最大可钻进MPa的坚硬岩石。

2、效率高，速度快；

3、成槽精度高；4、成槽深度大；

5、能直接切割砼，一、二期接头不用特殊处理，也能形成良好的墙体接头；

6、设备自动化程度高，操作方便；

7、低噪音、低振动、可贴近建筑物施工。

缺点：设备价格昂贵、维护成本高；不适用于有孤石、较大卵石地层。

（4）成槽工法组合

主要是指“抓铣组合”“抓钻组合”“钻铣组合”等。

槽宽取决于设计，一般为、、㎜等；槽段长度应根据设计要求、土层性质、地下水情况、钢筋笼的轻重大小、设备起吊能力、混凝土供应能力等条件确定，一般槽段长度为3-7米。

挖槽过程中，应始终保持充满泥浆。泥浆的使用方式，应根据挖槽方式的不同而定。使用抓斗挖槽时，应采用泥浆静止的方式。使用钻头或切削刀具挖槽时，应采用泥浆循环方式。槽内泥浆面必须高于地下水位1米以上，且不低于导墙顶面0.5米。

成槽施工质量控制要点：

防止孔壁坍塌、成槽垂直度、槽段厚度、槽幅宽度、沉渣厚度等。

成槽施工质量控制方法：

成槽设备选用——选用性能良好的带纠偏装置的成槽机；

成槽驾驶员——驾驶技术娴熟、有责任心，成槽同步纠偏；

泥浆质量控制——采用性能良好的护壁泥浆，循环浆要及时处理，无处理价值的泥浆坚决废弃；对以下泥浆指标严格控制：比重、粘度、失水量、泥皮厚度、含沙量、PH值、胶体率等指标，随时观察浆液液面，及时补浆。

槽壁两土图层土加固——在成槽前对地下连续墙槽壁进行加固，加固方法可采用深层搅拌桩工艺或是高压旋喷桩等工艺。一般为双侧加固，否则挖槽时垂直度难以保证，同时要考虑适当外放。

6、刷壁及清孔换浆

单元槽段开挖结束之后，先用抓斗对槽底进行清理，再用特制钢丝刷壁器刷壁，反复刷数次，直至刷壁器上不粘泥为止，刷完壁后用砂石泥浆泵至少分三点定位法进行清孔。清槽的质量要求为：

清底及换浆结束后1小时，测定槽底沉淀物淤积厚度不大于10cm，槽底以上0.2～1m处的泥浆比重不大于1.2，粘度＜28s，含砂率＜8%。

清除槽底沉渣的方法有：①吸泥泵排泥法；②空气升液排泥法；③带搅动翼的潜水泥浆泵排泥法；④水轮冲射排泥法；⑤抓斗直接排泥法。在这些方法中，前三种是常用的方法。

7、钢筋笼制作与吊装

钢筋笼制作根据成槽顺序分为双雄、雌雄、双雌三种类型，另外包含声测管、测斜管、腰梁预埋钢筋安装。

钢筋笼制作质量控制要点：

包括钢筋焊接、预埋件位置、钢筋接驳器位置、插筋位置、钢筋规格、数量、间距、钢筋笼的长宽厚尺寸、钢筋笼吊筋尺寸、吊点加固质量控制等。

钢筋笼制作与吊装：

钢筋笼起吊安全控制:

钢筋笼起吊要根据钢筋笼的重量、长度和宽度合理选用主吊机和附吊机，吊具、吊索、吊点等要合理计算，主附吊机需统一指挥，钢筋笼起吊编制专项施工方案并进行专家评审。

8、水下混凝土浇筑

钢筋笼安装后浇灌砼前，再测一次槽底沉碴厚度，如不符合要求，利用砼导管进行二次清孔，砼灌注采用漏斗导管法以两套φmm导管对称浇注；

导管以丝扣连接（抱箍法）并以环状橡胶垫密封，使用前进行水密试验，试压压力0.6~1.0Mpa（防止漏浆影响砼质量）；

导管间距一般不大于3m，距墙边不大于1.5m；导管下端距离槽底应为0.3m-0.5m（注意：拼管时需考虑墙顶以上导管长度）；

各导管储料斗内砼储量应保证开始灌注砼时埋管深度不小于mm，导管上口悬吊隔水栓或用浮球堵塞；第一车封底砼浇筑很重要，尤其是开始浇筑时，罐车应加速倾卸砼，防止砼在导管内离析；

混凝土运输到现场后，应检测其坍落度和均匀性，如果不符合要求应进行二次搅拌，二次搅拌后仍不符合要求时不得使用；

砼开始灌注前，现场必须有四辆罐车，主要是防止砼供应不及时或堵车，影响灌注质量；灌注时必须两根导管同时浇筑；砼灌注应均匀连续进行，因故中断时间不得超过30min；

导管埋入混凝土深度应为1.5-3.0m（实际一般为2-6m），相邻两导管内砼高差不应大于0.5m；（注：导管埋深过短，如果砼面测量不准确容易拔脱管造成断桩；如果埋管过深，砼上翻力量不足，造成砼浇筑困难，尤其是顶部；槽内砼面一般采用三点法测量，高差不可过大，主要是为防止墙体卷泥）。

