關(guān)于某小區(qū)基坑支護的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用

王大迪

福建宏盛建設(shè)集團有限公司

1 引言

城市建設(shè)的立體化、交通高速化以及改善綜合居住環(huán)境已成為現(xiàn)代土木工程的特征。對城市三維空間的開發(fā)是現(xiàn)代城市建設(shè)的一項重要內(nèi)容,一方面高層建筑成為城市建筑的主要形式,另一方面城市地下空間也不斷得到開發(fā)利用,如多層地下室、地下停車場等在城市內(nèi)不斷興建,由此產(chǎn)生了大量的深基坑工程，基坑工程也成了城市建設(shè)中的一項重要內(nèi)容。但基坑工程涉及因素較多,而且其中許多因素又具有定的不確定性和可變性,使得基坑支護工程具有顯著的個性特點,因此加強基坑支護技術(shù)的研究就有著重要的現(xiàn)實意義。

2 項目概況

我國某住宅小區(qū)，大多數(shù)樓棟處于基坑開挖或基坑支護階段，滿足課題研究需要。本次土方開挖7#、8#、9#樓區(qū)域原地面高層分別為43.000m，42.760m，42.970m。地下室區(qū)域原地面高層為43.000m。結(jié)合工程地質(zhì)勘察報告，本次開挖土層自上而下依次為：素（雜）填土、粉質(zhì)黏土、黏土。本次開挖深度均在黏土層。

3 基坑開挖施工

3.1 施工準備

概括來說，主要是做好技術(shù)準備和現(xiàn)場準備。其中技術(shù)準備主要是指熟悉和掌握各類施工圖和設(shè)計圖的規(guī)范和標準，并和各施工單位做好技術(shù)交接，以保障施工的順利進行?，F(xiàn)場準備主要是指做好現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實測和匯報；基坑的監(jiān)測；勞動力準備；施工機械與設(shè)備準備等。

3.2 土方開挖注意事項

土方開挖前，需要對施工隊伍進行培訓。開挖過程中，一方面需要按照專人進行跟蹤測量，確保土方開挖坡度遵循施工方案。另一方面為了不讓土體一直暴露在外，應(yīng)按照邊挖、邊修、邊德、邊支護、邊砌的原則進行施工。并且開挖過程中，為了保障施工安全，應(yīng)及時搭設(shè)安全防護欄桿。此外，施工前要做好土方堆放區(qū)的規(guī)劃，并禁止重量過大的施工機械在基坑邊緣作業(yè)[1]。

3.3 基坑開挖施工關(guān)鍵技術(shù)分析

3.3.1 基坑安全施工

土方挖至坑底時，應(yīng)預(yù)留200mm左右覆土，然后進行人工清底，并進行墊層混凝土施工?；鄣降缀?，為了及時地排出雨水，應(yīng)及時修筑排水溝和集水井，以保障基坑邊坡不被浸泡。同時為了防止雨水回灌，造成二次沖刷，還應(yīng)準備潛水泵，以便于及時排出現(xiàn)場存水。此外由于地表水的滲透會對噴射混凝土面層產(chǎn)生壓力，進而會降低土體強度及土體和土釘間的黏結(jié)力，引發(fā)塌方、滑坡等問題，因此應(yīng)在基坑側(cè)壁土中埋設(shè)滯水排水管，以便于坡體中滲入雨水的排除，保證坡體的安全。

為了保證基坑開挖施工的安全順利實施，在施工過程中，應(yīng)做好以下安全管理。

（1）成立施工安全管理小組，做好安全施工方案和預(yù)防措施的編制及施工人員的安全教育和培訓。

（2）基坑開挖時一方面應(yīng)注意觀察土坡的松動情況，避免土壁坍塌意外事故的發(fā)生；另一方面要注意對地下管線設(shè)施的保護，不得破壞地下原有設(shè)施。并且基坑邊緣地帶不得進行堆積、放置其他雜物。

（3）基坑作業(yè)時，一方面要留出足夠的活動空間；另一方面還要制定一定的防護措施，以保證施工人員的安全。對于光線不足的施工區(qū)域，為保證作業(yè)人員的準確、安全施工，應(yīng)配備照明設(shè)施[2]。

