探討建筑工程深基坑施工安全技術(shù)措施

董興來

【摘 要】本文講述了深基坑施工在高層建筑的重點(diǎn)，并且作者根椐工程實(shí)例，對(duì)深基坑施工安全措施進(jìn)行了討論。

【關(guān)鍵詞】深基坑；安全措施；圍護(hù)

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，深基坑施工是高層建筑施工的重點(diǎn)，同時(shí)也是難點(diǎn)，作為整幢大廈的基礎(chǔ)，其施工質(zhì)量好壞直接關(guān)系到大廈的質(zhì)量和使用安全。深基坑施工具有較大的難度，同時(shí)具有很大危險(xiǎn)性，可能引起基坑周圍局部土體位移的沉降，危及鄰近建、構(gòu)筑物、道路及地下管線安全，即造成人民生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。同時(shí)也影響工程的順利實(shí)施。所對(duì)深基坑施工技術(shù)方案及安全技術(shù)措施必須認(rèn)真考慮，在確保安全的前提下選擇最佳的施工方案。深基坑施工主要包括圍護(hù)工程、挖土工程及地下室底板工程三大塊，其中圍護(hù)工程是三塊中的重點(diǎn)。本文以某大廈為例，主要就圍護(hù)工程施工作詳細(xì)討論。

1.工程概況

某大廈工程位于最繁華地段的地區(qū)。商業(yè)大廈由主樓和裙樓兩部組成，中南部方向?yàn)橹鳂?，?jì)十六層，總高度71 m。地下室二層，基坑深度分別為7.3m和 9.1m；裙樓在北段，地面七層，地下室一層 ，基坑深度為4.9 m，圍護(hù)延長(zhǎng)米約300m，工程樁系 800鉆孔灌注樁。根據(jù)提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告，在圍護(hù)樁深度范圍內(nèi)，土層的物理學(xué)指標(biāo)如下：

2.圍護(hù)工程

圍護(hù)工程施工技術(shù)方案一般主要有鉆孔灌注樁、混凝土地下室連續(xù)墻、水泥攪拌樁自立式擋土墻，拉森鋼板樁，預(yù)制空心方樁等，同時(shí)采用對(duì)攆、角撐、斜撐、壓力注漿和鋼筋混凝土蓋梁、素混凝土蓋梁等相互配合，但根據(jù)具體施工現(xiàn)場(chǎng)的周圍環(huán)境、實(shí)際的挖土深度、安全因素、經(jīng)濟(jì)因素工期因素等，選擇既安全又經(jīng)濟(jì)的施工方案，目前一般多選用幾種方案相互配合使用的組合式結(jié)構(gòu)的圍護(hù)方案。

（ 1 ）圍護(hù)設(shè)計(jì)

①圍護(hù)設(shè)計(jì)思路

本工程變形控制要求高，而且基坑深度有 A區(qū)4.9 m，B區(qū)7.3 m及 c區(qū)9.1 m三種，宜采用多種圍護(hù)形式組合結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、造價(jià)的控制及與挖土工程的配合，在 9.1m深基坑處采用鉆孔灌注樁加兩遭支撐，并且第二道支撐采用預(yù)應(yīng)力錨桿；基坑南側(cè)有一汽車斜坡道，宜采用大面積水泥攪拌樁加固處理；北側(cè)4.9m的深基坑則采用能撐則撐，不能撐就用懸臂樁形式；7.3m的深基坑采用一道對(duì)撐或角撐形式，南北深淺交匯處用水泥攪拌樁支護(hù)。

②圍護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算

本工程壓力計(jì)算采用朗肯土壓力理論，水土合算，地面超載取20kN/m2，半無(wú)限分布，基坑南側(cè)和東側(cè)的7.3 m深基坑選用 18.5m長(zhǎng)，φ800@950 的鉆孔灌注樁，樁配筋為l2φ25 ；倆側(cè)和東側(cè) 9.1m 深基坑采用 18.5m長(zhǎng)，φ800@950鉆孔灌注樁。北側(cè)懸臂部分采用16.5m長(zhǎng)，φ800@900鉆孔灌注樁，配筋為16φ25 ，離地面7.0 m處加一道預(yù)應(yīng)力錨桿，錨桿間距為 950mm，以25、30傾角交錯(cuò)排布；西北側(cè)角攆部分采用φ800@1000的鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)13.0m，樁身配筋 12φ22 ；支攆結(jié)點(diǎn)處的支攆柱由鋼構(gòu)件加鉆孔灌注樁組合形成，基底以上用素砼包住鋼構(gòu)件，基底以下配主筋 8φl(shuí)8通長(zhǎng)，做底板時(shí)敲掉外包砼，以利底板鋼筋通過；南側(cè)坡道下的水泥攪拌樁為 5.7m寬，10.8m長(zhǎng)，樁頂距地面為3.7m，水泥攪拌樁插人坑底 6.25m與鉆孔灌注樁形成較好的整體。除西北側(cè)角撐的淺基坑和南側(cè)基坑外，坑內(nèi)其余各側(cè)坑底距坑壁3.Om寬，5.Om深范圍內(nèi)進(jìn)行壓力注漿，以加固被動(dòng)土，注漿的水泥用量為加固土體重量的8%。

③安全保證措施

由于本工程是特殊的淤泥質(zhì)軟土地質(zhì)，進(jìn)行基坑支護(hù)及開挖難度較大，一旦引起支護(hù)結(jié)構(gòu)在某種程度的失穩(wěn)，后果不堪設(shè)想，因而必須采取切實(shí)有效的技術(shù)安全保證措施，以確保工程順利進(jìn)行。

