淺析建筑基坑工程施工技術(shù)

林志鵬

【摘 要】基坑工程是建筑工程施工中的重要部分，具有施工技術(shù)含量高、風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)。本文結(jié)合建筑基坑工程，就基坑的施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，包括了基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)、施工控制和基坑的監(jiān)測(cè)方面的要求和做法，保證了工程施工的順利進(jìn)行，對(duì)類(lèi)似基坑工程的施工提供有益的借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】基坑施工技術(shù)；支護(hù)；動(dòng)態(tài)控制；監(jiān)測(cè)

隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑工程項(xiàng)目也不斷涌現(xiàn)，基坑工程也不斷增多?；庸こ淌┕ぜ夹g(shù)含量高、風(fēng)險(xiǎn)性大，施工過(guò)程中有很多不確定因素，一旦施工不當(dāng)，往往會(huì)發(fā)生基坑垮坍、建筑物及路面塌陷等工程事故，直接影響施工進(jìn)度和工程造價(jià)，甚至危及人員生命安全。因此，基坑工程具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性與艱巨性，對(duì)基坑施工技術(shù)的要求也越來(lái)越高。本文結(jié)合某建筑基坑支護(hù)工程，闡述了基坑工程的施工技術(shù)，給類(lèi)似基坑工程提供參考。

1.工程概況

某建筑工程，地上18層，地下1層，剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋置深度7.59m。地下1層，總平面尺寸為204.9m×42.8m。

2.水文地質(zhì)條件

在基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)含水層為雜填土、淤泥層。由于開(kāi)挖場(chǎng)地周邊環(huán)境開(kāi)闊，四周距建筑紅線均在200m以上，在基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)地下管線較少。場(chǎng)地地處亞熱帶，屬于海洋季風(fēng)性氣候。全年降雨量充沛，雨季明顯（4～8月），日照充足，夏季漫長(zhǎng)、炎熱，冬季較溫暖，春秋兩季不明顯。場(chǎng)地位于三角洲平原，降雨量大于蒸發(fā)量，地下水埋藏較淺，水位穩(wěn)定，變化幅度小。經(jīng)終孔統(tǒng)一測(cè)量，鉆孔水位埋深在1.60～2.00m之間。

場(chǎng)地內(nèi)素填土含地表滯水，淤泥，透水性弱，為相對(duì)隔水層；中砂層含孔隙水，屬?gòu)?qiáng)透水層，具承壓性；強(qiáng)～中風(fēng)化巖也賦存一定數(shù)量的地下水；地下水補(bǔ)給來(lái)源主要靠大氣降水和周?chē)h(huán)境水的側(cè)向補(bǔ)給，排泄主要通過(guò)地表逕流、地下潛流和蒸發(fā)。

根據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告可以看出，基坑開(kāi)挖時(shí)必須采取有效的止水、隔水及排水措施，以確?；影踩??；娱_(kāi)挖時(shí)，周邊不得堆土，坑底不得長(zhǎng)期暴露，更不得積水，以防止產(chǎn)生附加沉降。

3.周邊環(huán)境條件

本基坑工程周邊環(huán)境較為復(fù)雜，具體方位尺寸如圖1所示。

1）東側(cè)邊坡擬建車(chē)庫(kù)外墻距離東側(cè)圍墻僅有3.10m，東側(cè)的混凝土路面及路面東側(cè)的人行道無(wú)法保留，現(xiàn)有的幾棵觀賞性樹(shù)木也要暫時(shí)移走。

2）南側(cè)邊坡擬建車(chē)庫(kù)外墻距離5號(hào)樓北外墻9.60m、距離地面花磚的北側(cè)2.10m。在保留現(xiàn)狀草皮磚和綠化的前提下，再預(yù)留開(kāi)挖后坡底的施工作業(yè)面，開(kāi)挖空間僅有2.10m，接近于直立開(kāi)挖。

3）西側(cè)邊坡擬建車(chē)庫(kù)外墻距離15號(hào)樓外墻9.40m，距離現(xiàn)狀混凝土路面1.50m。因施工運(yùn)輸需要保留現(xiàn)狀混凝土路面，并預(yù)留開(kāi)挖后坡底的施工作業(yè)面，此處邊坡無(wú)放坡空間，邊坡直立開(kāi)挖。

4）北側(cè)邊坡擬建車(chē)庫(kù)外墻距離北側(cè)高壓鐵塔24.50m，距離東北角的磚房29.0m，北側(cè)施工空間充足，可以滿足自然放坡的要求。

