深基坑設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)

劉越鋒

隨著城市用地越來(lái)越緊張，人們對(duì)地下空間的利用需求的愿望越來(lái)越強(qiáng)。本文旨在通過(guò)工業(yè)項(xiàng)目的水池基坑支護(hù)工程為例，結(jié)合深基坑工程的實(shí)踐，對(duì)其各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，尤其是如何做好支護(hù)體系的設(shè)計(jì)、施工、開(kāi)挖土方等工作，所以這項(xiàng)工程的系統(tǒng)性和綜合性較強(qiáng)，需要設(shè)計(jì)人員具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。深基坑是指開(kāi)挖深度超過(guò)5m（含5m），而有的雖然深度沒(méi)有達(dá)到5m，但是當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較為復(fù)雜，周?chē)h(huán)境惡劣，和地下管線較為復(fù)雜時(shí)，也將其列為深基坑之列。

本文通過(guò)上海市閔行區(qū)某工業(yè)廠房項(xiàng)目為背景，介紹拉森鋼板樁設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)。

一、項(xiàng)目概況

本工程為新建廠區(qū)，基坑為南北走向狹長(zhǎng)型，周邊較空曠，環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單：①基坑?xùn)|側(cè)為擬建廠區(qū)內(nèi)部，距擬建4層聯(lián)合廠房25m，采用樁-承臺(tái)獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深-2.1m，樁采用PHC600AB型預(yù)制樁，樁長(zhǎng)34m（樁基工程完成，地上結(jié)構(gòu)尚未施工）。②基坑西側(cè)緊鄰建筑控制線，距用地紅線3.0m。紅線外為現(xiàn)狀鄉(xiāng)間小路，基坑距路邊約7.9m，距埋深0.6m的10kV電纜約2.4m，距埋深1.2m的DN300高壓燃?xì)夤?.8m。③基坑南側(cè)、北側(cè)均為擬建廠區(qū)內(nèi)部。

二、深基坑設(shè)計(jì)要點(diǎn)

本工程±0.000相當(dāng)于5.000m，整平后場(chǎng)地標(biāo)高-0.400m?；涌偯娣e約490m2，圍護(hù)共約為110延長(zhǎng)米，大面積開(kāi)挖深度5.95m，集水池區(qū)域開(kāi)挖深度6.75m?；影踩燃?jí)為三級(jí)，環(huán)境保護(hù)等級(jí)西側(cè)為二級(jí)/其余三側(cè)為三級(jí)。

（1）總體設(shè)計(jì)方案：本工程基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)采用拉森鋼板樁+兩道鋼支撐的支護(hù)形式。

（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)：支撐體系本基坑開(kāi)挖面積很小，平面布置采用對(duì)撐體系，圍檁均采用雙拼H488×300×11×18型鋼，支撐均采用φ609×16鋼管。

（3）圍護(hù)體系：本基坑圍護(hù)體系采用均采取15m長(zhǎng)PU600×210熱軋U型拉森鋼板樁。

（4）基坑降水：本基坑采用單側(cè)輕型井點(diǎn)降水，井管長(zhǎng)度約6～7m；坑外設(shè)置排水溝和集水井進(jìn)行明排水。

（5）深基坑支護(hù)的重點(diǎn)：需要監(jiān)控外圍高壓燃?xì)?、高壓電及臨近的聯(lián)合廠房的位移、沉降等數(shù)據(jù)。

三、深基坑施工要點(diǎn)

1.基坑圍護(hù)施工要點(diǎn)

施工內(nèi)容包括：拉森鋼板樁、坑內(nèi)加固、立柱、圍檁、支撐、排水等。該階段投入1臺(tái)機(jī)械手，1臺(tái)25t汽車(chē)吊，2臺(tái)挖掘機(jī)配合施工。拉森鋼板樁及型鋼提前進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)、矯正、處理并擺放到指定位置，并滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要。本階段計(jì)劃投入勞動(dòng)力22人。計(jì)劃在10d內(nèi)將基坑圍護(hù)施工完成。

2.開(kāi)挖施工要點(diǎn)

施工內(nèi)容包括：挖土。該階段投入1臺(tái)長(zhǎng)臂挖機(jī)和1臺(tái)小挖機(jī)。土方開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后及時(shí)澆筑墊層及底板。

3.關(guān)鍵工序銜接順序

整平場(chǎng)地，打設(shè)拉森鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)；開(kāi)槽安裝第一道水平鋼支撐，并頂緊；開(kāi)挖至第二道水平鋼支撐底，安裝鋼支撐，并施加400kN預(yù)應(yīng)力頂緊；開(kāi)挖至坑底，及時(shí)澆筑墊層至圍護(hù)邊，并澆筑結(jié)構(gòu)底板及素砼傳力帶；待底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除第二道鋼支撐，澆筑雨水泵房結(jié)構(gòu)至頂板（標(biāo)高-1.650m）；待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，回填至第一道支撐底；拆除第一道支撐，施工剩余口部結(jié)構(gòu)；回填覆土至設(shè)計(jì)地面標(biāo)高，并拔除拉森鋼板樁，壓密注漿密實(shí)拉森鋼板樁孔隙。

