深基坑開挖支護及變形控制

王曉冰

（清徐縣建筑工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，山西清徐 030400）

0 前言

目前，深基坑支護工程施工技術(shù)日趨完善，方法眾多，在施工技術(shù)選擇上需要綜合考慮地質(zhì)條件、施工環(huán)境等因素，明確深基坑支護工藝的重點和難點，針對這些重難點制定相應(yīng)的施工方案，確?；娱_挖符合設(shè)計規(guī)范要求。本文以某工程深基坑支護工程為例，分析在該深基坑支護工程中的水泥攪拌樁施工技術(shù)、錨索及邊坡施工技術(shù)和土方開挖及基坑監(jiān)測技術(shù)的施工重難點，為其他深基坑支護工程的安全高效施工提供借鑒和參考[1-6]。

1 工程概況

某工程占地35603m2，地下室工程占地面積21650.9m2，設(shè)1～2 層地下室?；釉O(shè)計開挖深度為6.60～7.80m，周長約595m?；釉O(shè)計側(cè)壁安全等級為二級，基坑支護結(jié)構(gòu)使用期限為自支護結(jié)構(gòu)完工之日起六個月。該建設(shè)項目場地平整開闊，地下無重要管線，周圍無高層建筑。地質(zhì)為黏土、粉砂、淤泥質(zhì)土等。

2 水泥攪拌樁基坑支護技術(shù)重難點

水泥攪拌樁是指攪拌樁機在地下打孔攪拌過程中，向孔內(nèi)澆灌水泥漿，水泥漿與孔內(nèi)的軟土和砂石攪拌在一起形成質(zhì)地較硬的硬化樁結(jié)構(gòu)。這種施工工藝在地基硬化和邊坡支護方面，應(yīng)用范圍光，效果好。攪拌樁多用于深基坑支護結(jié)構(gòu)的被動區(qū)加固或者是做基坑的止水帷幕。

該工程淤泥層較厚，其淤泥中含有較多的有機物質(zhì)，影響攪拌樁成樁后的強度。為了提高攪拌樁成樁質(zhì)量，鉆頭在經(jīng)過淤泥層時需要放緩下沉速度，延長攪拌時間，鉆頭調(diào)整至高轉(zhuǎn)速低俗下降或提升檔位，保證水泥漿與淤泥充分?jǐn)嚢?，增強淤泥的強度。在樁機施工前，需要進行試樁，試樁點由勘察單位決定，試樁的目的在于確定設(shè)計參數(shù)和施工技術(shù)參數(shù)是夠符合實際要求，為后續(xù)攪拌樁施工提供參數(shù)依據(jù)。水泥漿采用32.5R 復(fù)合硅酸鹽水泥，水灰比0.5，現(xiàn)在水桶中將水泥灰和水按比例配置完畢，再將水泥漿倒入水泥池攪拌均勻，避免水泥離析，攪拌要貫穿水泥攪拌樁施工始末。水泥漿在進入水泥泵之前，需要在水泥池安裝過濾器，防止水泥漿中的泥沙堵塞水泥泵。水泥池的大小要合適，不能因為過小而導(dǎo)致水泥漿量不足，產(chǎn)生斷樁又要避免水泥池過大導(dǎo)致泥漿浪費。在成樁過程中，為提高成樁質(zhì)量，鉆頭在下沉和提升過程中都要放慢節(jié)奏，確保水泥漿和周圍土質(zhì)充分?jǐn)嚢杈鶆颍３帚@頭下沉或提升的速度在1.2m/min 左右。同時嚴(yán)格控制注漿量，確保鉆頭口有足夠的水泥漿壓力。