4.支護(hù)設(shè)計(jì)

本工程基坑支護(hù)安全等級(jí)分段按一、二級(jí)考慮（西側(cè)、南側(cè)支護(hù)段為一級(jí)，北側(cè)及東側(cè)支護(hù)段為二級(jí)），基坑側(cè)壁重要性系數(shù)各取1.1和1.0，按臨時(shí)性邊坡考慮，基坑支護(hù)體系使用期限不應(yīng)超過(guò)6個(gè)月。根據(jù)周邊環(huán)境及地質(zhì)情況，本著“安全可靠、經(jīng)濟(jì)合埋、技術(shù)可行、方便施工”的原則，經(jīng)過(guò)細(xì)致分析、計(jì)算和方案比較，本基坑支護(hù)方案選擇如下。

西側(cè)、南側(cè)邊坡采用2道預(yù)應(yīng)力錨桿加腰梁進(jìn)行支護(hù)，東側(cè)邊坡采用土釘墻支護(hù)體系，形成預(yù)應(yīng)力錨桿加土釘形成的復(fù)合支護(hù)體系。北側(cè)采用自然坡率法并結(jié)合坡面噴護(hù)處理。以西側(cè)邊坡為例，其立面與剖面如圖1所示，設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

本項(xiàng)目中坡頂附加荷載按≤30kPa均布荷載考慮，設(shè)計(jì)中采用的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件情況如下：①錨桿（土釘）機(jī)械成孔，注漿材料為純水泥漿，強(qiáng)度不低于M20；②腰（肋）梁噴射混凝土工藝，截面300mm×300mm，主筋4 14，箍筋φ6.5@200，在錨桿節(jié)點(diǎn)兩側(cè)各300mm范圍內(nèi)采用φ6.5@100加密布設(shè)，混凝土保護(hù)層厚度為35mm；③面層MCl網(wǎng)噴工藝，厚度≥80mm，混凝土等級(jí)C20，坡頂上延≥l.5m，網(wǎng)筋采用φ6.5@200×200單層雙向，加強(qiáng)筋水平向2 14、豎直向1 14，通長(zhǎng)設(shè)置。

5.地下水控制

根據(jù)巖土層條件，本基坑工程采用坑內(nèi)集水明排方案控制地下水，即在坑內(nèi)設(shè)置明溝和集水井。在坡頂設(shè)置截水措施，防止雨水或地表水流入基坑內(nèi)。坡面設(shè)置泄水孔，泄水孔縱橫間距為1.5～5.0m，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，坡面滲水量大時(shí)取小值。

6.施工動(dòng)態(tài)控制

由于工程水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜并存在一定的不確定性，且基坑支護(hù)工程受諸多因素影響，故不安全狀況很難完全避免。本工程按照基坑支護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程進(jìn)行了設(shè)計(jì)，且經(jīng)過(guò)專家論證，在開(kāi)挖過(guò)程中也嚴(yán)格執(zhí)行了分層分級(jí)開(kāi)挖，但還是出現(xiàn)了坡頂?shù)孛媪芽p、局部掉塊和坍塌現(xiàn)象。

基坑北側(cè)邊坡出現(xiàn)坡頂?shù)孛媪芽p。裂縫長(zhǎng)度約8m，離坡頂線3.5～6.9m。經(jīng)查看現(xiàn)場(chǎng)和分析，其主要原因?yàn)槭┕がF(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地緊張，臨時(shí)施工道路離基坑北側(cè)邊坡距離較近，坡頂受到施工重載機(jī)械、車(chē)輛等動(dòng)荷載的影響，局部自然放坡坡度不足且個(gè)別位置為敷設(shè)地下管道后的回填土。處理方法為按照1∶1坡率削坡并對(duì)現(xiàn)有坡頂?shù)孛娌捎盟噙M(jìn)行硬化，裂縫處用水泥砂漿灌注，擴(kuò)大圍擋圍護(hù)范圍，坡頂3.0m范圍內(nèi)嚴(yán)禁重載機(jī)械、車(chē)輛通行?；幽蟼?cè)邊坡出現(xiàn)局部滑塌掉塊，約3m2。經(jīng)支護(hù)專家現(xiàn)場(chǎng)查看滑移面，主要原因?yàn)榛娱_(kāi)挖過(guò)程中有頁(yè)巖巖脈發(fā)育，因脈體結(jié)構(gòu)面切割而產(chǎn)生，而支護(hù)結(jié)構(gòu)未根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際加密加強(qiáng)。處理方法為在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上加長(zhǎng)錨桿長(zhǎng)度，加密鋼筋網(wǎng)，并在噴射護(hù)面混凝土?xí)r提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，在支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后再繼續(xù)進(jìn)行基坑開(kāi)挖。

