建筑地下室基坑邊坡支護(hù)施工方法研究

（四川省川建勘察設(shè)計(jì)院，四川 成都 610017）

建筑地下室基坑邊坡支護(hù)施工方法研究

余德彬

（四川省川建勘察設(shè)計(jì)院，四川 成都 610017）

基坑邊坡支護(hù)主要應(yīng)用于高層建筑基礎(chǔ)工程地下室、地下商場(chǎng)、地下人防工程施工中，對(duì)地下結(jié)構(gòu)施工和基坑周圍環(huán)境進(jìn)行安全保護(hù)?；舆吰轮ёo(hù)經(jīng)濟(jì)、成本低、操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用于建筑基坑支護(hù)中具有良好的支護(hù)效果。本文就建筑地下室基坑邊坡支護(hù)施工方法進(jìn)行分析和研究。

地下室；基坑邊坡支護(hù)；施工方法；支護(hù)效果

近幾年，隨著建筑業(yè)不斷的發(fā)展，各種先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于建筑工程建設(shè)中，促使工程建設(shè)更加的高效、合理、安全?；舆吰轮ёo(hù)是近年來城市建筑中常見的一種新型實(shí)踐工程學(xué)理論，尤其是如今城市建筑數(shù)量不斷增加，土地供應(yīng)趨于緊張的情況下，建筑物向地下空間發(fā)展越顯重要，地下開挖深度不斷加大，因此，對(duì)建筑基坑實(shí)施支護(hù)，保證邊坡及周邊環(huán)境安全，防止安全事故就顯得十分重要。筆者在文中重點(diǎn)分析地下室基坑邊坡支護(hù)的施工方法，并運(yùn)用實(shí)際案例作為支撐，希望能夠?qū)舆吰轮ёo(hù)的建設(shè)有所幫助。

一、地下室基坑邊坡支護(hù)的設(shè)計(jì)思路與安排

基坑邊坡支護(hù)是對(duì)建筑地下結(jié)構(gòu)施工安全以及基坑周圍環(huán)境安全所實(shí)施的保護(hù)措施。通過支護(hù)體系，對(duì)基坑的側(cè)壁和基坑周邊環(huán)境進(jìn)行防護(hù)，是近年來城市建筑中常見的一種實(shí)踐工程學(xué)理論，其主要應(yīng)用于建筑地下室施工中，即地下室基坑邊坡支護(hù)。在當(dāng)今高層建筑物疊起、地下開挖深度不斷加大、基坑周邊既有構(gòu)建筑物、地下市政管網(wǎng)、以及地下地上通訊、電纜設(shè)施密布的情況下，基坑邊坡支護(hù)的應(yīng)用越來越重要。由于基坑邊坡支護(hù)完成后，往往形成的臨空面高度多在10m以上，部分項(xiàng)目的開挖深度甚至可達(dá)20.0m～35.0m，一旦邊坡失穩(wěn)，其搶險(xiǎn)救援難度極大，對(duì)周邊造成的破壞也十分巨大，特別在城市中心，往住造成相臨建筑倒塌、道路毀壞、管道破壞、電力、通訊中斷等事故，甚至出現(xiàn)群死群傷安全事故，影響社會(huì)安定，造成的直接發(fā)經(jīng)濟(jì)損失及間接損失不可估量。所以，構(gòu)建合理的、穩(wěn)固的地下室基坑邊坡支護(hù)體系是保證建筑地下室施工過程和地下室周圍環(huán)境安全的重要措施，構(gòu)建安全的、穩(wěn)固的地下室基坑邊坡支護(hù)必須進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)施工方案。

1 勘察施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)需要構(gòu)建基坑邊坡支護(hù)的環(huán)境情況有充分的了解，尤其是基坑周邊各管道和線纜、相臨建筑物、地下工程的分布。在設(shè)計(jì)地下室基坑邊坡支護(hù)時(shí)必須慎重注意，避免地下室基坑邊坡支護(hù)的實(shí)施導(dǎo)致某個(gè)管道或線路、相臨構(gòu)建筑物損壞，導(dǎo)致帶來不必要的麻煩。另外，還需要對(duì)地下室基坑進(jìn)行具體的調(diào)查，搜集相應(yīng)的地質(zhì)勘察資料、建筑設(shè)計(jì)文件，確定基坑的深度、土質(zhì)情況、地下水層的情況等，為設(shè)計(jì)合理的地下室基坑邊坡支護(hù)奠定基礎(chǔ)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況及各項(xiàng)基礎(chǔ)資料，設(shè)計(jì)出針對(duì)性、能夠具體實(shí)施的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案。

