建筑基坑支護(hù)的施工技術(shù)與要點(diǎn)分析

房啟林薛慶峰王恒帥

（1.山東省建筑科學(xué)研究院 山東濟(jì)南 250031 2.中建八局第一建設(shè)有限公司 山東濟(jì)南 250000）

建筑基坑支護(hù)的施工技術(shù)與要點(diǎn)分析

房啟林1薛慶峰1王恒帥2

（1.山東省建筑科學(xué)研究院 山東濟(jì)南 250031 2.中建八局第一建設(shè)有限公司 山東濟(jì)南 250000）

城市化進(jìn)程的加快對(duì)于建筑行業(yè)的發(fā)展提出了新的要求，建筑物建設(shè)數(shù)量的不斷增加，同時(shí)其基坑深度、高度也在逐漸增加，人們對(duì)建筑基坑支護(hù)施工越來(lái)越重視。通常情況下，建筑工程一般都集中在人員比較密集的區(qū)域，在進(jìn)行基坑施工的時(shí)候，經(jīng)常受到周邊建筑物的影響，導(dǎo)致無(wú)法有序進(jìn)行基坑支護(hù)施工，為了有效解決這一問(wèn)題，一定要加強(qiáng)支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用，確保施工的安全、可靠。

建筑基坑支護(hù)；施工技術(shù)；要點(diǎn)

引言

為了保證建筑地下工程施工質(zhì)量以及建筑物整體的穩(wěn)定性和安全性，施工單位需要通過(guò)采用基坑支護(hù)技術(shù)來(lái)避免工程實(shí)踐階段發(fā)生安全事故，這也是滿足建筑地下工程施工的必然保障措施。但是在工程實(shí)踐階段由于受到多種因素影響，導(dǎo)致建筑工程基坑支護(hù)效果存在一個(gè)或多或少的問(wèn)題，這勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重威脅到施工人員與施工區(qū)域范圍內(nèi)行人的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，現(xiàn)代建筑企業(yè)的基坑支護(hù)施工技術(shù)水平依舊亟待提高。

1 目前建筑工程中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 支護(hù)種類多

隨著我國(guó)建筑工程建設(shè)的發(fā)展，基坑支護(hù)的支護(hù)方法也越來(lái)越多，因?yàn)椴煌愋偷慕ㄖ哂胁煌氖┕ぬ攸c(diǎn)，所以為了保證建筑的基礎(chǔ)工程具有足夠的安全性和穩(wěn)定性以及節(jié)省地下空間，在進(jìn)行基坑工程施工時(shí)要按需選擇支護(hù)方法。例如，深基坑的支護(hù)型式一般分為支擋型和加固型，支擋型的支護(hù)結(jié)構(gòu)就包括有土釘墻支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)、排樁支護(hù)、灌溉樁支護(hù)和錨桿支護(hù)；而加固型的則有水泥攪拌樁支護(hù)型。

1.2 基坑深度大

由于我國(guó)目前的城市化進(jìn)程在不斷加快，而建筑面積卻在不斷減少，因此建筑高度也在不斷增加，而且為了節(jié)約土地空間，人們對(duì)地下空間的利用更加充分。高層建筑需要更加結(jié)實(shí)的基坑工程來(lái)做基礎(chǔ)，基坑的深度也因此越來(lái)越大，在很多大城市的建筑物中，地下室的建設(shè)甚至達(dá)到了6、7層，深度達(dá)到了地下20m左右，而且還有往更深處發(fā)展的趨勢(shì)。

1.3 基坑施工難

我國(guó)地形復(fù)雜多變，尤其是沿海地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境更加復(fù)雜，且沿海地區(qū)本來(lái)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，地下鋪設(shè)的管道、線路等都十分繁多且雜亂。在這樣的條件下進(jìn)行深基坑支護(hù)施工的難度比較大，基坑的深度和廣度都會(huì)影響到周邊建筑物的安全和穩(wěn)定，或者是造成管道和線路的破壞等，甚至?xí)l(fā)安全事故和工程糾紛，給建筑工程建設(shè)和人們的正常生活帶來(lái)危害。

2 建筑基坑支護(hù)施工技術(shù)與要點(diǎn)

2.1 放坡開挖施工技術(shù)

放坡開挖施工主要分為兩類，分別為基坑完全深度放坡開挖和局部深度放坡開挖兩種形式。在進(jìn)行施工的時(shí)候，其土方邊坡大小，均是由土方開挖深度、填方高度、施工工藝、土質(zhì)條件、水質(zhì)條件、荷載大小、使用年限等內(nèi)容決定，一定要進(jìn)行綜合考慮。土方邊坡類型可以分為三類：直線型、階梯型、折線型。在進(jìn)行邊坡開挖施工的時(shí)候，假如邊坡坡度太大，非常容易出現(xiàn)土體失穩(wěn)的情況，造成塌方事故；假如邊坡坡度過(guò)緩，就會(huì)浪費(fèi)一定的空間，增加工作量，同時(shí)還會(huì)影響周邊建筑物的使用安全與可靠。由此可以看出，在進(jìn)行施工的時(shí)候，一定要合理明確邊坡坡度，使其達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的要求，在保證基坑支護(hù)施工質(zhì)量的同時(shí)，節(jié)省部分施工成本。

