探析土建基礎施工中的深基坑支護施工技術

摘 要：隨著社會經濟的發(fā)展與城市化進程的加快，高層建筑不斷涌現(xiàn)，基坑也隨之變大變深，基坑工程既涉及到土力學強度與變形問題，也涉及到了土體與支護結構的相互作用問題，其施工質量控制好壞直接影響到建筑物基礎的穩(wěn)定性，因此，必須保證基坑安全才是土建基礎施工的關鍵。本文通過工程實例探討了高層房屋深基坑支護的施工技術，并從中分析了施工中應注意的問題。

關鍵詞：土建基礎；施工技術；深基坑；支護

引 言

深基坑支護（retaining and protecting for deep foundation excavation），在工程地質學里，深基坑支護的意思是在施工工程之前，為了保證施工過程中地下結構及基坑周邊環(huán)境的安全，降低深基坑鄰近建筑物的巖土工程問題及工程事故，于是對深基坑側壁以及周邊環(huán)境采取支檔、加固與保護的措施。深基坑支護工程具有技術難度高，風險大的特點，在我國近20多年的工程實踐表明，在軟土地區(qū)因深基坑造成的事故約占基坑事故總數(shù)的20%到30%，此驚人的數(shù)據(jù)可以看出，深基坑的支護設計與施工就成為了高層建筑尤為突顯的一個技術熱點和難點。隨著改革開放的不斷發(fā)展，地基支護施工技術工藝要求不斷提升，許多路基處理技術得到了綜合應用和推廣。在具體工程實踐中，支護結構既要確?；A安全、順利施工，同時又要考慮經濟合理，因此，支護施工中的技術措施與質量控制就顯得非常關鍵。

1 工程概況

實例工程主樓設計為10層，地下室設計為地下一層，層高4.6m，其中地下建筑面積約為839m2。該地下室正負零設計標高為28.6m，自然地面為28.1～28.3m。本項目基坑南北兩側及東側要采用復合噴錨支護，其中對北側并增設微型鋼管樁：基坑東南角已有建筑較近地段，采用雙排樁支護：基坑西南角鄰近已有建筑較近地段，采用懸臂樁支護，西側采用水泥土攪拌重力式擋墻墻支護措施。

2 地質條件

通過勘察查明，本場地土層主要為雜填土、粉質粘土，上部為厚度不等的雜填土，下部為粉質粘土夾粉土，地下水的類型為上部滯水，上部滯水主要賦存于雜填土與2層粘土層中，大氣降水和地表水滲入是其主要補給來源。

3 工程特點及難點

按現(xiàn)場實際情況，對應設計標高，其基坑實際開挖深度為2.7～6.2m不等。支護設計以放坡、復合噴錨、鋼管樁為主。對本基坑而言土方開挖是關鍵，土方施工必須密切配合支護施工單位施工。該工程施工場地較為開闊，基坑北面分別布置臨建、道路及材料堆場，對施工安全影響較大。土方開挖采取水平分段、垂直分層的方法施工，開挖一段、支護一段。本工程場地地質條件主要由松散雜填土、老粘土組成，錨桿成孔困難。

4 施工技術措施

4.1 深基坑支護類型

基坑支護方法眾多，常見支護類型主要有：擋墻支護、樁排支護、深層攪拌水泥樁支護、鋼板樁支護、地下連續(xù)墻支護、錨桿支護、鉆孔灌注樁支護、放坡支護等，深基坑支護結構的類型如表1所示。

根據(jù)本基坑支護設計要求，結合工程施工特點，以及業(yè)主總工期進度計劃要求，為提高工效，縮短工期，其基坑支護的施工順序確定為：PHC管樁、灌注樁→水泥攪拌樁、微型鋼管樁施工→土方分段、分層開挖→錨桿（依段、逐層次）→掛網(wǎng)噴混凝土施工→結構施工。

4.2 深基坑支護施工中存在的問題

雖然現(xiàn)今深基坑支護的結構在設計理論上得到了很大的發(fā)展，但是在實際施工中依然存在很多不足之處。

邊坡修理不達標，在深基坑的施工中常常會出現(xiàn)邊坡挖掘不規(guī)則、不標準的現(xiàn)象，這大多是由于施工管理人員管理的不到位、技術交底不充分、機械操作員的操作水平不到家等多種因素的影響，造成機械開挖以后邊坡表面的順直度以及平整度不一，而由于條件的限制，人工修理時又不可能作深度挖掘，所以常常會在擋土支付以后出現(xiàn)多挖和少挖的現(xiàn)象。這方面在深基坑支護工程施工中是較為常見的問題。

