深基坑支護(hù)工程施工的應(yīng)用與探討

竇本洋*，王 威，孫 勝

（ 宣城職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 宣城 242000 ）

深基坑支護(hù)工程施工的應(yīng)用與探討

竇本洋*，王 威，孫 勝

（ 宣城職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 宣城 242000 ）

多、高層建筑為增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和抗震性能，一般基礎(chǔ)埋置較深，同時(shí)，為滿足人防要求，充分利用地下空間，常設(shè)置單層或多層地下室，為此，基坑開挖的深度和面積都很大，往往要涉及邊坡的穩(wěn)定、基坑穩(wěn)定、基坑支護(hù)、流砂防治、降低地下水位、土方開挖方案等一系列問題。如果地質(zhì)條件和周圍環(huán)境允許，可采用放坡開挖，但在建筑物稠密地區(qū)施工或受市政設(shè)施的限制等不允許按規(guī)定的坡度進(jìn)行放坡，就需要用設(shè)置土壁支護(hù)的施工方法，以保證土方開挖順利進(jìn)行。

懸臂樁支護(hù)； 土釘墻； 掛網(wǎng)噴漿； 基坑監(jiān)測

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市建設(shè)發(fā)展需要，高層和超高層建筑大量出現(xiàn)， 深基坑支護(hù)工程不斷涌現(xiàn)，并且密集的建、構(gòu)筑物和復(fù)雜的深基坑樣式，使得基坑開挖所受的限制條件越來越復(fù)雜，所以對基坑開挖及支護(hù)計(jì)算和設(shè)計(jì)理論、施工技術(shù)管理等的要求也越來越高。

目前在深基坑支護(hù)工程施工技術(shù)應(yīng)用研究有很多，探討深基坑支護(hù)工程施工技術(shù)應(yīng)用[1]、多方面探討深基坑工程施工中土釘墻支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[2]、建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用探討[3]、排樁支護(hù)基坑工程整體性狀分析與設(shè)計(jì)研究[4]、深基坑工程支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用探討[5]、探討高層建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)[6]等等。從以上的研究成果可以看到：深基坑支護(hù)工程施工技術(shù)現(xiàn)在應(yīng)用的越來越多，本文進(jìn)一步從宣城市的工程實(shí)踐來進(jìn)一步研究深基坑支護(hù)工程施工技術(shù)，以便總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為以后更好的應(yīng)用。

1.深基坑支護(hù)工程施工在宣城某工程中的應(yīng)用

1.1.工程概況

宣城市某商住樓工程，36000m2，地上15層，地下2層，框剪結(jié)構(gòu)，根據(jù)現(xiàn)場場地地貌和施工圖設(shè)計(jì)高程，本工程基坑開挖深度為6～11 m。

基坑場地地況為：東側(cè)為6層住宅群樓（本側(cè)下挖深度約為7m）；北側(cè)為市政道路（本側(cè)下挖深度約為9m）；西側(cè)為小區(qū)圍墻（本側(cè)下挖深度約為11.5m）；南側(cè)為小學(xué)體育場（本側(cè)下挖深度約為6m）。

1.2.基坑支護(hù)方案的確定

依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[7]以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)水文狀況和宣城地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)，基坑支護(hù)方案確定如下：東側(cè)：由于開挖深度約為7m，根據(jù)地質(zhì)土層狀況，經(jīng)過邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果，決定放坡開挖，坡面掛網(wǎng)噴漿。北側(cè)：由于開挖深度約為9m，決定采用懸臂式排樁支護(hù)。西側(cè)：由于開挖深度約為11.5m，決定采用土釘墻加掛網(wǎng)噴漿支護(hù)。南側(cè)：由于開挖深度約為6m，基坑支護(hù)方案同東側(cè)。

1.3.基坑支護(hù)方案的設(shè)計(jì)

本工程地下土層情況：素填土，層厚0.7m、粘

性土，層厚0.8m、全風(fēng)化巖，層厚3.5m、強(qiáng)風(fēng)化巖，層厚3.0m、中風(fēng)化巖，層厚6.0m?；A(chǔ)持力層為中風(fēng)化巖，地下水-5.0m。依據(jù)上述地質(zhì)勘擦結(jié)果，由具有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)部門進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，計(jì)算結(jié)論如下：