3.3.2 應(yīng)急預(yù)案分析

對于基坑坍塌問題，應(yīng)制定以下預(yù)防措施：基坑開挖前，要對基坑的尺寸圖、平面圖進行深入分析，并及時與設(shè)計方溝通，以確定合適的基坑支護方案和應(yīng)急處理措施；機械開挖時，要避免主體的松動和失穩(wěn)，當挖至設(shè)計標高30cm 以上時，需改用人工開挖，以保障土體安全。

對于基坑涌水問題，一方面應(yīng)保障充足的排水設(shè)備，做到邊挖方邊排水；另一方面在開挖過程中，應(yīng)在周邊建造排水溝，避免施工廢水對基坑造成影響。若開挖過程中遇到阻撓，應(yīng)留出0.3m厚的土層，當繼續(xù)開挖施工時，再挖去這層土層。當施工過程中發(fā)生了涌水問題時，應(yīng)立即停止施工，將其他人員撤離現(xiàn)場，然后采取回填措施進行補救，并針對問題分析具體原因，待涌水問題解決后，方可繼續(xù)開挖[3]。

4 基坑支護關(guān)鍵技術(shù)分析

4.1 基坑支護施工組織

本次支護工程為臨時性工程，支護有效深度為4.55～7.35m，基坑安全等級為三級，支護內(nèi)容為支護樁、砌磚拱墻、錨桿施工等。

本次施工可分為三個階段：第一階段主要是基坑施工方案的評審、場地布設(shè)、場內(nèi)管線的遷移或改建、材料進場驗收、測量放線等內(nèi)容。第二階段主要是進行第一層土方的開挖及支護施工。第三階段主要是支護樁施工、錨桿施工、土方開挖等內(nèi)容。

由于區(qū)域基坑內(nèi)地下水量不大，基坑排水主要是針對地層滯水及地表水。本工程沿基坑四周布設(shè)了排水溝，并每隔30m設(shè)一積水井、挖設(shè)排水溝。坡頂排水溝，沿基坑邊沿每50m設(shè)一積水井，并與場內(nèi)排水系統(tǒng)相連，以便于雨水、給水的及時排出。

4.2 壓密注漿

壓密注漿主要是將快凝漿液注入土體，從而增強土體的穩(wěn)定性，提高土體的防滲能力。本工程在施工過程中，為了保證施工質(zhì)量，一方面依據(jù)設(shè)計圖紙和相關(guān)規(guī)范進行嚴格施工，保證工藝過程的合理性和相對穩(wěn)定性；另一方面對施工過程中的監(jiān)測工作、水泥攪拌及隱蔽工程的驗收都進行了嚴格控制，保障了施工的順利進行。此外對于注漿的機械器具、管路等設(shè)備也進行了檢查和必要的試驗，以保障注漿的連續(xù)性。

需要注意的是，注漿壓力是影響施工的重要因素，如果壓力變化較大，則容易發(fā)生堵管、地面隆起等問題，因此在施工過程中要注意對注漿速率的控制[4]。

4.3 支護樁工程

結(jié)合工程特點，部分區(qū)域采用了鉆孔灌注樁支護，支護樁數(shù)量約為65根。主要工藝流程為：樁孔定位、編號及復(fù)核；鉆機就位及成孔；鋼筋籠吊裝；灌注混凝土。在鉆進過程中需要注意：

（1）合理選擇鉆進速度是成孔工藝的關(guān)鍵，本工程采用了一臺液壓步履式長螺旋樁機施工，施工過程中采用了中高轉(zhuǎn)速、低扭矩、少進刀工藝，保證了鉆孔效率。

（2）鉆進過程中，應(yīng)保持鉆桿垂直、不得搖晃或移動，以保證鉆孔位置的準確定。對于鉆進過程中出現(xiàn)難以鉆進的問題，應(yīng)停止施工并立即進行檢查，及時排查障礙物，以避免鉆具受到損壞。