土層開挖和邊坡支護不配套，對于土方開挖技術含量較低的施工而言，組織管理起來相對比較容易，但對于擋土支護技術含量較高的施工而言，施工的組織和管理上就會復雜很多。所以在實際的施工過程中，邊坡支護施工通常都是找專業(yè)的施工隊伍來完成的。因而擋土施工和土方開挖施工很多是由不同的施工隊進行施工，并且在時間上多為兩個平行的合同，這樣，在基坑支護施工過程中就存在著很大的協(xié)調管理難度。例如，土方施工單位因為搶、拖工期，造成開挖順序混亂，尤其是雨天期間施工，甚至不顧擋土支護施工所需要工作面，留給支護施工的操作面幾乎是無法操作的，從時間上也是無法去完成支護工作，以致使支護施工滯后于土方施工，或者施工資質限制不嚴格，施工技術條件不足，隨意修改工程設計等，大大降低施工安全度?，F(xiàn)場管理的混亂，不僅難保施工進度，也難保工程質量，甚至容易出現(xiàn)險情，未能做到信息化施工和動態(tài)化管理。這方面問題也是深基坑支護施工中較為常見的問題之一。

4.3 灌注樁施工

鉆孔灌注樁直徑為800mm，樁中心距為1200～1500mm，樁身混凝土強度C30，樁間采用水泥土攪拌樁止水。鋼筋籠采用焊接，主筋保護層厚度50mm，錨入壓頂梁內750mm，樁身嵌入壓頂梁內50mm，樁位水平偏差不得大于100mm，豎向偏差不得大于1.0%。排樁應采取隔樁施工，并應在灌注混凝土24h后進行鄰樁成孔施工。冠梁及聯(lián)系應整體澆注，混凝土強度等級為C30，主筋采用熱軋HRB335鋼筋通長設置。

4.4 水泥攪拌樁施工

水泥攪拌樁采用濕法工藝，樁徑為500mm，樁間距及排間距為400mm。粉料采用PC32.5級水泥，水泥摻入量一般不少于15%，水灰比取0.50，每米水泥用量不少于55kg。全樁長復攪，速度以0.38～0.75m/min的速度沉至要求的加固深度，提管速度不得大于0.3～0.5m/min，且均勻提升。防止噴漿不均勻出現(xiàn)斷樁。嚴格控制樁機的垂直度（小于1%）。施工中若遇地下障礙，可根據(jù)實際情況避開，但相鄰樁樁體間應閉合封閉成整體。

4.5 微型鋼管樁施工

微型鋼管群樁與水泥土攪樁可同步施工，待管樁與混凝土灌注樁達到齡期后進行施工。首先清理施工現(xiàn)場，進行場地物體搬遷和平整，以便于施工。根據(jù)成孔視微型群樁設計的直徑而定，不采用膨潤土或其他懸浮泥漿做鉆進護壁。樁位水平偏差不得大于100mm，注入的水泥漿液應當選用純的水泥漿，注入泥漿的壓力應當保持在2～3MPa，水與灰的比例應保持在60%，三十二點五級的普通硅酸鹽水泥是水泥的采用標準，水泥漿中應加入水泥重量百分之零點一的三（2-羥乙基）胺以及百分之零點二的食鹽，從而使得結石體的強度得以增強。應在孔口的地方注入泥漿，從而使得泥漿于周圍部分相貼合。