當(dāng)鉆頭鉆至設(shè)計深度后，應(yīng)該繼續(xù)在樁底噴漿30s，然后再均勻上提，達到樁頂設(shè)計標(biāo)高后，應(yīng)該再繼續(xù)噴漿30s，保證成樁質(zhì)量。如果在鉆進過程中需要停止注漿，則需要將鉆頭下沉至水泥漿液面以下0.5m 處停止出漿。如果停止注漿超1h，則需要先把鉆頭拿出來，用清水清洗導(dǎo)管，等到可以注漿后繼續(xù)注漿，避免水泥漿硬化后堵塞導(dǎo)管和鉆頭。在鉆進噴漿過程中，要確保鉆桿垂直地面，需要在每鉆進10m 之后校正樁體的垂直度，用垂吊法確認樁體垂直度在誤差范圍內(nèi)。樁體在搭接時確保時間不超24h，當(dāng)超過24h 時需要在搭接過程中采取補強措施。樁機周圍要做好排水措施，避免雨雪天氣造成樁機周圍積水嚴(yán)重，影響樁機施工。在基坑開挖前，要測試水泥攪拌樁的強度，只有水泥攪拌樁強度達到設(shè)計要求才可開挖基坑。用于澆筑的水泥在進場后需要進行質(zhì)量檢查，應(yīng)該對水泥進行抽檢，將樣品送到專業(yè)檢測機構(gòu)進行質(zhì)量檢查，合格后方可投入實用。當(dāng)水泥攪拌樁達到齡期后，需要將樁體挖出一部分，約1～2m，檢查樁身的外觀和質(zhì)量，并請有資質(zhì)的檢測機構(gòu)進行抽芯檢測，檢查樁身質(zhì)量、長度、垂直度是否符合要求，符合要求后方可進行土方開挖；如果有問題，則需要在改正后再進行土方開挖。

3 錨索及邊坡施工技術(shù)重難點

錨索施工就是由錨索機將錨索打入各個土層，然后注漿，使各個土層在錨索和水泥漿的串聯(lián)下能夠融為一體，增加土層的整體性和穩(wěn)定性，對基坑周圍的土體進行加固。錨索由內(nèi)錨頭、錨身和外錨頭組成，內(nèi)錨頭就是貫穿土層提供預(yù)應(yīng)力的那一部分錨身，分為機械錨頭和膠結(jié)錨頭，膠結(jié)錨頭有砂漿膠結(jié)和樹脂膠結(jié)兩類。外錨頭是固定在土層外面的錨頭，主要為整個錨索提供固定拉力，分為螺紋式、錨塞式和鋼結(jié)構(gòu)式等，深基坑支護工程大多采用錨塞式。錨索身是連接內(nèi)外錨頭的部分，主要傳遞張拉力，錨索身一般由高強度鋼筋、鋼絞線組成。

錨索及邊坡施工技術(shù)重難點為：

（1）錨索平面位置的偏差在5cm 范圍內(nèi)。鉆機鉆孔前要確保地面平整，避免因為地面不平整導(dǎo)致鉆孔傾斜和偏差。開鉆前要核對鉆機鉆桿的傾斜角度，偏差不大于1°，如偏差較大，需及時糾正。

（2）鉆孔實際深度要超過設(shè)計深度50cm。如果地質(zhì)環(huán)境差，就要采用導(dǎo)管跟進護壁成孔，避免塌孔和縮孔。錨索嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙制作，制作完成后由監(jiān)理單位驗收合格方可使用。水泥漿配合比要符合設(shè)計要求，不能存在粒徑較大的顆粒，在泵送前需要對水泥漿進行過濾，避免堵塞導(dǎo)管。