東、南側(cè)為放坡開挖，掛網(wǎng)噴漿護(hù)面采用“瑞典條分法”計(jì)算邊坡整體穩(wěn)定：整體穩(wěn)定系數(shù)：Kmin=1.256＞ 1.2 ,坡度：1:0.3～1:0.8滿足規(guī)范要求[7]。

西側(cè)為土釘墻支護(hù)，掛網(wǎng)噴漿護(hù)面，內(nèi)部穩(wěn)定性：Kmin=1.356＞1.3，外部穩(wěn)定性：Kmin=2.406＞1.3（抗滑動(dòng)）Kmin=11.337＞1.6（抗傾覆），坡度：1:0.3滿足規(guī)范要求[7]。

北側(cè)為人工挖孔樁懸臂排樁支護(hù)，抗傾覆驗(yàn)算：Ks=6.504＞1.2（滿足規(guī)范要求）。

坑底抗隆起驗(yàn)算，Ks=8.458＞1.1，滿足規(guī)范的要求[7]。

抗管涌驗(yàn)算，Ks=12.760＞1.5，滿足規(guī)范的要求[7]。

由于T是以類型屬性D的值為基準(zhǔn)進(jìn)行的分割，所以SplitInfo(D, T)是信息量。利用GainRatio函數(shù)進(jìn)行計(jì)算、比較來構(gòu)造相應(yīng)決策樹，其每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含屬性中具有最大增益率的屬性。

1.4.支護(hù)施工

遵循“先撐后挖，分層開挖”的原則，本工程依據(jù)現(xiàn)場地形地貌，由設(shè)計(jì)圖紙基礎(chǔ)邊緣加1m工作面并考慮前進(jìn)放坡的水平坡度尺寸放出灰線，由兩臺挖掘機(jī)分別從南、北兩個(gè)方向?qū)ΨQ、分層開挖，挖深由現(xiàn)狀地表挖至3m深，再進(jìn)行四面支護(hù)施工，完畢后，再下挖3m，再進(jìn)行支護(hù)施工直至基底標(biāo)高。

1.4.1.北側(cè)懸臂排樁施工

在圖1中，我們給出了北側(cè)排樁支護(hù)示意圖。本側(cè)坑深自自然地面至基底標(biāo)高9m，依據(jù)基坑設(shè)計(jì)，采用￠900人工挖孔樁（磚砌倒掛井成孔），樁中心距1.8m，樁頂冠梁0.6×1m，樁間土層采用掛網(wǎng)噴漿護(hù)面。樁支護(hù)凈高6m，入土5m，樁長11m。

由于北側(cè)為交通繁忙的市政主干道，對地基變形尤為敏感，故施工本側(cè)支護(hù)灌注樁時(shí)，采用間隔成樁的施工順序，即眺孔成樁，以減小對相鄰道路的擾動(dòng)。支護(hù)樁施工工藝流程：成孔、驗(yàn)孔、吊放鋼筋籠、澆混凝土、冠梁施工、土方開挖、掛網(wǎng)噴漿。排樁設(shè)計(jì)：混凝土C25，鋼筋：縱筋1916，箍筋：12@150；冠梁: 混凝土C25 鋼筋：縱筋1216箍筋:8@200。按跳挖成孔施工完人工挖孔樁后,將樁頂浮漿鑿除清理干凈,樁頂鋼筋錨入冠梁內(nèi)≥35d。

圖1 北側(cè)排樁支護(hù)示意圖

冠梁施工完畢后，由挖掘機(jī)開始開挖土方，方向由北向南，分成開挖，每層開挖深度不得大于1m，嚴(yán)禁掏挖。挖掘機(jī)挖土?xí)r，應(yīng)避免小心觸碰樁身和冠梁。對樁邊土應(yīng)輕挖削平，不得擾動(dòng)樁身和冠梁混凝土，最后采用人工清除浮土。

北側(cè)土方分層開挖至設(shè)計(jì)坑底標(biāo)高后，采用掛網(wǎng)噴漿作為樁間土面的支護(hù)。鋼筋網(wǎng)規(guī)格為8@200 ×200，C25。細(xì)石混凝土60mm厚分二次噴護(hù)。施工時(shí)，先沿外露樁側(cè)面豎向每1m錨入M20膨脹螺栓作為鋼筋網(wǎng)片固定點(diǎn)，人工清理表面浮土，用噴漿機(jī)先噴射一層20～30mm厚C20細(xì)石混凝土，將鋼筋網(wǎng)與M20膨脹螺栓點(diǎn)焊固定，再用噴漿機(jī)噴射一層C20細(xì)石混凝土面層。