4.拉森鋼板樁施工工藝流程

場(chǎng)地平整→拉森鋼板樁位置定位放線→開(kāi)挖溝槽→施打拉森鋼板樁→安裝導(dǎo)梁→施打拉森鋼板樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高（樁身偏移拔出重新施打）→拆除導(dǎo)梁→放坡設(shè)置地表水排水措施→設(shè)置鋼支撐→分層開(kāi)挖→地下結(jié)構(gòu)施工→換撐→拆撐→土方回填→拆撐→空隙灌漿。

5.拉森鋼板樁施打

履帶式拉森鋼板樁施工機(jī)械，垂直于拉森鋼板樁方向施打。液壓振動(dòng)錘，夾起鋼板樁，根據(jù)放線位置，液壓振動(dòng)施工至指定標(biāo)高。完成內(nèi)部鋼支撐，先支撐再進(jìn)行開(kāi)挖；完成內(nèi)部降水；開(kāi)挖過(guò)程中及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。重點(diǎn)注意如下：

一是在打入鋼板時(shí)，需要利用履帶式的機(jī)械進(jìn)行施工，且在施工之前加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的調(diào)研，切實(shí)掌握地下管線與構(gòu)筑物等方面的位置、數(shù)量等情況，并將支護(hù)樁的中線準(zhǔn)確放出。

二是在打樁之前，需要逐一檢查每根鋼板樁，及時(shí)地將鎖扣處存在的銹蝕剔除，若鋼板樁變形嚴(yán)重，需要做好對(duì)其的修復(fù)，若修復(fù)后還不能達(dá)標(biāo)，則需要報(bào)廢處理。此外，還要在打入之前對(duì)樁鎖口內(nèi)部做好油脂涂抹，這樣才能更好地打入鋼板樁，為后續(xù)拔出也提供便利。

三是在打入樁的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)每根樁的傾斜度做到隨測(cè)隨調(diào)，且斜度需要始終控制在2%之內(nèi)，若偏斜較大無(wú)法調(diào)整，需要將其拔出重新打入。

四是為確保鋼板樁能順利合攏，需要在密扣的基礎(chǔ)上，確保開(kāi)挖后的入土在2m之上，并加強(qiáng)對(duì)檢查井的檢查，并對(duì)其四個(gè)角采用轉(zhuǎn)角件進(jìn)行固定和處理，必要時(shí)還要做好對(duì)其的密封，預(yù)防因?yàn)槁┧鴶y帶大量的泥沙而引發(fā)的地面塌陷。

五是在溝槽開(kāi)挖之前，為預(yù)防鋼板樁隨著吐槽的開(kāi)挖而被擠到的情況出現(xiàn)，需要在打入鋼板樁之后，采用工字鋼，將鋼板樁連為一體，連接位置通常在樁頂下部1.5m處，并采用電焊將其牢固焊接，按照間距為5m的要求，采用空心圓形鋼材，利用特制活動(dòng)結(jié)節(jié)，把兩側(cè)鋼板樁進(jìn)行對(duì)稱(chēng)支撐，且在支撐過(guò)程中要擰緊活動(dòng)節(jié)上安裝的螺母，以確保鋼板樁的垂直度達(dá)標(biāo)，為溝槽開(kāi)挖提供足夠的工作面。

六是在開(kāi)挖基礎(chǔ)溝槽時(shí)，應(yīng)對(duì)整個(gè)鋼板樁運(yùn)行的情況進(jìn)行觀測(cè)，避免出現(xiàn)明顯傾覆、隆起等問(wèn)題，并對(duì)出現(xiàn)的這些問(wèn)題做好對(duì)稱(chēng)支撐的設(shè)置，確保開(kāi)挖順利進(jìn)行，保障鋼板樁樁位不會(huì)發(fā)生傾斜的問(wèn)題。

6.支撐拆除施工要點(diǎn)

在拆除支撐時(shí)，由于在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力變化較大，為確?；优c周邊環(huán)境安全，需要在拆除支撐后確保支護(hù)結(jié)構(gòu)不會(huì)形成較大的受力突變的情況，并切實(shí)做好以下幾個(gè)方面的工作：