（3）注漿前需要用清水清洗孔內(nèi)雜質(zhì)，直到孔口的清水為清色方為合格，避免空中雜質(zhì)過多影響水泥漿強度。

4 土方開挖及基坑變形控制

土方開挖前要做好現(xiàn)場施工技術(shù)較低和安全交底工作，說明土方開挖的關(guān)鍵工序和重難點。土方開挖時要嚴(yán)格控制開挖深度，每挖進1m 就要測試深度，避免超挖。在土方開挖前需要了解開挖范圍內(nèi)的地下管線和地下建筑情況，如果發(fā)現(xiàn)影響開挖的障礙物要及時處理，保護好地下管線和建筑?；右謱臃侄伍_挖，一次開挖深度不大于1m，防止快速開挖造成基坑應(yīng)力驟變而產(chǎn)生坍塌和位移。土方挖至設(shè)計深度后，要通知監(jiān)理單位、設(shè)計單位和勘察設(shè)計單位進行基坑驗收。基坑開挖時要在基坑周邊設(shè)置臨時排水溝，及時將地下水和地表水抽走，避免基坑底部給水，如果排水溝不夠用，可以設(shè)置降水井。土方開挖要配合錨索施工，開挖時要預(yù)留錨索施工平臺，平臺高度1m 寬度為5m。錨索施工平臺在錨索施工完成之后5d 后挖除。如果基坑長度與寬度的比超過1.5，就要先從長方形的兩個短邊開挖，開挖的長度不超過20m，嚴(yán)禁超挖。錨索施工要與土方開挖想配合，挖完第一層土方后，采用運轉(zhuǎn)法挖第二層土方。在錨索張拉2d 后才可以進行錨索貫穿的土層的開挖。當(dāng)基坑周圍有建筑物時，開挖深度超過建筑物地基深度時，土方開挖要與建筑物地基保持一定距離，避免土方開挖對建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生干擾，影響其穩(wěn)定性。如果距離難以拉開，就要對邊坡進行加固處理，保護鄰近建筑物的基礎(chǔ)，在土方開挖過程中實時監(jiān)測建筑物的下沉量和位移量，如果超出范圍就要采取措施防止建筑物的下沉和位移?；又車煌诔鰜淼耐练揭皶r運走，禁止在基坑周圍1.5m 內(nèi)堆放雜物或停駐器械車輛，避免給基坑過大的側(cè)向壓力導(dǎo)致基坑傾塌。

土方挖完之后要及時開展下一工序，避免被挖的土方在空氣中暴露時間太長，降低土應(yīng)力，影響土層的穩(wěn)定性。如果難以快速開展下道工序，就需要在開挖到設(shè)計深度前預(yù)留20cm 左右的土層，等到下一工序要開展時再挖去。基坑排降水：基坑開挖的一大難點就是基坑排降水，因為在挖至地下水位最高點時，地下水就會滲入基坑中，如果不及時排走，不僅影響基坑順利施工，還會降低坑底承載力，影響基坑整體性。因此基坑開挖要做好降排水工作。首先在基坑坑底周圍設(shè)置排水井，井深2m 直徑30cm，并連接潛水泵輔助抽水。井間距為20m，在土方開挖過程中要24h 不間斷抽水。其次，坑底周圍設(shè)置一圈排水溝，溝寬30cm，嚴(yán)排水溝方向每隔30m 左右設(shè)置集水井，集水井井深1m，直徑1m。最后基坑頂部設(shè)置截水溝，溝寬30cm，避免雨水過多流入基坑。出土車道做法：要先把車道上面的軟弱土挖掉，用石子和沙子填充，充分碾壓，使車道的承載力滿足車輛的重量。

監(jiān)測事項：在基坑開挖過程中，要對支護結(jié)構(gòu)、基坑變形和附近建筑物的變形和位移進行監(jiān)測，監(jiān)測頻率是每天早中晚各一次一共三次，如果發(fā)現(xiàn)有重大的變形、位移就要停止開挖，采取必要的加固措施，等支護結(jié)構(gòu)、基坑穩(wěn)定后再開挖。

5 結(jié)論

深基坑支護施工是現(xiàn)代高層建筑建設(shè)中必不可少的一道工序，而且因為其具有較大的危險性，因此在建設(shè)領(lǐng)域占優(yōu)重要地位。隨著近些年深基坑支護工程施工過程中基坑坍塌事故頻發(fā)，使建設(shè)主管部門加大對深基坑支護的監(jiān)督力度，更多的科技也應(yīng)用在基坑支護和開挖施工中，逐漸保證了深基坑支護工程施工的質(zhì)量和安全。