（3）鉆至設(shè)計深度時，要做好孔口的保護和驗收工作，當驗收通過后方可進行下一工序。

鉆孔灌注樁成孔后,先吊放鋼筋籠,再澆筑混凝土。鋼筋籠吊放時,要緩慢并保持豎直,防止鋼筋籠偏斜和刮土下落,鋼筋籠放到預(yù)定深度后,要將上端妥善固定。灌注混凝土宜用機動小車或混凝土泵車,應(yīng)防止壓壞樁孔。混凝土坍落度一般為8～l0cm,強度等級不小于C20,應(yīng)注意調(diào)整砂率,摻減水劑和粉煤灰等摻合料,以保證混凝土的和易性及坍落度?；炷凉嘀两咏鼧俄敃r,應(yīng)測量樁身混凝土頂面的標高,避免超長灌注,并保證在鑿除浮漿層后,樁頂標高和質(zhì)量符合設(shè)計要求。

4.4 樁間磚砌拱墻及錨桿施工

4.4.1 樁間磚砌拱墻

樁間磚砌拱墻的工藝流程為：開挖工作面、邊坡修整、初噴、成孔機具就位、成孔、安放桿體、注漿、砌筑磚拱墻、養(yǎng)護。施工過程中需要注意的是，要保障基坑底部的土體干燥，避免受到地下水影響。并且施工過程中，不得使用不足1∕4磚體積的碎磚。

4.4.2 錨桿施工

為滿足設(shè)計要求并做成可靠的錨桿,必須針對錨桿使用目的、環(huán)境狀況、施工條件等編出施工計劃書。錨桿施工是在復(fù)雜的地基內(nèi)不能直接觀察的狀況下進行的,所以在施工前必須了解:施工地段地形地質(zhì)情況；地層的性狀；地下水的狀態(tài)等。

鉆孔以清水為好,膨潤土懸濁液和泥漿水都會減弱錨桿的錨固力,應(yīng)避免使用。錨固長度區(qū)段內(nèi)的孔壁呈沉渣或黏土附著,會使錨桿錨固力下降,因此要求清水充分清洗孔壁。施工過程中若有地下水從鉆孔內(nèi)流出,必要時采取注漿堵水,以防止錨固段漿液流出而影響錨桿的錨固力。

5 施工監(jiān)測

基坑監(jiān)測不僅可以使參建各方能夠完全客觀真實地把握工程質(zhì)量,還可對可能發(fā)生危及基坑工程本體和周圍環(huán)境安全的隱患進行及時、準確地預(yù)報,確?；咏Y(jié)構(gòu)和相鄰環(huán)境的安全。

本工程依據(jù)規(guī)范設(shè)計，沿基坑邊按照20m 以上的等間距布設(shè)了監(jiān)測點，并采用蘇光DSZ2 型精密水準儀、基坑監(jiān)測全站儀及甸鋼帶式剎車水準尺。沉降觀測點設(shè)置過程為：首先在設(shè)計觀測點位置挖一個300mm深、150mm寬、150mm長的土坑，然后澆筑C20 混凝土，四周做一個臺階比中間高出10mm，并在中間埋入一顆兩寸長鐵釘，鐵釘頂部與混凝土齊平，并以此為觀測點。

6 安全施工

為了保障工程安全施工，應(yīng)在施工現(xiàn)場設(shè)置警示牌，如基坑開挖周邊應(yīng)設(shè)置圍欄；基坑底部應(yīng)設(shè)置圍護墻等。對于特種作業(yè)和高空作業(yè)應(yīng)做好安全防護工作，一方面應(yīng)堅持“持證上崗”的原則，避免無證操作；另一方面應(yīng)對安全繩索、設(shè)備裝置進行安全檢查，避免出現(xiàn)設(shè)備故障。此外還要做好施工人員和管理人員的文明施工培訓，培養(yǎng)其必備的文明施工素養(yǎng)。

7 結(jié)語

總的來說，基坑工程是一項涉及勘察、施工及環(huán)境保護等方面的綜合性工程,在開挖階段應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、周邊環(huán)境做好相應(yīng)的設(shè)計、施工和檢測工作。在具體施工過程中要根據(jù)工程特點選擇合理的支護類型。本文通過對工程實踐的總結(jié)認為，基坑支護施工一方面應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)和周邊環(huán)境明確施工方案；另一方面應(yīng)從從安全的角度考慮和經(jīng)濟節(jié)約的觀點出發(fā)選擇合理的支護結(jié)構(gòu)，這樣才能保證工程的基礎(chǔ)牢固，為建筑整體經(jīng)濟效益和社會效益的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。