1 ）施工前對(duì)錨軒進(jìn)行承載試驗(yàn)及進(jìn)行壓力注漿加固效果試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定合理的錨桿長(zhǎng)度和壓力注漿配比。

2 ）做好基坑圍護(hù)的監(jiān)測(cè)便及時(shí)掌握基坑施工對(duì)鄰近建設(shè)物的影響及支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)，在開挖過程中應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作：

A 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周圍的地下管網(wǎng)及建筑物進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)?？筛鶕?jù)要求設(shè)置十二個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。

B 對(duì)基坑周圍圈粱沉降及位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。每隔15 m設(shè)置一水平位移觀測(cè)點(diǎn)，可測(cè)定在基坑開挖過程中圈梁的穩(wěn)定性，同時(shí)在必要時(shí)對(duì)基坑周圍的地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣既可監(jiān)測(cè)周邊建筑物下沉情況，也可監(jiān)測(cè)水泥攪拌樁防滲帷幕效果。

C 對(duì)基坑深層土體位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在基坑周邊根據(jù)挖土深淺和周圍建筑物的重要性設(shè)置十一個(gè)測(cè)斜L，埋設(shè)深度與圍護(hù)樁深度相一致。

D 對(duì)基坑支撐軸力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在錨桿上設(shè)置十個(gè)錨桿測(cè)力計(jì)進(jìn)行錨桿受力觀測(cè)，并做好每天觀測(cè)記錄 。

上各測(cè)試在土方開挖期間每天一次，待地下室底板完成后為每三天一次，各種數(shù)據(jù)必須及時(shí)匯總，對(duì)于出現(xiàn)監(jiān)測(cè)報(bào)警情況，及時(shí)向有關(guān)部門通報(bào)，并協(xié)商進(jìn)行方案調(diào)整、施工速度控制及制定相應(yīng)措施，如基坑周邊卸荷，設(shè)立應(yīng)急支撐等。

3 ）由于氣候影響，特別是碰到雨季，要防止地表水的沖洗，影響圍護(hù)桂的強(qiáng)度和地下水位升高。所在挖土過程中，在基坑外側(cè)設(shè)置八個(gè)坑外集水井，深3m直徑 800mm，內(nèi)套直徑600mm用8φ16縱向盤，φ10@100螺旋箍做成鋼筋籠，井壁與鋼筋籠之問用半徑l-3碎石做濾水層，鋼筋籠外表用篩網(wǎng)或窗紗包住，集水井之間用500mm寬 300mm深等粒徑盲溝相連，及時(shí)排除井內(nèi)匯集水，且坑底內(nèi)四周及中間設(shè)置相應(yīng)的坑內(nèi)集水坑，并做成 4O0×400排盲溝，及時(shí)排除坑內(nèi)積水。

4 ）當(dāng)土方已有一部分挖到要求深度且有一定大而積時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理工程樁樁頭，盡快完成墊層工程，以利于圍護(hù)的穩(wěn)定性和防止基底好土被雨水破壞而造成施工困難。

3.挖土工程

高層建筑的基坑往往具有較大埋深，所以在開挖時(shí)用推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整和開挖表層外，大多采用反鏟挖土和拉鏟挖土機(jī)進(jìn)行開挖。根據(jù)本工程基坑的深度，采用多層開挖，挖出的土方除堆放一小部分外，必須隨挖隨運(yùn)；開挖土方時(shí)，為便于挖土機(jī)反鏟、拉鏟以及運(yùn)土汽車進(jìn)入基坑內(nèi)施工，在適當(dāng)部位留了坡道和汽車的出人口。另外還必須做到下幾點(diǎn)：①挖土應(yīng)在支護(hù)體系達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行并分層開挖，嚴(yán)禁一次到底。②基坑開挖時(shí)嚴(yán)禁機(jī)械碰撞支撐、支撐柱及工程樁；機(jī)械挖不到的用人工挖除?；觾?nèi)挖出的土及時(shí)運(yùn)走，坑壁外側(cè)附近嚴(yán)禁堆土。③開挖時(shí)應(yīng)防止坑底隆起失穩(wěn)和坑底管涌失穩(wěn)。對(duì)于前者，應(yīng)采用階梯式挖土方案或坑壁四周預(yù)留一部分反壓土；對(duì)于后者，可采取排水降低地下水位或預(yù)先截止地下水流人基坑的措施。④挖土速度必須隨圍護(hù)監(jiān)測(cè)結(jié)果的變化而變化，碰到圍護(hù)報(bào)警應(yīng)立即調(diào)整挖土方案，確保圍護(hù)穩(wěn)定性 。

4.結(jié)語(yǔ)束

本工程地下室部分施工總的來說是比較成功的，但也存在一些不足的地方：如幾種圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接部位應(yīng)力較集中，由此產(chǎn)生土體位移較大；挖土機(jī)械有時(shí)碰撞圍護(hù)樁及一次挖土深度過大也在一定程度上影響圍護(hù)穩(wěn)定；挖土與墊層沒有很好銜接使基坑暴露時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，對(duì)圍護(hù)造成一定威脅等。總之，從整個(gè)深基坑施工過程來看，圍護(hù)工程，挖土工程及地下室底板工程三者是緊密聯(lián)系的，挖土和地下室底板工程是以圍護(hù)工程的穩(wěn)定為基礎(chǔ)的，反過來挖土和地下室底板工程同時(shí)對(duì)圍護(hù)也可以起加固作用。應(yīng)根據(jù)基坑的實(shí)際情況，三者互相穿插進(jìn)行，盡量減少基坑暴露天數(shù)，避免因基坑暴露時(shí)間過長(zhǎng)而影響圍護(hù)的安全。