孤石场地条件下基坑支护施工方法与流程

本发明涉及一种基坑支护施工方法,更具体地说，它涉及一种孤石场地条件下基坑支护施工方法。

背景技术：

孤石是独立存在于土壤中的石头块，一般在土壤中的深度不深。

基坑支护排桩施工中，会遇到大孤石阻碍施工的难题。

为了解决该技术难题，常规的方法是利用冲孔灌注桩钻孔施工，该法的技术要点是：利用冲击钻头先对大孤石进行冲孔贯穿，然后对冲孔完成灌桩等工序，再开挖基坑，该操作方法的缺点是操作周期长，施工进度慢。

故为了提高对孤石处基坑的挖掘效率，现在采用分层挖掘土坑，采用基坑位置与孤石位置的同步挖掘，一边对孤石处所挖掘的土坑进行支护，现在施工过程孤石位置的土坑仅仅是利用挡土墙进行支撑保护。但是单单的挡土墙只能支护土坑侧面，对孤石的支护力较为薄弱，土坑挖掘过程中，孤石易发生偏动时，引发基坑坍塌。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种孤石场地条件下基坑支护施工方法，通过钻孔灌注桩对孤石的夹持作用，以明挖的施工方式，边支护边施工，提高了基坑分层开挖的安全性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种孤石场地条件下基坑支护施工方法，

首先：对孤石打孔并对所打的孔进行预支撑桩的灌注；

其次：对孤石所在土方与基坑土方进行同步的分层挖掘，同时对

每一层挖掘后孤石所在土坑进行挡土墙的浇筑。

通过采用上述技术方案，找出有大的孤石的桩位，预支撑桩对孤石进行预支撑固定，然后分层开挖土方。在分层施工的同时，灌注桩与挡土墙两者连为一体，对分层开挖起到良好的支护作用。

采用预支撑桩的效果还有以下三点：

其一，预支撑桩的直径相对冲孔灌注桩的直径要小很多，那预支撑桩成型所需的孔的孔径相比冲孔的孔径要小，该孔的成形速度要比冲孔的成形速度快很多；伴随的优点还有，由于预支撑柱的孔径较小，预支撑柱的浇筑硬化也将大大提升，有利于缩短基坑施工的周期。

其二，利用分层处理，基坑的挖掘与孤石上方的土方挖掘同步进行，每次挖到预定深度，对孤石所在的位置进行支护工作，使得孤石位置所挖掘的坑可以有良好的支撑作用，施工安全性能可以得到有效提升。更优的还在于，在孤石位置挖掘与支护过程中，利用预支撑桩对孤石的初步支护工作，基坑保持持续挖掘施工，基坑的施工并没有因为孤石位置的挖掘与支护施工而耽误时间，有利于缩短基坑施工的周期。

其三，在检测到孤石的存在后，工作人员需要经过多次的探测到孤石的大体形状，然后在孤石靠中间位置进行冲孔灌注桩；而显然对土方下方孤石形状的探测需要大量的工作时间。而利用预支撑柱的优点在于，其探测到孤石后，直接对孤石进行打孔并有利于预支撑柱固定，然后以明挖的方式，一边挖掘一边确定孤石的形状，显然，这就大大节省了对孤石形状的探测，有利于节省探测孤石形状的时间，也节约了探测孤石形状的成本，当然此时的孤石上所挖掘出来土坑大小未必和孤石的形状相同，但是依旧能够起到良好的支护作用。

较佳的，以钻孔的方式对孤石两侧打孔，并在钻孔内进行钻孔灌注桩的施工，挡土墙与桩身浇筑粘合。

通过采用上述技术方案，预支撑桩采用钻孔灌注桩，在孤石两侧进行钻孔灌注桩施工，利用钻孔灌注桩对孤石进行钳制，对孤石的预支撑效果更加显著。在分层施工的同时，钻孔灌注桩与挡土墙两者连为一体，彼此之间分担来自泥土的压力，对分层开挖起到良好的支护作用。