北側(cè)掛網(wǎng)噴漿護(hù)面應(yīng)分層分段進(jìn)行，本工程按豎向3m，水平15m分層分段施工，混凝土噴射完畢一段后，應(yīng)注意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

施工噴射混凝土前，應(yīng)在有可能出現(xiàn)滲水的部位設(shè)置￠100UPVC泄水管，泄水管應(yīng)采用開級配碎石作為反濾層，施工時(shí)北側(cè)共設(shè)10個(gè)泄水管，（雙排行列布置）將地下土壁滲入基坑內(nèi)的水導(dǎo)入坑底排水溝。

由于灌注樁混凝土強(qiáng)度有增長齡期（一般到80%以上的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，方可開挖），再加上施工樁的工

期，所以為不影響深基坑的土方開挖，坡面防護(hù)的施工進(jìn)度，本工程自北側(cè)挖機(jī)挖至地表下3m后，立即進(jìn)行灌注樁的施工。

1.4.2.西側(cè)坡面土釘墻及掛網(wǎng)噴漿護(hù)面的施工

在圖2中，我們給出了西側(cè)土釘墻支護(hù)示意圖。本側(cè)基坑深度為11.5m，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，共采用6排土釘，其中上3排土釘長為9m，下3排土釘長為6m；土釘采用25@1500×1500行列布置，入射傾角12°，鉆孔直徑￠110；以豎向兩排，水平向30m為一個(gè)施工段，自上而下順序施工。

土釘墻施工工藝流程：定位→鉆孔→插筋→灌漿→掛網(wǎng)噴漿。

定位：依據(jù)設(shè)計(jì)要求，在分段挖出的坡面上用鋼（木）樁在相應(yīng)土釘施工位置釘入土層，施工前不能擾動(dòng)。

鉆孔：用帶鉆頭的螺旋長鉆桿在相應(yīng)土釘施工位置，勻速均勻的鉆出￠110的空洞，由于風(fēng)化巖土層致密，地下水位較深，鉆孔成洞能一次完成，無需護(hù)壁防坍孔。

清孔插筋：用洛陽鏟將孔內(nèi)殘留或松動(dòng)的碎土屑清除干凈后，將整根25土釘鋼筋緩慢插入孔內(nèi)，插入時(shí)，盡量不要觸碰孔壁。

灌漿：本工程土釘灌漿采用1:1的純水泥漿，注漿壓力為0.2～0.4MPa。注漿時(shí)，注漿管應(yīng)插至距孔底250～500mm處，以使水泥漿充滿空洞；孔口部位宜設(shè)置止?jié){塞及排氣管。土釘鋼筋應(yīng)設(shè)定位支架固定位置，以防位移。

掛網(wǎng)噴漿：二排施工完畢后，以豎向3m，水平向30m為一個(gè)施工段，進(jìn)行掛網(wǎng)噴漿護(hù)面。細(xì)石砼層厚80mm，鋼筋網(wǎng)8@150×150，網(wǎng)片間的搭接長度為300mm，加強(qiáng)鋼筋14。

施工前，先人工清除坡面浮土屑，用噴射機(jī)將C20細(xì)石砼噴到土坡面上，厚度20～30mm，作為鋼筋網(wǎng)片的保護(hù)層。用14加強(qiáng)鋼筋點(diǎn)焊在土釘頭上，形成1500×1500mm的鋼筋骨架，將綁扎成型的鋼筋網(wǎng)片用短鋼筋頭連焊在將強(qiáng)鋼筋網(wǎng)上。用噴射機(jī)將C20細(xì)石砼續(xù)噴到鋼筋網(wǎng)片上，厚度50～60mm。噴射砼終凝2h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫確定，本工程施工正值4～5月，氣溫中度偏高，養(yǎng)護(hù)4～6d即可。

圖2 西側(cè)土釘墻支護(hù)示意圖

1.4.3 東、南側(cè)坡面掛網(wǎng)噴漿防護(hù)施工

該兩側(cè)基坑深度6～7m，根據(jù)邊坡穩(wěn)定計(jì)算，并踏勘現(xiàn)場地形地貌，決定采用放坡開挖，坡度1:0.3～1:0.8范圍。但是本風(fēng)化巖為泥質(zhì)砂巖，雨水、暴曬極易軟化崩解，所以坡面開挖后，必須及時(shí)掛網(wǎng)噴漿封閉。細(xì)石砼層厚80mm，鋼筋網(wǎng)：8@150 ×150，網(wǎng)片間的搭接長度為300mm，不用加強(qiáng)鋼筋。固定鋼筋網(wǎng)片的短土釘，采用16@1500×1500，L=60cm，即打入土坡面50cm，露頭10cm。施工工藝與土釘墻掛網(wǎng)噴砼的施工方法類似。