2.2 土釘和復(fù)合土釘墻支護(hù)施工技術(shù)

受力的主要部分為土釘?shù)纳羁又ёo(hù)技術(shù)就是土釘支護(hù)技術(shù)。所謂的土釘是一種細(xì)長(zhǎng)的桿件，由防水部分、加固處理的原位土體、混凝土噴射表層和密排的土釘共同組成，又稱為土釘墻，其作用是對(duì)原來(lái)的場(chǎng)地土體進(jìn)行錨固和加固。當(dāng)土體受力變形時(shí)會(huì)與土釘形成摩擦力或被動(dòng)粘結(jié)力，使土釘發(fā)揮作用。該技術(shù)的適用土地為經(jīng)過(guò)降水處理的粉質(zhì)土、粘土、沙土或者地下水位以上的土體。在施工的過(guò)程中，復(fù)合土釘墻與土釘支護(hù)技術(shù)要先對(duì)土地進(jìn)行鉆孔，并對(duì)其進(jìn)行編號(hào)和標(biāo)記。將經(jīng)過(guò)變形處理的鋼筋放入孔中，對(duì)鉆孔全長(zhǎng)運(yùn)用灌漿設(shè)備進(jìn)行灌漿。此時(shí)要注意根據(jù)鉆孔的不同選擇不同的灌漿方法，低壓或高壓灌漿適用于水平孔、重力灌漿適用于傾斜孔。如果需要對(duì)圖釘?shù)目拱纬休d力進(jìn)行提高，可以進(jìn)行二次高壓注漿，再將08～010鋼筋網(wǎng)片放置在土釘表面，將混凝土由下而上的噴射在圖釘表面上。最后再進(jìn)行分層開挖土方工作，從而完成整個(gè)基坑支護(hù)施工。

2.3 排樁支護(hù)施工技術(shù)

在基坑支護(hù)施工過(guò)程中，需要利用混凝土灌注樁或者是鋼樁進(jìn)行支擋，同時(shí)也可以和錨桿或者土體內(nèi)部支撐構(gòu)件進(jìn)行配合，實(shí)現(xiàn)土體的支擋。在進(jìn)行施工的時(shí)候，可以結(jié)合具體情況將其設(shè)置為拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)、錨桿式支護(hù)結(jié)構(gòu)、懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)等。在施工中，應(yīng)用的混凝土灌注樁成本較低，非常容易施工，便于布設(shè)；鋼樁的承載能力比較好，可以進(jìn)行反復(fù)使用，但是相應(yīng)的成本較高。在利用此項(xiàng)施工技術(shù)進(jìn)行施工的時(shí)候，一定要在完成支護(hù)施工之后，再進(jìn)行開挖施工，并且一定要在施工現(xiàn)場(chǎng)中設(shè)置相應(yīng)的泥漿運(yùn)輸排放系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)行排樁的時(shí)候，可能會(huì)涉及到含地下水土層的施工，一定要進(jìn)行相應(yīng)的隔水、止水處理，保證基坑內(nèi)部和周邊建筑物的安全、可靠。

2.4 逆作法施工技術(shù)

逆作法是較為新型的施工技術(shù)，近幾年在建筑基坑工程施工中獲得了較為廣泛的應(yīng)用。此種施工方法主要就是進(jìn)行平行立體操作，有效節(jié)省了施工時(shí)間，對(duì)天氣條件的依賴性較小，并且可以在最大程度上實(shí)現(xiàn)地下空間的有效利用，因?yàn)樵谑┕ぶ?，土方開挖施工和上部施工是交替完成的，有效降低了上部荷載對(duì)土體持力層的壓力，一般均應(yīng)用在基坑深度較大的施工中，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)地下室主體結(jié)構(gòu)的支護(hù)，然而，因?yàn)橹ёo(hù)施工位置受到了一定的限制，所以，導(dǎo)致相應(yīng)的開挖施工變得更加復(fù)雜。逆作法施工技術(shù)主要就是在地下室基坑周邊設(shè)置相應(yīng)的樁位，一般均會(huì)間隔一定的距離，事先設(shè)置人工鉆孔樁或者混凝土鉆孔灌注樁，之后自上而下進(jìn)行逐層的施工，保證施工質(zhì)量。

3 實(shí)例分析建筑基坑支護(hù)技術(shù)