一是在底板澆筑完成后，拆除角撐的連接桿件和對(duì)撐的八字撐，保留支撐的主桿件至地下室回填。

二是先分離支撐桿與圍檁，再拆支撐桿，最后拆圍檁。

三是圍檁拆除時(shí)應(yīng)逐段逐跨進(jìn)行拆除，不應(yīng)將與圍檁相連的角撐、對(duì)撐全部拆除，防止圍檁在拆除的過(guò)程中整段塌落。

四是拆除支撐時(shí)，其下樓板模板支撐（如有）不得拆除。

五是支撐穿墻位置焊接止水鋼片。

7.監(jiān)測(cè)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容

施工中需要切實(shí)強(qiáng)化對(duì)圖形變形和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)，并結(jié)合變形發(fā)展情況，對(duì)施工工藝做好調(diào)整和優(yōu)化，著力實(shí)現(xiàn)信息化施工，在本工程中，為了強(qiáng)化基坑圍護(hù)和開(kāi)挖的有效性，主要是做好以下監(jiān)測(cè)工作。

第一，基本工程內(nèi)容：一是對(duì)深層土體的位移情況進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，主要是為了掌握深層土體的位移情況，需要進(jìn)行深層土體位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，孔深為20m，所以需要采用專(zhuān)業(yè)測(cè)斜儀做好對(duì)其的監(jiān)測(cè)；二是在對(duì)基坑頂水平和豎向位移的監(jiān)測(cè)時(shí)，每個(gè)頂監(jiān)測(cè)點(diǎn)的間距為10～15m，在對(duì)基坑頂水平監(jiān)測(cè)時(shí)，主要是采用全站儀，而豎向位移監(jiān)測(cè)則采用水準(zhǔn)儀；三是周邊環(huán)境豎向位移監(jiān)測(cè)：在東側(cè)現(xiàn)狀道路做好豎向位移監(jiān)測(cè)的點(diǎn)的設(shè)置，并采用水準(zhǔn)儀做好對(duì)其的監(jiān)測(cè)；四是做好高位樁水平位移監(jiān)測(cè)：在基坑周邊高位樁頂設(shè)置水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并用全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)；五是主義報(bào)警值控制：①深層土體位移累計(jì)＞70（50）mm，連續(xù)3d位移＞6（4）mm/d；②基坑頂水平及豎向位移累計(jì)＞50（40）mm，連續(xù)3d位移＞6（4）mm/d；③周邊環(huán)境水平位移累計(jì)不＞30mm，連續(xù)3d位移＞3mm/d；④在監(jiān)測(cè)高位樁時(shí)，其水平位移累計(jì)超過(guò)35mm且連續(xù)3d位移超過(guò)3mm時(shí)，均超過(guò)了報(bào)警值。

第二，就監(jiān)測(cè)頻率而言，需要結(jié)合開(kāi)挖進(jìn)度和基坑變形情況而針對(duì)性的確定。具體就是在基坑開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高之前，監(jiān)測(cè)頻率為2d一次，而開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高之后，每天需要監(jiān)測(cè)一次，若監(jiān)測(cè)值＞預(yù)警值，那么每天就要監(jiān)測(cè)2-3次，當(dāng)墊層與磚模成型后，連續(xù)穩(wěn)定3d之后，2-4d監(jiān)測(cè)一次，并在拆除支撐的過(guò)程中需要加大監(jiān)測(cè)的頻率。

第三，就巡視檢查而言，基坑工程整個(gè)施工期內(nèi)，每天均應(yīng)有專(zhuān)人進(jìn)行巡視檢查。巡視檢查內(nèi)容詳見(jiàn)《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）4.3.2條。應(yīng)特別注意，出現(xiàn)異常，一定要及時(shí)采用措施，避免出現(xiàn)不必要的損失。

8.基坑工程施工應(yīng)急預(yù)案

良好的應(yīng)急預(yù)案是保障工程安全與質(zhì)量的前提，因此，本工程緊密結(jié)合實(shí)際進(jìn)行了應(yīng)急預(yù)案的設(shè)置，并在施工中加大監(jiān)測(cè)，對(duì)應(yīng)急預(yù)案的各項(xiàng)設(shè)置的科學(xué)性進(jìn)行了檢測(cè)，使得很多重大危險(xiǎn)源得到了提前預(yù)控，有效地保障了工程質(zhì)量和安全。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，城市用地越來(lái)越緊張，基坑工程的安全風(fēng)險(xiǎn)管控越來(lái)越嚴(yán)格。深基坑支護(hù)形式多種多樣，一般在華東地區(qū)，如涉及一般廠房類(lèi)項(xiàng)目地下水池等開(kāi)挖，采用拉森鋼板樁施工，經(jīng)濟(jì)效果、現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)效果較好。涉及基坑工程，一定要從設(shè)計(jì)、方案論證、實(shí)施、監(jiān)控等各方面加強(qiáng)管控，采用成體系的管控方式，嚴(yán)格控制施工安全、質(zhì)量。