建筑工程深基坑施工技術(shù)例析

吳謀夫

摘要：本文結(jié)合工程實例，從工程項目的位置、周邊環(huán)境、工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)條件等方面對工程了解，考慮多種基坑支護結(jié)構(gòu)形式及其適用范圍，最后提出本工程深基坑的支護結(jié)構(gòu)體系，以保證工程項目在施工等過程中的安全穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：工程實例；建筑工程；深基坑；施工技術(shù)

【分類號】：TU753

隨著城市現(xiàn)代化的快速發(fā)展，城市高層建筑越建越高，從而使得現(xiàn)代建筑的基坑的開挖也越挖越深，需要考慮的環(huán)境因素也越來越多，如何選擇適當(dāng)?shù)纳罨邮┕ぜ夹g(shù)無疑是基坑開挖的所必須重視的一個關(guān)鍵因素。在基坑開挖過程中，由于采取的施工措施不同，都可能導(dǎo)致坑內(nèi)初始滲流場、應(yīng)力場以及位移場發(fā)生改變，因此，基坑支護技術(shù)及地下水滲流對基坑工程造成的影響則成為工程建設(shè)中一個重點、難點問題，因此有必要結(jié)合工程實例對建筑工程深基坑施工技術(shù)進行深入的研究。

1.工程概述

本工程位于廣東省某市，地貌上為珠三角沖積平原，場地地面平坦，周圍分布密集的4～8層老城區(qū)居民樓。工程建筑總面積為45180m2，其中地下建筑面積約12877m2、裙樓建筑面積約13604m2 、寫字樓建筑面積約18700m2。結(jié)構(gòu)為框剪結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用天然基礎(chǔ)，局部采用筏板基礎(chǔ)，樓面、地下室為預(yù)應(yīng)力無梁樓板，地面以上為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁板結(jié)構(gòu)。地下室為三層，負三、負二層為停車場及設(shè)備用房，負一層為商業(yè)建筑、地面以上二十七層、首層至三層為商業(yè)建筑，四、五層為餐飲，六層娛樂場所。

工程的基坑開挖平面幾何形狀比較規(guī)則，形似矩形，東西長約112.5m，南北寬約117.7m，基坑開挖面積約為13240m?，開挖深度為13.5m。本基坑工程東側(cè)靠近已修建的臨江主要交通要道相距33m；由于工程周邊縱橫交錯的交通道路與密集的建筑群以及路面以下鋪設(shè)了較多的污水和通信管線等地下管網(wǎng)，使工程情況變得更加復(fù)雜。基坑平面布置如圖1。

2.工程水文地質(zhì)情況

本工程所處地貌對冬季冷空氣起阻隔作用，使其強度大大減弱。場區(qū)大氣降水是地下水的主要補給來源，勘察期間鉆孔穩(wěn)定水位埋深為0.93～2.03m，場區(qū)內(nèi)地下水對鋼筋混凝土中鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。受暖濕的海陽性季風(fēng)入侵，氣候具有溫和多雨，四季常青，自西北向東南熱量分布遞增，雨量分布遞減，立體分布及災(zāi)害性氣候頻繁等特點。本流域多年平均氣溫 21.0℃，多年平均雨量為1600～1800mm，以中部西溪與北溪分水嶺為最大，向東南沿海遞減，最高區(qū)達 2000mm以上，降雨年內(nèi)分配不均勻，春夏多雨，夏秋季節(jié)受臺風(fēng)影響頻繁，多形成暴雨洪水，4～9 月份降雨量約占全年降雨量的 75%左右。 場地在地貌上屬剝蝕低丘及丘間谷地。場地地下水類型主要有：

①松散巖類孔隙潛水：賦存于素填土，素填土層未經(jīng)壓實，且含有較多的碎塊石等硬雜質(zhì)，屬強透水含水層，受降水的直接補給，但由于補給條件有限，其水量總體貧乏。

②風(fēng)化帶孔隙、網(wǎng)狀裂隙承壓水：含水層主要為全、強風(fēng)化輝石閃長巖層，屬于弱透水含水層，由于厚度較薄，其水量貧乏，主要接受松散巖類孔隙水下滲和側(cè)向含水層地下水間接補給。隧道洞身均處于地下水位以下，隧洞圍巖多屬于中等透水～微透水。地下水無侵蝕性。

3.工程基坑開挖工藝流程及效果分析

由于工程位置毗鄰江邊，在基坑開挖過程中坑內(nèi)采取降水措施，坑內(nèi)外形成較大的水頭差，將會在止水帷幕薄弱段貫通對基坑安全與施工操作帶來隱患，所以在坑內(nèi)采取降水措施的同時，基坑外側(cè)也需設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的降水井。在工程進行中采取降水以減小坑內(nèi)外水頭差，減弱地下水的滲流作用，為基坑安全起到積極作用。本基坑外側(cè)邊界水位為地下埋深 6m，基坑開挖為 13.5m，止水帷幕厚 0.9m，插入中風(fēng)化砂礫巖 5m。工程基坑開挖部分施工順序如下表。