9、地下连续墙施工常见问题原因及防治措施

导墙破坏或变形：

产生原因：

1.导墙的强度和剛度不足。

2.地基发生坍塌或受到冲刷。

3.导墙内侧没有设支撑。

4.作用在导墙上的施工荷载过大。

预防措施和处理方法：

预防：按要求施工导墙；适当加大导墙深度，加固地质；墙周围设排水沟；导墙内侧加支撑；施加荷载分散设施，使受力均匀；

处理：已破坏或变形的导墙应拆除，并用在优质土（或掺入适量水泥、石灰）回填夯实，重新建导墙。

槽壁坍塌：

在槽壁成槽、下钢筋笼和浇筑混凝土时，槽段内局部孔坍塌，出现水位突然下降，孔口冒出细密的水泡，出土量增加，而不见进尺等现象

产生原因：

1.遇软弱土层或流砂土层。

2.护壁泥浆选择不当，泥浆密度不够，不能形成坚实可靠的护壁。

3.地下水位过高，泥浆液面标高不够，或孔内出现水压力，降低了静水压力。

4.泥浆配制不合要求，质量不符合要求。

5.在松软砂层中挖槽，进尺过快，或钻机回旋速度过快，空转时间过长，将槽壁扰动。

6.成槽后搁置时间过长，未及时吊放钢筋笼浇筑混凝土，泥浆沉淀失去护壁作用。

7.单元槽段过长，或地面附加荷载过大等。

8.下钢筋笼、浇筑混凝土间隔时间过长。

预防措施和处理方法:

在竖向层理发育的软弱土层或流砂层成槽，应采取慢速成槽，适当加大泥浆密度，控制槽段内液面高于地下水位0.5m以上；成槽应根据土质情况选用合格泥浆，并通过试验确定泥浆密度，一般应不小于1.05；泥浆必须配制，并使其充分溶胀，储存3h以上，严禁将膨润土、火碱等直接倒入槽中；所用水质应符合要求，在松软砂层中成槽，应控制进尺，不要过快；槽段成槽后，紧接着放钢筋笼并浇筑混凝土，尽量不使其搁置时间过长；根据成槽情况，随时调整泥浆密度和液面标高；单元槽段一般不超过6m，注意地面荷载不要过大；加快施工进度，缩短挖槽时间和浇筑混凝土间隔时间，降低地下水位，减少冲击和高压水流冲刷。

严重坍槽，要在槽内填入较好的粘土重新下钻；局部坍塌可加大泥浆密度；如发现大面积坍塌，用优质粘土（掺入20%水泥）回填至坍塌处以上1～2m，待沉积密实后再进行成槽。

槽段偏斜（弯曲）：

槽段向一个方向偏斜，垂直度超过规定数值

产生原因：

1.成槽机柔性悬吊装置偏心，抓斗未安置水平。

2.成槽中遇坚硬土层。

3.在有倾斜度的软硬地层处成槽。

4.未按仪表显示纠偏。

预防措施和处理方法：

成槽机使用前调整悬吊装置，防止偏心，机架底座应保持水平，并安设平稳；遇软硬土层交界处采取低速成槽，合理安排挖掘顺序，适当控制挖掘速度。

查明成槽偏斜的位置和程度，一般可在受偏斜处吊住挖机上下往复扫孔，使槽壁正直，偏差严重时，应回填粘土到偏槽处1m以上，待沉积密实后，再重新施钻（抓槽）。

夹层：

混凝土浇筑后，地下连续墙壁混凝土内存在泥夹层

产生原因：

1.浇筑管摊铺面积不够，部分角落浇筑不到，被泥渣填充。

2.浇筑管埋置深度不够，泥渣从底口进入混凝土内。

3.导管接头不严密，泥浆渗入导管内。

4.首批下混凝土量不足，未能将泥浆与混凝土隔开。

5.混凝土未连续浇筑，造成间断或浇筑时间过长，首批混凝土初凝失去流动性，而继续浇筑的混凝土顶破顶层而上升，与泥渣混合，导致在混凝土中夹有泥渣，形成夹层。

6.导管提升过猛，或测探错误，导管底口超出原混凝土面底口，涌入泥浆。

7.混凝土浇筑时局部塌孔。

预防措施和处理方法：

采用多槽段浇筑时，应设2～3个浇筑管同时浇筑，并有多辆砼车轮流浇注；导管埋入混凝土深度应为1.5～3m，导管接头应采用粗丝扣，设橡胶圈密封；首批灌入混凝土量要足够充分，使其有一定的冲击量，能把泥浆从导管中挤出，同时始终保持快速连续进行，中途停歇时间不超过30min，槽内混凝土上升速度不应低于2m/h，导管上升速度不要过快，采取快速浇筑，防止时间过长坍孔。