4.6 錨桿施工

采用干鉆而不是水鉆來鉆孔是為了防止邊坡巖體的地質條件不受到鉆孔的影響。為了防止因為鉆孔的變徑而造成的下錨甚至人身事故，就應嚴格的控制鉆孔的速度。在整個施工過程中，要對地質條件的每一細節(jié)部分做好記錄，對于特殊情況下的處理行為也應做好相應的記錄。除此之外，鉆頭應該采用大于設計孔徑的鉆頭，錨桿孔深度要求實際鉆孔深度大于設計深度0.2m以上，當鉆頭進入到設計的深度之后，不應立即停鉆，要求穩(wěn)鉆1～2min，為了防止整個孔底尖滅或是沒有達到原本計劃的孔徑。與此同時，鉆孔的孔壁應保證干燥且干凈，不能有雜物或者液體遺留，在工程完成之后，應當用設備將孔內的雜物以及液體排出來，從而保證泥漿與壁面的粘合度。除相對堅硬完整的巖體錨固外，不得采用高壓水沖洗。倘若因施工過程不當遇到孔內有水滲出，就應待水體的水量變小后再進行相應的處理，如果需要的話應在水體周圍鉆出排水孔來排出水體。倘若設計圖紙中對孔內的積水有所要求，那么就應把水泥漿灌入孔內，待水泥漿干后再進行鉆孔。在整個施工過程中都應有監(jiān)管人員在施工處進行監(jiān)管，孔徑與孔深檢完全按照標準來進行施工，而監(jiān)管人員在對成果進行檢測時，應注意不能在檢測過程中把鉆頭上下?lián)u動，以免毀壞已經完成的鉆孔。同時要求復查錨孔孔位、傾角和方位，全部錨孔施工分項工作合格后，即可認為錨孔鉆造檢驗合格。施工時，若錨桿與地梁鋼筋、箍筋相干擾，可局部調整鋼筋、箍筋地間距，豎、橫主筋交叉點必須綁扎牢固。安裝前，要確保每根鋼筋順直。注漿采用二次高壓劈裂注漿。一次常壓注漿作業(yè)從孔底開始，注漿結束的標準就是孔口有泥漿溢出或者錨具的排氣孔不再排氣。注入泥漿的壓力應當高于2.5MPa。在第一次注漿后形成的水泥結石達到5.0MPa時再進行第二次注漿。錨固地層以及錨固體積是注漿壓力、注漿數(shù)量和注漿時間的依據(jù)。注漿工程完成后，應做好工程記錄，再將注漿設備洗凈放好。鋼筋掛網(wǎng)與噴射混凝土護坡框架采用C20混凝土澆筑，框架嵌入坡面30cm，框架外露坡面20cm。橫梁、豎肋的基礎是首先使用5cm的水泥砂漿調平，再把鋼筋制作進行安裝，鋼筋的接頭處應該錯開，同一截面的鋼筋接頭數(shù)不應超過鋼筋總根數(shù)的一半，而且有焊接接頭的截面之間的距離不得小于1m。

4.7 土方開挖施工

土方開挖采用反鏟開挖，開挖前由測量員測放基坑開挖線。土方開挖在基坑邊應分層開挖，每層開挖深度應同設計錨桿豎向間距。坡面采用人工修坡，嚴禁機械對已形成的坡面進行碰撞破壞，每次開挖寬度最小為6m，以保證錨桿施工要求。基坑周邊開挖時，必須做到開挖一層，支護一層，開挖一段，支護一段，嚴禁超挖。開挖后，坡面要及時支護露過長，同一坡面上，上層支護體施工時間與下層土開挖時間間隔不得少于且不得暴露5d，基坑周邊3m內禁止堆放土方，同時土方要及時轉運，避免集中堆放導致邊坡失穩(wěn)。（土方開挖見圖1）。為了防止反鏟下坑開挖，基坑中部土層則采用一次性開挖完成，反鏟及土方運輸通道設置在基坑中部。在基坑開挖時，部分滯水會流向坑內，應臨時挖臨時集水坑向外排水。

5 深基坑支護施工的注意事項

要使得整個工程的圓滿完成，不僅僅要高質量的支護設計，還應當與土方開挖施工組織縝密。土方開挖隊伍應要與基坑支護隊伍配合默契，協(xié)調施工。一旦基坑開始施工后，周圍施工設備的堆放的重量都不得超過標準值，而且土方應當及時運出挖出的土體，不得將土體隨意堆放。在施工的進行時還應當接收環(huán)境監(jiān)測所反映的信息來改變施工的不當。此外，施工設備不得對支護結構產生碰撞，坑底四周要設置排水溝，周邊少量滲水通過溝底明溝匯聚后排出。

6 結束語

根據(jù)工程的實際情況，掌握土建基礎施工中的深基坑支護技術的應用與注意事項，是確保支護結構穩(wěn)定的重要手段，嚴謹?shù)脑O計、嚴格的施工及嚴密的監(jiān)測是保證基坑工程成功的關鍵。因此，施工人員必須合理施工，加強施工中的質量控制，從而獲得最大的經濟效益與社會效益。

參考文獻

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作者簡介：李俊峰（1976-），男，本科，建筑施工中級工程師，主要從事建筑施工項目技術負責等相關工作。