1.5.基坑監(jiān)測

依據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》【8】，并結(jié)合施工現(xiàn)場的地形地貌，本工程深基坑側(cè)壁的安全等級為二級。故應(yīng)對邊坡頂部的水平位移、豎向位移，周邊地表的豎向位移，周邊建筑、地表開裂狀態(tài)以及周邊管線變形等進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。

1.5.1.監(jiān)測點(diǎn)布置

北側(cè)：設(shè)置兩排監(jiān)測點(diǎn)，一排設(shè)置在冠梁頂面上，一排設(shè)置在城市道路路牙石邊緣，每排四個(gè)點(diǎn)。主要監(jiān)測該點(diǎn)的水平、豎向位移。

另外每次監(jiān)測時(shí)，同時(shí)觀測地表開裂狀態(tài)。東側(cè)：在每幢建筑物朝向基坑面的兩角，以及沿外墻每15m左右設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測建筑物的水平、豎向位移。南、西側(cè)：主要監(jiān)測周邊地表的豎向位移、地表開裂狀態(tài)，以20m左右一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。

1.5.2.監(jiān)測頻率

基坑工程監(jiān)測工作應(yīng)貫穿于基坑工程和地下工

程全過程，監(jiān)測期應(yīng)從基坑工程施工前開始（取得原始數(shù)據(jù)，以便對比），直至地下工程完成為止。

本工程由具有相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)測量單位負(fù)責(zé)監(jiān)測。跟蹤監(jiān)測頻率為：①當(dāng)基坑開挖深度≤5m時(shí)，1次/（3～5）d；②當(dāng)基坑開挖深度>5m時(shí)，應(yīng)加大監(jiān)測力度，一般，1次/（1～2）d；③下雨天加大監(jiān)測頻率（1～2）/d。

1.5.3.監(jiān)測報(bào)警

本工程基坑監(jiān)測確定了監(jiān)測報(bào)警值：北側(cè)：冠梁頂水平位移絕對值70～75mm，變化速率（4～6）mm/d；道路路牙石邊50～60mm，變化速率（4～6）mm/d。西側(cè)：邊坡頂部水平位移絕對值50～60mm，變化速率（5～8）mm/d。東、南側(cè)：邊坡頂部水平位移絕對值50～60mm，變化速率（10～15）mm/d。如監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到上述報(bào)警值，應(yīng)立即停止施工，并針對監(jiān)測對象采取應(yīng)急措施。

本工程實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)值均小于上述報(bào)警值，監(jiān)測單位將觀測記錄、監(jiān)測成果、監(jiān)測報(bào)告等相關(guān)資料進(jìn)行了組卷、歸檔和相關(guān)備案。

2.關(guān)于深基坑工程支護(hù)施工的探討

深基坑支護(hù)施工是一項(xiàng)復(fù)雜的施工工藝，它與地質(zhì)水位條件、周邊環(huán)境狀況、周邊地面荷載、基坑開挖深度、開挖方式以及氣象、溫度等等因素息息相關(guān)。為此，進(jìn)行這樣一項(xiàng)充滿分險(xiǎn)的作業(yè)施工時(shí)，必須從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行反復(fù)探討，多方案選擇，力爭做到技術(shù)上可行、施工作業(yè)方便，施工成本又不高且安全無隱患，這是從事工程施工的工程技術(shù)人員必須面對的問題。

本工程采用宣城當(dāng)?shù)剌^為熟悉的支護(hù)技術(shù)方案，是從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面，進(jìn)行多方案比較，反復(fù)論證，擇優(yōu)選擇的?，F(xiàn)簡述如下：

2.1.北側(cè)邊坡支護(hù)