基坑?xùn)|南角邊坡出現(xiàn)局部坍塌，約4m2。經(jīng)查看現(xiàn)場(chǎng)和分析，其主要原因?yàn)樵摬课淮嬖诘叵屡瘹夤艿篮臀鬯艿?，回填土層密?shí)性較差，且污水管道滲漏和上層綠化草皮灌溉造成土層含水量變大進(jìn)而自重變大，在尚未進(jìn)行支護(hù)時(shí)發(fā)生坍塌。處理方法為修補(bǔ)滲漏污水管道，并采取措施保護(hù)暖氣管道，適當(dāng)控制施工期間的綠化灌溉，保證土層含水量符合施工要求后及時(shí)實(shí)施支護(hù)工程。

7.基坑監(jiān)測(cè)和應(yīng)急預(yù)案

7.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置和預(yù)警值

根據(jù)本基坑工程不能自然放坡開(kāi)挖而坡面較陡及土層的特點(diǎn)，和基坑周邊近距離范圍內(nèi)存在已建居民樓的現(xiàn)狀，在基坑西側(cè)已建15號(hào)樓和南側(cè)已建5號(hào)樓各設(shè)8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以監(jiān)測(cè)其整體傾斜度和水平位移。

傾斜度控制預(yù)警值為累計(jì)值達(dá)到2/1000或傾斜速率連續(xù)3d>0.0001H/d（H為建筑承重結(jié)構(gòu)高度）；水平位移控制預(yù)警值為累計(jì)值超過(guò)20mm或變化速率超過(guò)2mm/d。

另外，沿基坑四周設(shè)8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以監(jiān)測(cè)邊坡水平位移、豎向位移和基坑周邊地表豎向位移。邊坡水平位移監(jiān)測(cè)預(yù)警值為水平位移累計(jì)絕對(duì)值超過(guò)60mm或大于基坑開(kāi)挖深度h的8‰或變化速率超過(guò)15mm/d或連續(xù)3d的變化速率>10mm/d；邊坡豎向位移監(jiān)測(cè)預(yù)警值為豎向位移累計(jì)絕對(duì)值超過(guò)60mm或大于基坑開(kāi)挖深度h的8‰或變化速率超過(guò)8mm/d或連續(xù)3d的變化速率>6mm/d；基坑周邊地表豎向位移監(jiān)測(cè)預(yù)警值為豎向位移累計(jì)絕對(duì)值超過(guò)60mm或變化速率超過(guò)6mm/d或連續(xù)3d的變化速率>4.2mm/d。

7.2 應(yīng)急預(yù)案

當(dāng)監(jiān)測(cè)值超過(guò)預(yù)警值時(shí)應(yīng)立即停止開(kāi)挖，并采取坡底堆載反壓或坡頂卸載等措施。若個(gè)別構(gòu)件出現(xiàn)斷裂、松弛或拔出現(xiàn)象，為施工原因時(shí)，應(yīng)在原設(shè)計(jì)位置周邊進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；為設(shè)計(jì)原因時(shí)，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系。若施工現(xiàn)場(chǎng)不能保證連續(xù)供電，應(yīng)配備發(fā)電機(jī)組，防止因斷電不能持續(xù)排水導(dǎo)致地下水位升高產(chǎn)生安全隱患。

8.結(jié)語(yǔ)

總之，基坑施工技術(shù)涉及領(lǐng)域廣、技術(shù)難度大、質(zhì)量要求也高，尤其是在現(xiàn)場(chǎng)地理位置、土質(zhì)條件、基坑開(kāi)挖深度和周?chē)h(huán)境復(fù)雜的條件下。在支護(hù)設(shè)計(jì)方面，要因地制宜，選擇最優(yōu)的支護(hù)方案，并按照施工設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范要求施工，進(jìn)行嚴(yán)格的基坑監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定因素，并制定了相應(yīng)的應(yīng)急措施。由于施工得當(dāng)，本基坑工程在安全、質(zhì)量、進(jìn)度等方面均取得了良好的效果，為同類(lèi)工程的施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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