灌注桩是指代钻孔灌注桩。

较佳的，在挖掘的土坑中放置提前制作的钢筋笼，混凝土浇筑钢筋笼形成挡土墙。

通过采用上述技术方案，钢筋笼起到加强挡土墙结构强度的效果，对桩身起到良好的支护作用，提高分层开挖的安全性与可行性。

钢筋笼的提前制作，有效压缩基坑开挖的施工周期。

较佳的，灌注桩的桩身中植入锚固钢筋，锚固钢筋与钢筋笼连接。

通过采用上述技术方案，锚固钢筋充当桩身与挡土墙之间的骨架，使得两者的连接更加牢固。

较佳的，灌注桩的桩身粘合在挡土墙的一面预先进行凿毛施工。

通过采用上述技术方案，分层开挖后，对挖掘的桩身进行凿毛处理，有利于增加桩身表面的粗糙度，使得桩身与挡土墙粘合的更加牢固。

较佳的，钻孔灌注桩的桩头进行冠梁浇筑成型。

通过采用上述技术方案，冠梁的浇筑，提高了桩身之间的连接强度，提高了分层开挖的安全性。

较佳的，在冠梁浇筑施工之前，桩头进行破桩施工。

通过采用上述技术方案，钻孔灌注桩的桩头具有浇灌的浮渣，其结构强度较低，故将桩头破除，在破除后的桩头位置进行冠梁的浇筑成型，有利于提高桩头与冠梁之间的连接强度，提高了分层开挖的安全性。

较佳的，挖掘遇到孤石时，静力爆破置于维护结构外侧的孤石石块。

通过采用上述技术方案，挖掘到孤石位置时，对基坑围护位置之外的孤石进行破除处理。

静力爆破是指静力爆破技术其实质是在岩体上钻孔，在钻孔中灌装静力爆破剂，依靠其膨胀力使岩石产生裂隙或裂缝，从而达到破碎的目的，可在无振动、无飞石，无噪音、无污染的条件下破碎或切割岩石，爆破时不会损坏周围的挡土墙等支护结构，在确保安全的前提下又能达到破碎的目的。

较佳的，对余下的孤石进行钻第二孔并植入筋条，并且孤石表面凿毛处理，以混凝土浇筑固定植入的筋条与挡土墙。

通过采用上述技术方案，挖掘到孤石位置时，孤石植入筋条后并通过混凝土浇筑将孤石与挡土墙再次一同固定，提高了孤石与挡土墙之间的连接结构。

较佳的，用于植入筋条的第二孔以梅花型的分布布置在孤石表面。

通过采用上述技术方案，梅花形布置，就是像梅花花瓣那样的形状的布置，多为五点式形状。梅花形布置避免了钻孔集中在一条直线上，减少了孤石破碎的几率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本方法主要应用于基坑支护围护结构采用灌注桩排桩的基坑临时支护工程。

灌注桩排桩施工遇到大孤石，孤石强度高，钻孔进尺缓慢，灌注桩施工困难的情况，采用明挖方式施工，与基坑同时分层开挖，边支护边施工，静力爆破大孤石。相对于常规使用冲孔直接贯穿大孤石，完成灌注桩等工序后再开挖基坑土方的施工方法，可有效缩短工期，控制施工成本，减少泥浆排放，对节能减排有一定成效。

该施工技术具有高效率、低风险、低投入等优点，在同类型地质条件下，能确保施工安全，保证施工质量，提高施工速度，值得推广应用。

附图说明

图1是实施例的工艺流程图；

图2是实施例中基坑支护施工的立面示意图；

图3是孤石爆破前的平面示意图；

图4是孤石爆破后的平面示意图。

图中：1、钻孔灌注桩；2、冠梁；3、混凝土挡土墙；4、腰梁；5、第一孔；6、第二孔；7、孤石；8、筋条。

具体实施方式

结合附图1至附图4对本发明作进一步详细说明。

实施例

说明：灌注桩是指钻孔灌注桩；桩身是指钻孔灌注桩的桩体。

施工步骤

第一步：在灌注桩施工前，对所有桩进行编号，每隔2m采用超前钻进行钻孔排查。当探明有孤石7时，利用超前钻探测出孤石形状，然后在孤石7的两侧进行钻孔灌注桩1施工，两侧桩身钻进孤石7，与孤石7连结成一体。

无孤石7部位的灌注桩，采用常规方法进行施工。排桩施工时采用间隔跳打，隔桩施工的方式进行。

第二步：全部灌注桩施工完毕后，该部位与基坑土方同时采用分层明挖方式施工。根据地质情况及施工工艺要求，利用桩侧“土拱”作用，确定合理分层开挖高度，一般取1～3m。砼挡土墙(也就是混凝土挡土墙3)分层向下支护，分层施工。

有孤石7的桩间部位，分层开挖后，桩身植入锚固钢筋，锚固钢筋与混凝土的混凝土挡土墙3连接，桩墙连成一体。

注意事项：有孤石7的桩间部位与基坑土方分层开挖时，注意不能超挖，应保护边坡土方的稳定。土方开挖后，应及时进行下一步的施工。边坡顶不应有动载，且不应堆放土方、材料或机械。