方案一 水泥土攪拌樁支護(hù)：此施工是通過深層攪拌機(jī)將水泥固化劑和原狀土就地強(qiáng)制攪拌而成，待水泥凝結(jié)后，與土一起形成致密的板塊體，起支護(hù)、止水等作用，且造價(jià)低、無擾動(dòng)、無噪音和污染、施工簡便。此方案適用于淤泥質(zhì)土、軟土淺基坑土逼支護(hù)，但依據(jù)本工程土質(zhì)狀況，多以分化巖為主，強(qiáng)制攪拌不可行，水泥無法嵌入土?？障缎纬蓧K體，故此方案不可行。

方案二 地下連續(xù)墻支護(hù)：此方案是采用特制的成槽機(jī)械在泥漿護(hù)壁下，逐段開挖出溝槽并澆筑鋼筋混凝土板而成。但此側(cè)支護(hù)在城市主干道邊施工，廢泥漿極易污染城市環(huán)境，達(dá)不到文明施工標(biāo)準(zhǔn)，且造價(jià)較高，另外宣城當(dāng)?shù)匾矝]有成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，故此方案不可行。

2.2.西側(cè)邊坡支護(hù)

此施工是通過張拉錨桿（預(yù)應(yīng)力筋），事先在基坑土壁中產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，使土壁產(chǎn)生強(qiáng)大的應(yīng)力板塊，以達(dá)到土壁穩(wěn)定并起支護(hù)作用。但此法要設(shè)置腰梁、臺座和錨具鎖定，施工繁瑣、工序多、風(fēng)險(xiǎn)大，尤其造價(jià)較高，考慮到本側(cè)基坑土壁深度只有11.50m，通過支護(hù)設(shè)計(jì)，采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)完全能滿足安全要求，故排除此方案。

3.結(jié)語

本工程支護(hù)施工由相關(guān)專業(yè)施工隊(duì)伍實(shí)施，施工質(zhì)量和安全排查直接由施工項(xiàng)目部組建的“基坑支護(hù)施工”領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)，實(shí)行全方位管理和資源調(diào)配，施工質(zhì)量采用“過程控制，分段驗(yàn)收”，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，同時(shí)努力消除安全隱患，最大限度的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。從方案確定直至基礎(chǔ)回填土填筑完畢，監(jiān)測任務(wù)結(jié)束，沒有發(fā)生任何安全問題，基坑周邊環(huán)境安然無恙，從而為上部主體結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了有利地先前條件。

[1] 段滿兵.探討深基坑支護(hù)工程施工技術(shù)應(yīng)用[J].建筑與文化，2013，（10）：151-152.

[2] 張昌貴.多方面探討深基坑工程施工中土釘墻支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑·建材·裝飾，2014，（22）：78-79.

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[4] 袁福昌.排樁支護(hù)基坑工程整體性狀分析與設(shè)計(jì)研究[D].南昌：南昌大學(xué)，2013.

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[6] 秦儉.探討高層建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)[J].城市建筑，2012，（05）：204-205.

[7] JGJ 120-2012.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[8] GB50497-2009.建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].Application and Discussion of DeepFoundation Pit Supporting Engineering

DOU Benyang1, WANG Wei2, SUN Sheng2
( Fine Arts Department of Architecture, Xuancheng Vocational and Technical College, Xuancheng, Anhui 242000, China )

To enhance the stability and anti-seismic property of the foundation of multi- and high-rise building, the foundation embedding is generally deep. In the meantime, to satisfy civil air defense requirements, the underground space should be fully utilized. Generally speaking, the monolayer or multi-layer basement is set. For this regard, the depth and area of foundation pit excavation is very large, often involving a series of problems such as: stability of side slope, stability & support of foundation pit, quicksand prevention, ground water lowering and earth excavation. In case of good geological conditions and surrounding environment, slope excavation can be adopted. However, due to the construction in dense building area or due to the limitation of municipal facilities, the sloping is not allowed according to the stipulated gradient.Then, it is necessary to adopt the construction method of soil wall support to ensure the earth excavation is implemented smoothly.

cantilever pile support, soil nailing wall, net guniting, foundation pit monitoring

TP301

A

1673-9639 (2016) 04-0121-04

（責(zé)任編輯 佘彥超）（責(zé)任校對 印有家）

2015-11-12

安徽省建設(shè)行業(yè)科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目“軟科學(xué)及科研開發(fā)項(xiàng)目”（2015YF-04）。

竇本洋（1978-），男，安徽宣城人，講師，碩士，研究方向：教育管理、建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)、建筑施工技術(shù)。

*通訊作者：竇本洋，E-mail：dby19780713@163.com。