2 對(duì)于地下室基坑邊坡支護(hù)施工進(jìn)行合理的規(guī)劃，確定施工的流程安排、具體步驟，明確施工中各項(xiàng)工作的順序等，這些都要在設(shè)計(jì)地下室基坑邊坡支護(hù)的過程中規(guī)劃。因?yàn)椋谶M(jìn)行具體的地下室基坑邊坡支護(hù)施工過程中需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案，有順序的進(jìn)行，合理的設(shè)計(jì)施工每個(gè)環(huán)節(jié)非常的必要。由于施工過程中存在多種不良因素，影響施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，其中包括人為因素、自然因素等，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮不良因素影響，提出備用方案，盡量保證地下室基坑邊坡支護(hù)施工穩(wěn)定進(jìn)行。

3 對(duì)于地下室基坑邊坡支護(hù)施工后期的設(shè)計(jì)應(yīng)將重點(diǎn)落到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上，這就是信息化施工。設(shè)計(jì)出合理的、應(yīng)用性強(qiáng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下室基坑邊坡支護(hù)施工各個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工中存在的不足，并進(jìn)行信息反饋，分析存在的技術(shù)、安全隱患，提出具體的、針對(duì)性的對(duì)策、措施、建議，有效的調(diào)整支護(hù)方案和施工方法，從而保證地下室基坑邊坡支護(hù)施工質(zhì)量和安全。

二、地下室基坑邊坡支護(hù)施工方法

地下室基坑邊坡支護(hù)的構(gòu)建最為重要的一點(diǎn)是控制施工質(zhì)量，保證地下室基坑邊坡支護(hù)安全、穩(wěn)定、堅(jiān)固，發(fā)揮其作用，保證地下建筑物施工和地下室周圍環(huán)境安全。為此，基坑邊坡支護(hù)的施工方法、施工水平顯得尤為重要，是決定基坑邊坡支護(hù)施工質(zhì)量的關(guān)鍵，這直接影響地下室基坑邊坡支護(hù)是否安全、穩(wěn)定、堅(jiān)固。下文以成都地區(qū)深大基坑常用的錨拉排樁為研究案例，簡(jiǎn)單說明其具體的支護(hù)施工方法。

1 排樁施工

排樁施工是提高地下室基坑邊坡支護(hù)堅(jiān)固性的重要措施。排樁施工的對(duì)象是基坑邊坡，是支護(hù)體系的主在要受力桿件。進(jìn)行排樁施工的施工方法是：首先，進(jìn)行基坑邊坡排樁孔的定位，并應(yīng)用鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔。進(jìn)行此項(xiàng)工作需要注意的一點(diǎn)是在鉆孔前對(duì)鉆孔機(jī)的機(jī)位、垂直度等方面進(jìn)行調(diào)整，保證鉆孔的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。其次，將預(yù)先綁扎好的鋼筋籠吊裝、孔內(nèi)定位、插入到了孔底等一系列的工作，使鋼筋籠穩(wěn)定地放置在孔中。最后進(jìn)行混凝土的灌注，該工序決定排樁支護(hù)體系的質(zhì)量。施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，合理安排混凝土進(jìn)場(chǎng)時(shí)間、混凝土用量，混凝土導(dǎo)管安裝、起吊?；炷翝仓捎眠B續(xù)澆筑，避免斷樁、縮頸、塌孔夾泥而形成缺陷樁，保證樁體質(zhì)量，最終形成合格的支護(hù)體受力桿件。

2 土方開挖

土方開挖是地下室基坑邊坡支護(hù)施工不可缺少的一部分，是為設(shè)置支護(hù)而做的鋪墊。進(jìn)行土方開挖需要確定支護(hù)施工開挖層級(jí)，每層開挖高度、開挖時(shí)間及間隔時(shí)間，因?yàn)椴煌拈_挖層級(jí)所達(dá)到的土方深度不同，支護(hù)體系的施工內(nèi)容、支護(hù)體系的受力情況也隨之變化，而不按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行無計(jì)劃的開挖，可能造成各工序的施工脫節(jié)、施工難度增加、以及基坑變形增大、樁間土垮塌等安全隱患，嚴(yán)重時(shí)可能造成支護(hù)體系的失效、邊坡垮塌的安全事故。土方開挖等級(jí)的確定是根據(jù)地下室施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的需要來確定，進(jìn)行具體的土方開挖施工要求與基坑邊坡支護(hù)互相配合，保證機(jī)械開挖符合實(shí)際的施工工序要求及支護(hù)體系的安全要求。進(jìn)行土方開挖施工比較簡(jiǎn)單，就是按照地下室基坑邊坡支護(hù)土方需求，應(yīng)用挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，但是在施工現(xiàn)場(chǎng)土方開挖施工要求往往較多，進(jìn)行實(shí)際開挖工作需要在各種施工要求下進(jìn)行，因此保證土方開挖施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制開挖工序。