3.1 工程概況

某大型綜合商業(yè)娛樂(lè)中心，其建筑總面積高達(dá)29.2萬(wàn)m2，地上22.1萬(wàn)m2、地下7.1萬(wàn)m2；其中1號(hào)樓高108.0m，3，4，5號(hào)樓高89.0m。本工程地下室3層，地下室底板面相對(duì)標(biāo)高為-15.400m，最深基底相對(duì)標(biāo)高-22.800m，最大挖深21m，基坑總延長(zhǎng)650m，基坑?xùn)|西向185m，南北向140m?；涌偯娣e約27000m2，基坑內(nèi)開挖土方約39萬(wàn)m3。

3.2 施工技術(shù)措施

3.2.1 降水施工

該工程在施工中在基坑的周圍增設(shè)了止水帷幕，再使用深管進(jìn)行坑內(nèi)的降水，在基坑內(nèi)布設(shè)降水井J56口，并在坑外布設(shè)8口觀測(cè)井BG1～BG8，坑內(nèi)布設(shè)1口觀測(cè)井G1?？觾?nèi)外觀測(cè)井兼做備用井，降水井單井出水量為65～80m3/h。通過(guò)合理地布置降水井，使降水井井管避開地下室結(jié)構(gòu)梁、內(nèi)支撐梁與棧橋板，避免井管對(duì)結(jié)構(gòu)造成影響。同時(shí)繪制土方開挖水位等值線，確保降水能夠滿足施工需求。

3.2.2 土方開挖

該工程的土方開挖分為四個(gè)層次連續(xù)進(jìn)行，第1層先開挖非支撐區(qū)域，再開挖支撐區(qū)域，非支撐區(qū)域土方利用馬道將土方裝車運(yùn)出。分層開挖時(shí)先行施工A-1，A-2區(qū)域的土方及支撐梁，然后開挖A-3，A-4區(qū)域土方。A區(qū)域內(nèi)土方利用馬道出土，接著可施工B，C區(qū)域土方及內(nèi)支撐。D區(qū)土方暫不開挖，作為下層開挖時(shí)回填運(yùn)土道路的路基土和4個(gè)（第2層4個(gè)，第3層4個(gè)，第4 層2個(gè)）出土口運(yùn)土馬道的回填路基土。馬道設(shè)在基坑4個(gè)角（見圖1a），寬6m，放坡比例為1∶8，馬道兩側(cè)按1∶1.5放坡，支撐梁面以上土方外運(yùn)部分利用馬道運(yùn)出，部分可在棧橋上進(jìn)行開挖。第2，3層土方開挖及外運(yùn)同第1層。第4層開挖時(shí)設(shè)置2個(gè)馬道（見圖1b），由西側(cè)向東側(cè)后退出土，并穿插6-1，6-2底板結(jié)構(gòu)施工。基坑內(nèi)余土周轉(zhuǎn)至4-1，5-1區(qū)，將挖掘機(jī)吊離基坑，改用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)在棧橋上挖出余土，裝入自卸斗車運(yùn)出。根據(jù)本工程的地理位置，渣土外運(yùn)的場(chǎng)地距施工場(chǎng)地約20km，卸土場(chǎng)地用2臺(tái)DH220挖掘機(jī)及2臺(tái)推土機(jī)負(fù)責(zé)推土并鋪設(shè)推土道路。

3.2.3 內(nèi)支撐施工

圖1 土方開挖運(yùn)輸示意圖

根據(jù)工程的建設(shè)特點(diǎn)以及實(shí)際施工情況，采用具有針對(duì)性的內(nèi)支撐施工方案。當(dāng)?shù)装逋瓿珊螅瑑?yōu)先施工主樓區(qū)域，在框架柱與支撐梁相交位置沖突的地方，可提前將支撐梁機(jī)械破除。主樓區(qū)域外每層支撐均采用分段、分批進(jìn)行爆破拆除。每層支撐分4次拆除，拆撐原則為換撐板帶相應(yīng)部位形成換撐條件后拆除相應(yīng)的對(duì)撐及角撐。每次拆撐均在該范圍支撐下頂板澆筑混凝土完畢，且換撐后進(jìn)行施工。根據(jù)拆撐順序及分區(qū)要求，每層拆撐的原則及先后順序相同，如圖2所示。

圖2 內(nèi)支撐拆除示意圖

3.2.4 坑中坑施工方案

該工程基坑開發(fā)的深度平均達(dá)到了16.4m，基底主樓核心筒處最大開挖深度達(dá)21m。此施工范圍為坑中坑，標(biāo)高復(fù)雜。為保護(hù)坑體邊坡穩(wěn)定，對(duì)坑中坑邊坡采取砌磚胎模+噴錨的加固措施，如圖3所示。

圖3 坑中坑加固示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，建筑基坑施工對(duì)施工質(zhì)量和施工安全的要求比較高，同時(shí)也不容易控制。所以，在進(jìn)行基坑施工的時(shí)候，必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，控制每一個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，采用恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，保證基坑施工的質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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2015-1-15