遇塌孔，可将沉积在混凝土上的泥土吸出，继续浇筑，同时应采取加大水头压力等措施；如混凝土未凝固，可将导管提出，将混凝土清出，重新下导管，浇筑混凝土，混凝土已凝固出现夹层，应在开挖后采取压浆补强方法处理。

槽段接头渗漏水：

基坑开挖后，在槽段接头处出现渗水、漏水、涌水等现象

产生原因：

挖槽机成槽时，粘附在上段混凝土接头面上的泥皮、泥渣未清除掉，就下钢筋笼浇筑混凝土。

预防措施和处理方法：

在清槽的同时，对上段接缝混凝土面用钢丝刷或刮泥器将泥皮、泥渣清理干净。开挖前通过预留注浆管注浆

如渗漏水量不大，可采用防水砂浆修补；渗涌水较大时，可根据水量大小，用短钢管或胶管引流，周围用砂浆封住，然后在背面用灌浆，最后堵引流管；漏水孔很大时，用土袋堆堵，然后用灌浆封闭，阻水后，再拆除土袋。

（二）钻孔灌注桩施工技术及质量控制

1、基本概念

是指采用不同的钻孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注混凝土形成的桩基础。

2、工艺流程

3、施工准备

完成施工场地规划与布置

测量复合桩位并做好明确标记

探明各种市政管线位置，防止破坏市政管线

4、埋设钢护筒

护筒的作用：固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。

护筒的埋设要求：

严格控制护筒的水平位置及垂直度，护筒中心与桩中心重合，其偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1%。护筒顶高于地面0.3m，埋置深度，黏土层不小于1m，砂质或杂填土层不小于1.5m。

5、泥浆制备

泥浆作用：在孔壁形成泥皮稳定孔壁、悬浮钻渣、润滑冷却钻具、正循环排渣。

组成及要求：同连续墙。

6、钻孔设备及选择

当前深圳地区常用的钻孔设备主要有：冲孔桩基、回转钻机、旋挖钻机。

7、清孔排渣

成孔检查确认钻孔合格后，应立即进行清孔，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。清孔方法应根据成孔工艺、机械设备、工程地质情况确定，可选用下列方法：

1.吸泥法清孔适用于反循环旋转钻机和土质密实不易坍塌的冲击钻孔，在孔壁易坍塌的地层拟使用吸泥法清孔时，应注意防止坍孔。

2.换浆法清孔适用于正循环旋转钻机及冲击钻机。

3.掏渣法清孔适用于冲击钻机。

4.高压射风（水）辅助清孔适用于辅助泥浆正循环清孔。

钻进达到要求孔深停钻后，主要保持孔内泥浆的浆面高程，确保孔壁的稳定。要尽快将钻机移位，终孔验收工作。利用检孔器进行检孔。

桩位偏差≤50㎜；桩身垂直度≤0.5%；-《深圳市基坑支护技术规程》

清孔时，保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面要高出水位1.5m以上。孔底沉渣厚度指标应符合规定：基坑围护桩≤mm。

8、钢筋制作及吊装

钢筋笼主筋竖向长度允许偏差为±50mm;

主筋间距允许偏差为±10mm

箍筋间距允许偏差为±50mm

保护层厚度不大于70mm

预埋件位置允许偏差为±20mm

9、水下混凝土浇筑

水下砼采用导管法灌注，一般导管直径30cm，管间连接方法有法兰盘、丝扣、销子等；隔水采用拔球法。导管在使用前要对其规格、质量和拼接构造进行压水试验。

进行水下砼的灌注时，导管接头不得漏水或漏气；提升导管时，不得有摇动，要维持孔内静水状态，起拔导管要保证导管底部埋深不少于2m，并不得大于6m，灌注完成后的钻孔桩桩顶应比设计高度高出50－cm，以便清除桩头浮浆砼后，保证截面处砼有良好的质量。

10、常见质量问题及防治措施

塌孔：

现象：

钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷、溶洞或裂隙的迹象。

原因：

孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护洞周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。

防治措施：

在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。

缩颈：

原因：

1）软土层受地下水影响和周边车辆振动。

2）塑性土膨胀，造成缩孔。

3）钻锤磨损过甚，焊补不及时。

防治措施：

1）在软塑土地层采用失水率小的优质泥浆护壁，降低失水量。

2）成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。

3）及时焊补钻锤，或在其外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。

4）如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

成孔偏斜：

原因：

1）土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。

2）施工检测控制不到位。

防治措施：

1）进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要加慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。

2）钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，待沉积密实后再钻。

断桩：

混凝土凝固后不连续，中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩。

原因：

1）清空不到位，造成泥浆过稠或过稀，过稠造成混凝土上翻困难，抖动导管过程中，造成混凝土翻滚裹泥；过稀造成浇筑过程中孔壁坍塌；

2）灌注时间过长，而上部混凝土已接近初凝。

防治措施：

1）成孔后，必须认真清孔，防止孔壁坍塌。清孔时间应根据孔内沉渣情况而定，清孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。

2）灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。

3）保证水下混凝土的连续浇筑