3 預(yù)應(yīng)力錨桿施工

預(yù)應(yīng)力錨桿施工與其結(jié)構(gòu)相關(guān)，預(yù)應(yīng)力錨桿本身就具有支擋和穩(wěn)定土層的作用。進(jìn)行合理的預(yù)應(yīng)力錨桿施工，發(fā)揮預(yù)應(yīng)力錨桿的作用，能大大提高地下室基坑邊坡支護(hù)的效果，特別是深度超過10.0m或地下三層以上的深大基坑，往往是首先考慮的支護(hù)方案。進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿施工是：首先是架設(shè)平臺(tái)，設(shè)置鉆孔的位置，調(diào)整鉆孔機(jī)的機(jī)位，保證機(jī)位與鉆孔的位置相吻合，進(jìn)行具體的鉆孔。其次是進(jìn)行具體預(yù)應(yīng)力錨桿施工，將已綁扎并檢查合格的錨桿固定在孔中。再次，對(duì)錨桿孔進(jìn)行壓力灌漿，施工中注意漿液濃度的配制，灌漿壓力、灌漿量控制，補(bǔ)漿的方法等。最后，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行張拉鎖定處理，鎖定時(shí)，張拉預(yù)應(yīng)力及鎖定預(yù)應(yīng)力須按設(shè)計(jì)要求值進(jìn)行作業(yè)，以保證預(yù)應(yīng)力錨桿的支擋作用。

三、建筑地下室基坑邊坡支護(hù)施工案例分析

建筑基坑邊坡支護(hù)施工操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、支護(hù)效果好，在建筑物地下室施工現(xiàn)場(chǎng)中得到廣泛應(yīng)用。本文以某博物館地下室基坑邊坡支護(hù)施工為例進(jìn)行具體的分析。地下室總建設(shè)面積約27000m2，三層地下室，基坑開挖深度為自然地面下14.50m。

1 地質(zhì)條件及環(huán)境條件

1.1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)本項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告可知：勘察揭露深度內(nèi)，地層主要由第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）和第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）組成。自上而下分別為：雜填土、素填土、粉質(zhì)粘土、粉土、中砂、松散卵石、稍密卵石、中密卵石和密實(shí)卵石。

1.2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè)資料，場(chǎng)地地下水主要賦存于砂、卵石層中，屬孔隙潛水，由大氣降水及地表水補(bǔ)給，經(jīng)地下逕流及地面蒸發(fā)排泄。細(xì)砂、中砂及卵石土屬強(qiáng)透水層及含水層，水位隨季節(jié)性變化較大?？辈鞎r(shí)為地下水為平水期，初見水位在砂、卵石土的上部，實(shí)測(cè)地下水靜止水位埋深約4.6m間，含水層滲透系數(shù) 取18～22m/d。

1.3 基坑周邊環(huán)境條件

擬建場(chǎng)地周邊無臨近建筑物，場(chǎng)地周邊均為道路和綠化帶。

2地下室基坑邊坡支護(hù)的設(shè)計(jì)方案

根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件及基坑周邊的環(huán)境條件，本基坑采用錨拉排樁支護(hù)，排樁采用樁徑1.2m，C30混凝土水下澆筑，在地面下5.5m深度設(shè)置一排預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長(zhǎng)度為18.5m，其中自由段長(zhǎng)7.00m，錨固段長(zhǎng)11.50m，施加預(yù)應(yīng)力300kN。樁間土采用掛網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)，降水設(shè)計(jì)采用管井降水方式進(jìn)行降水，降水井井距30.0～35.0m左右，井深均為27.5m。

3 地下室基坑邊坡支護(hù)的施工

3.1 地下室基坑邊坡支護(hù)施工方案

根據(jù)擬建地下室施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和地質(zhì)情況，施工負(fù)責(zé)人員根據(jù)設(shè)計(jì)文件結(jié)合規(guī)范、施工經(jīng)驗(yàn)編制了合理的基坑邊坡支護(hù)施工方案，保證地下室基坑邊坡支護(hù)施工能夠有序的進(jìn)行。