第三步：在分层开挖的同时，工作人员利用破桩机凿除桩头后，桩头的结构符合强度要求，然后在桩头进行冠梁2的浇筑，冠梁2与首层的混凝土挡土墙3可同时进行施工。

混凝土挡土墙3的钢筋应锚进(锚进是在钢筋安装时钢筋深入不同构件当中,没有浇筑混凝土。)冠梁2中，使首层混凝土挡土墙3与冠梁2连成一体。

为了使混凝土挡土墙3与桩身更好地黏结在一起，两侧桩身应凿毛，并进行植筋。植筋是在已经浇筑好的墙上钻孔,用建筑胶将钢筋粘到孔里。

第四步：混凝土挡土墙3的钢筋笼的安装，按设计及相关规范要求进行施工。

首层钢筋笼与冠梁2通过植入第一钢筋连接，桩身则通过锚固钢筋与钢筋笼连接。

混凝土挡土墙3的模板只安装外侧模板，模板刚度、强度及稳定性，应符合要求。模板应支撑稳固，应确保混凝土挡土墙3中混凝土浇注施工过程中，不爆模不涨模。

然后对混凝土挡土墙3进行浇灌混凝土，使得混凝土挡土墙3与桩身以及冠梁2连接在一起。

在分层施工的同时，按设计要求在混凝土挡土墙3处进行锚杆、腰梁4及喷射混凝土施工。

第五步：分层向下施工遇到大的孤石7时，在孤石7上开设第一孔5，静力爆破(静力爆破技术其实质是岩体上钻孔，在钻孔中灌装静力爆破剂，依靠其膨胀力使岩石产生裂隙或裂缝，从而达到破碎的目的，可在无振动、无飞石，无噪音、无污染的条件下破碎或切割岩石)凿除露出围护结构外侧的孤石7，通过植入第二钢筋，将剩余部分孤石7、钻孔灌注桩1与混凝土挡土墙3形成完整的基坑围护支护体系。

对于爆破后的孤石7：剩余部分孤石7表面应进行凿毛(凿毛是用一种"斩斧"的工具把已经完成的混凝土结构面凿出一条条凹痕。作用是使两个施工阶段的施工面粘结牢固。通常在现浇结构中，在现浇板浇筑完毕后，要凿毛，进行下一层柱墙的浇注)，并清理干净。

在孤石7上钻第二孔6并植入相应的筋条8时，第二孔6应采用梅花型布置，避免造成孤石7开裂。

孤石7上面的混凝土挡土墙3施工完毕后，越过孤石7继续往下分层施工。孤石7下侧及两侧桩身植入筋条8前，应进行凿毛，并清洗干净。

不断向下分层施工，直至基坑支护工作完成。

最后在孤石7所正对的坑体上方与下方进行混凝土灌注。

工作原理：首先，每隔2m采用超前钻进行钻孔排查。

当探明有孤石7时，在孤石7的两侧进行钻孔灌注桩1施工，两侧桩身钻进孤石7，桩身与孤石7连结成一体。无孤石7部位的排桩按常规方法施工。其次，全部灌注桩施工完毕后，分层明挖土方，分层施工。

有孤石7而空出来的桩间部位，利用桩侧“土拱”作用进行施工，分层进行混凝土挡土墙3施工。

在分层施工的同时，按设计要求进行锚杆、腰梁4及喷射混凝土施工。使基坑开挖时，达到边分层开挖，边分层支护的效果。

分层向下施工遇到孤石7时，静力爆破凿除露出围护结构外侧的孤石7，通过植筋，剩余部分孤石7、灌注桩与挡土墙形成完整支护结构，越过孤石7继续往下分层施工直至完成。

本施工方法的施工要求还有如下：

一、质量控制

本方法施工质量控制标准按《建筑工程施工质量验收统一标准》gb50300-2001、《建筑基坑支护技术规程》jgj120-2012、《建筑桩基技术规范》jgj94-2008、《建筑基桩检测技术规范》jgj106-2003、《钢筋焊接及验收规程》jgj18-2012、《混凝土结构工程施工质量验收规范》gb50204—2002、爆破安全规程(gb6722-2011)、《混凝土结构加固设计规范》gb50367－2006的相关规定执行。

作业人员经岗位技术培训考核合格，持证上岗。

灌注桩施工、基坑土方开挖及基坑边坡支护施工前应编制专项施工方案，并履行审批手续，由项目技术负责人对施工人员进行技术交底。超过5m的深基坑土方开挖工程还应做专家论证，并履行审批手续。

基坑支护的复核计算进行复核确认。

质检人员必须对施工全过程监控，按照质量验收规范与专项施工方案进行检查控制，对不符合要求的及时整改。

材料、机械进场履行验收手续，验收合格后方可投入使用。

灌注桩成桩后检测履行验收手续，验收合格后方可进入下一道工序施工。

作业人员在施工过程中要加强基坑监测，发现异常立即启动应急措施。

二、安全措施

本方法施工安全控制标准按《建筑施工安全检查标准》jgj59-2011、《建筑机械使用安全技术规程》jgj33-2012、《施工现场临时用电安全技术规范》jgj46-2005、《施工现场机械设备检查技术规程》jgj160-2008等相关规定执行。