在基坑初期支護階段，主要采用Φ108大管棚注漿結(jié)合預(yù)注漿的方式進行超前預(yù)加固后，監(jiān)測其滿足設(shè)計要求后，分臺階開挖，即使支護，快速施工通過。用I20a型工字鋼拱架進行全環(huán)閉合支護，全隧洞0.6m/環(huán)，設(shè)置聯(lián)系筋和鎖腳錨管；②噴射C25鋼纖維混凝土，厚度27cm，Φ8鋼筋網(wǎng)（20×20cm）。此外，在施工中不僅僅要保證基坑自身的安全穩(wěn)定性，同時為了減小對周邊環(huán)境的影響，還需要滿足變形要求?；庸こ躺婕皫r土、結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地下工程等多個學(xué)科，涉及巖土體的強度、變形、滲流、水-土共同作用、時空效應(yīng)等諸多方面的問題，因此它是一項綜合技術(shù)性很強的復(fù)雜系統(tǒng)工程。

此外，我們還在基坑拱墻范圍內(nèi)鉆設(shè)Φ108大管棚注漿加固，大管棚采用Φ108熱軋無縫鋼管及鋼花管（壁厚6mm），每根長30（70）m，環(huán)向間距0.4m，每循環(huán)搭接長度不少于3m，外插腳<1?。超前大管棚施作完畢局部地段采用超前小導(dǎo)管進行補強，并擴挖80cm，其輔助施工措施與支護方式與一般地段相同?？紤]到基坑施工過程中的穩(wěn)定性，因此在基坑周邊超前預(yù)注漿在暗挖前進行，注漿小導(dǎo)管長度為6.0m，間距為80cm，呈環(huán)形布置，對于開挖掌子面前方采用鉆探測孔對地質(zhì)和地下水情況進行超前預(yù)報，以決定是否采取對基坑周邊圍巖進行超前預(yù)注漿，每一循環(huán)鉆孔數(shù)量不少于3孔，根據(jù)超前鉆孔揭示如果地下水比較發(fā)育或者基坑周邊圍巖為全風(fēng)化巖層和土層，則采用超前預(yù)注漿加固圍巖和止水。

實際工程中，隨著開挖的進行，各工況止水幕墻下方的相同水頭的位置有所下降。在基坑外側(cè)沒有設(shè)置降水井時，帷幕外側(cè)總水頭等值線分布較為稀疏，其水頭等值線較均勻，然則在其下方總水頭等值線較密集、水頭等值線發(fā)生突變，且距墻越近水流線越密集，這是因為止水帷幕阻止了外側(cè)水的水平流動。同時坑內(nèi)又采取降水措施導(dǎo)致坑內(nèi)外水頭差的形成，止水帷幕下方與坑外地下水形成的水頭差最大，水必將向此處流動。在坑外設(shè)置降水井后，在基坑止水帷幕下部及周圍水頭等勢線變稀疏，下部的流速矢量較小，然在降水井底部水頭等勢線以及流線變得密集，此處的滲流速度較大，帷幕下方的流線較之前有明顯減小，說明降水井有效的改善了止水帷幕附近的滲流力，有效的減小地下水滲流對止水帷幕的影響，從而保證基坑的安全。

隨著降水開挖地不斷進行，基坑開挖面與外側(cè)水頭差不斷增大，基坑上部的水壓力變化并不明顯，而在基坑底部孔隙水壓力與總水頭變化大、坑角處水頭等勢線較密集及止水帷幕流線，在開挖中如果滲流力很大坑外和開挖面的地下水可能出現(xiàn)突涌，因此在坑外設(shè)置降水井以及降水開挖對基坑穩(wěn)定性安全能起到很好的作用。

4.結(jié)語

本工程中的基坑所在的位置周邊情況復(fù)雜，周圍均有重要的建筑、道路以及地下管網(wǎng)等，從環(huán)境、安全、經(jīng)濟及支護形式等考慮最后提出放坡+排樁+高壓旋噴樁止水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿作為基坑的支護體系，保證基坑在開挖施工過程中的安全及施工質(zhì)量。在往后工程管理中，還需加強施工管理，改進及優(yōu)化基坑支護的施工技術(shù)，推動建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，在基坑支護施工中應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，結(jié)合建筑工程的實際情況，加強深基坑支護施工技術(shù)管理，不斷提高建筑工程基坑支護施工質(zhì)量，推動建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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