3.2 地下室基坑邊坡支護(hù)施工方法

地下室基坑邊坡支護(hù)的施工是按照施工方案有序進(jìn)行的，具體的施工工序有：

（1）支護(hù)排樁施工

進(jìn)行邊坡開挖首先確定地下室需要支護(hù)的范圍，根據(jù)設(shè)計(jì)文件，由測(cè)量人員實(shí)地測(cè)放出準(zhǔn)確的支護(hù)樁位置，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的支護(hù)排樁施工工作。施工工序包括成樁施工面的設(shè)置、施工測(cè)量網(wǎng)的設(shè)置、泥漿制備及循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)置、鋼筋籠的制作及吊裝安放、混凝土澆筑等，每一工序中包含具體的質(zhì)量控制措施及質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)。

（2）土方開挖

根據(jù)地層情況（特別是厚砂層處）密切與護(hù)壁施工相配合，按照支護(hù)施工的具體要求進(jìn)行開挖，特別是分段分層開挖。開挖機(jī)械施工時(shí)應(yīng)確保護(hù)壁體的安全、嚴(yán)禁碰撞護(hù)壁及已經(jīng)施工完成的錨桿。

（3）樁間掛網(wǎng)噴砼施工。在分層開挖工作完成后進(jìn)行掛網(wǎng)噴射混凝土施工，選擇掛網(wǎng)噴射混凝土施工材料是進(jìn)行掛網(wǎng)噴砼的第一步。根據(jù)地下室邊實(shí)際情況選擇適合規(guī)格的鋼筋網(wǎng)和加強(qiáng)鋼筋，將鋼筋網(wǎng)和加強(qiáng)鋼筋有效、合理地固定在邊坡面上，同時(shí)加強(qiáng)鋼筋應(yīng)采用植筋方式固定在排樁上，在此之后進(jìn)行具體的噴射混凝土施工，應(yīng)用噴射機(jī)將混凝土噴射在鋼筋網(wǎng)上。施工人員對(duì)其進(jìn)行保養(yǎng)，避免出現(xiàn)裂痕。進(jìn)行掛網(wǎng)噴射混凝土施工需要嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行，混凝土的配合比、材料的選擇、噴射作業(yè)的方式等按照施工標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。

（4）預(yù)應(yīng)錨桿（錨索）施工。

根據(jù)擬建場(chǎng)地的地質(zhì)條件，本工程主要粘結(jié)錨桿土體主要為粘土、砂層和卵石層，粘結(jié)力相對(duì)較低，在施工過程中嚴(yán)格控制錨索施工質(zhì)量，而且施工鉆具主要為潛孔錘成孔，鉆孔完成后，將制作好的錨桿下入孔中，并經(jīng)壓漿錨固，最后形成直徑約為150mm的錨固桿體。施工工藝流程：開挖至預(yù)定深度下0.5m左右→錨桿成孔→錨桿置入→壓漿→到期施加預(yù)應(yīng)力并鎖定。

4 支護(hù)效果分析

本工程地下室基坑邊坡支護(hù)施工采用錨拉排支護(hù)施工方法，結(jié)合井點(diǎn)降水，地下室基坑邊坡支護(hù)的建設(shè)既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。根據(jù)對(duì)整個(gè)基坑邊坡支護(hù)實(shí)施過程中的變形監(jiān)測(cè)，基坑變形最大值約15mm，遠(yuǎn)小于規(guī)范要求的限值，基坑支護(hù)質(zhì)量?jī)?yōu)良、使用安全，造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理，保證了地下結(jié)構(gòu)的施工，創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語

地下室基坑邊坡支護(hù)是地下建筑工程非常實(shí)用的支護(hù)之一，其具有良好的防護(hù)效果。地下室基層邊坡支護(hù)在地下建筑工程中的廣泛應(yīng)用，能夠促進(jìn)建筑物基礎(chǔ)工程合理的建設(shè)。之所以地下室基坑邊坡支護(hù)具有很強(qiáng)的應(yīng)用性，主要在于其操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)成本低、支護(hù)效果良好。在未來不斷的優(yōu)化和完善地下室基坑邊坡支護(hù)，促使其更加的堅(jiān)固、穩(wěn)定、安全，地下室基坑邊坡支護(hù)在建筑工程中應(yīng)用將更加的重要。

[1]JGJ120-2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[2]DB51/T5027-2011，成都地區(qū)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JGJ94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[3]馮勇，薛強(qiáng)，侍克斌.復(fù)雜環(huán)境下卵石和基巖地基的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工[J].建筑科學(xué)，2008（03）.

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