特种作业人员必须持证上岗。

加强安全产生教育和安全交底工作，需通过安全考核后方可上岗，进入工地必须戴安全帽、穿工作服、防滑鞋、戴防护手套。

施工前，对施工机械进行全面检查，严禁施工机械带病作业。

土方开挖时，要有专人指挥；在机械回旋范围内严禁站人。

土方开挖时，基坑边缘2米范围内严禁堆放物料，土方堆放高度不能超过1.5m。

在施工过程中做好抽排水措施。

施工现场所使用的氧气、乙炔瓶等易燃、易爆物品必须存放在专用场地，专人进行管理，施工现场要有灭火器材和防火标志。

氧气瓶和乙炔瓶应直立使用，严防沾染油脂，不得曝晒、倒放、平使，氧气瓶乙炔瓶间距不小于5m，乙炔瓶与明火作业地点不少于10m。乙炔瓶必须安装回火阻止器。

施工过程中，如出现异常情况，必须马上停止作业，查明原因并采取相应措施后，方可继续作业。

三、环保措施

施工过程中应严格按照《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国环境噪音污染防治法》、《建筑施工场界噪声限值》和《建筑施工现场环境与卫生标准》的规定执行。

对施工产生较大噪声的设备采用适当的隔音措施，确保外界噪声等效声级达到环保相关要求；

装卸有粉尘的材料时，应洒水湿润并进行封闭运输。

现场垃圾及时清理，并存放进指定垃圾站，做到工完场清。整个施工现场要达到整齐有序、干净无污染、低噪声、低扬尘、低能耗的整体效果。

泥浆挖泥浆池集中处理，处理后符合要求的循环使用，不符合的定期清理，减少泥浆排放污染。

废水经多级沉淀处理合符合要求后再排放。

装运建筑材料、土石方、建筑垃圾及工程渣土的车辆均采取有效措施，保证行使途中不污染道路和环境。

四、社会效益

孤石7场地条件下基坑支护新技术的应用，相对于使用常规冲孔施工技术，不但减少工人劳动强度，减少机械设备使用，也减少了泥浆的排出，对节能减排效果明显。同时采用该技术可加快施工进度、节约施工成本，对节约社会环境资源有一定的意义。对促进基坑支护施工技术的发展有一定作用。

该技术的成功应用，提高了工作效率，节省工期和降低成本方面体现了很大的价值，给社会带来了新的创新技术应用，创造了良好的社会效应。

五、经济效益

孤石7场地条件下基坑支护新技术的应用，相对于常规使用冲孔施工直接贯穿孤石7的施工技术，加快了施工进度，大幅度降低机械台班费用、材料费用、人工费用，以及管理费用，具有良好的经济效益。

从它的应用情况来看，该施工技术具有高效率、低风险、低投入等优点，它的应用使基坑边坡支护施工的安全、质量、工期及成本控制均得到有效控制。在同类型地质条件下，能确保施工安全，保证施工质量，提高施工速度，值得推广应用。

实施例2，其与实施例1的不同之处在于，第一步骤中，在形成钻孔灌注桩1之前，在钻成的孔中放置u形金属管，u形金属管的两端在孔的外侧。然后在孔内浇筑混凝土，形成钻孔灌注桩1。

u形金属管在钻孔灌注桩1内充当骨架，增加了灌注桩的结构强度，灌注桩对孤石7夹持的更加稳固。

在u形管金属管内加热水，热水灌入温度采用80度至100度，本实施例中采用90度，热水的热能通过u形金属管传导到混凝土中，实现对灌注桩的加热养护，提高了灌注桩的硬化强度，并缩短了灌柱桩的成型周期。

u形金属管具有良好的导热性，可为铁管、合金管。

热水的灌入周期为1个小时更换一波，通过新热水的注入将原来u形金属管内的水排出。经过实验，经过9个周期的热水更换，灌注桩的硬化周期大幅度缩短。

热养护结束后，通过在u形金属管一侧通入高压气体将水排出,之后继续对u形金属管通气以达到风干内管壁的目的，一般可持续通气20-30分钟；

u形金属管风干后，在u形金属管内投入干燥粉，目的在于，基坑下方较为湿润，u形金属管易锈蚀，干燥粉可吸收部分来自基坑中的水分，使得u形金属管不易锈蚀，u形金属管的骨架效果更加持久和稳定。干燥粉较为常见，价格更加低廉，经济效益好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。