建筑工程深基坑開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)研究

曹?chē)?guó)意

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東 深圳 518048）

1 引言

土石方工程是項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)工程，而基坑開(kāi)挖是其中的重要工作內(nèi)容，當(dāng)開(kāi)挖深度超過(guò)5 m時(shí)，就屬于深基坑施工的范疇，與普通基坑開(kāi)挖不同，深基坑開(kāi)挖施工的危險(xiǎn)系數(shù)更高，需要采取合適的支護(hù)形式，在獲取有效支撐的條件下安全開(kāi)展工作，在編制專(zhuān)線施工方案時(shí)，必須加強(qiáng)對(duì)諸多因素的全面考慮，力求做到施工與管理協(xié)調(diào)配合、周密緊湊，保證施工工藝的合理性，盡可能提高工程施工質(zhì)量。

2 工程概況

贛州高鐵新區(qū)鳳崗嘉苑住宅小區(qū)位于贛州市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)鳳崗鎮(zhèn)塘屋村，項(xiàng)目總用地面積78 698.2 m2，總建筑面積183 757.6 m2，地下 建筑面 積57 014.64 m2，地上建筑面積126 742.92 m2，包括FG03-17-02、FG03-18-01/02/03/04地塊，其中，F(xiàn)G03-17-02地塊地下室1層，地下室開(kāi)挖面積約24 029 m2，支護(hù)長(zhǎng)度約707 m，基坑開(kāi)挖底標(biāo)高119.15～120.15 m，坡頂標(biāo)高為123.40～136.50 m，基坑深約3.65～16.85 m（含臨時(shí)性邊坡支護(hù)），臨時(shí)性邊坡支護(hù)高度為7.00～10.00 m；FG03-18-01/02/03/04地塊地下室1層，地下室開(kāi)挖面積約38134m2，支護(hù)長(zhǎng)度約960m?；娱_(kāi)挖底標(biāo)高119.35～121.85m，坡頂標(biāo)高為122.50～132.59 m，基坑深約2.15～10.74 m（含臨時(shí)性邊坡支護(hù)），臨時(shí)性邊坡支護(hù)高度7.00 m。本項(xiàng)目地下室區(qū)域基坑開(kāi)挖對(duì)坑外建筑影響一般，一旦支護(hù)結(jié)構(gòu)失效、土體變形過(guò)大對(duì)既有建筑影響嚴(yán)重，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境條件、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等條件，按照J(rèn)GJ 120—2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》中的基坑工程安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，基坑及臨時(shí)性邊坡安全等級(jí)為二級(jí)，重要性系數(shù)γ0為1.00，支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限為1 a。

3 建筑工程深基坑開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)研究

3.1 土石方開(kāi)挖施工技術(shù)

根據(jù)施工流程與施工分區(qū)確定開(kāi)挖線，嚴(yán)格遵循先撐后挖、分層分段、嚴(yán)禁超挖的基本原則，在不同分區(qū)、不同標(biāo)高開(kāi)挖時(shí)，需要采用階梯多級(jí)分層放坡開(kāi)挖的方式，注意開(kāi)挖坡度的控制，在大面積開(kāi)挖時(shí)，要按部署圖定位坡道位置，隨著開(kāi)挖過(guò)程逐步形成坡道，盡量避免把坡道土挖掉再回填碾壓，等到大面積土方挖到設(shè)計(jì)要求標(biāo)高后，采用長(zhǎng)臂挖機(jī)邊挖邊退的方法進(jìn)行坡道土清除，局部（集水坑）采用小機(jī)械挖槽。土方開(kāi)挖必須與支護(hù)作業(yè)緊密配合，只有支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能施工，同時(shí)，在開(kāi)挖過(guò)程中，不得碰撞、破壞支護(hù)結(jié)構(gòu)，那樣會(huì)影響支護(hù)效果，容易引發(fā)安全事故。應(yīng)做好降水井的降排水工作，保證水位在開(kāi)挖土層標(biāo)高以下，等到土層降水固結(jié)后才能開(kāi)始開(kāi)挖作業(yè)，如果遇到地下管線，需要及時(shí)通知相關(guān)部門(mén)進(jìn)行處理，然后才能繼續(xù)施工。制訂深基坑監(jiān)測(cè)計(jì)劃與措施，過(guò)程中及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，對(duì)出現(xiàn)超過(guò)警戒值或異常情況應(yīng)立即暫定施工，會(huì)同設(shè)計(jì)進(jìn)行原因分析及制定應(yīng)急救援方案措施，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以有效避免超挖現(xiàn)象。合理安排機(jī)械作業(yè)，充分發(fā)揮各種機(jī)械性能優(yōu)勢(shì)，比如，推土機(jī)比較適用于運(yùn)距在100 m以內(nèi)的情況，鏟運(yùn)機(jī)能夠獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑等工作，對(duì)道路的適應(yīng)性比較強(qiáng)，適宜運(yùn)距在600～1 500 m，單斗挖掘機(jī)更多的是與自卸汽車(chē)配合使用，在工程量較大且集中、地勢(shì)起伏大、土方運(yùn)距超過(guò)1 km時(shí)，具有良好的經(jīng)濟(jì)性，本項(xiàng)目基坑土石方按豎向分層、勾機(jī)挖掘、坑內(nèi)歸堆、勾機(jī)裝載、汽車(chē)外運(yùn)的方法施工，在設(shè)計(jì)基底標(biāo)高以上20～30 cm的土層，采用人工配合小挖機(jī)開(kāi)挖，防止機(jī)械作業(yè)對(duì)坑底土體的擾動(dòng)。基坑挖土深度不能超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)高，如果出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，要及時(shí)回填處理，盡量避免在雨天施工，如果為了滿足工期要求必須在雨天施工，那么需要控制作業(yè)面，逐片逐段組織施工，而且要注重坡面遮蓋，做好排水工作。土方開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，組織相關(guān)單位進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，達(dá)到設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)后，才能進(jìn)行下一道工序施工[1]。

在本工程基坑開(kāi)挖過(guò)程中，周邊有燃?xì)夤艿?、高壓線等管線設(shè)施，如何做好保護(hù)工作是重難點(diǎn)問(wèn)題，建立管線監(jiān)護(hù)小組，負(fù)責(zé)日常管道及線路的巡檢、維護(hù)，施工前進(jìn)行物探，確定管線位置及走向，編制切實(shí)可行的安全防護(hù)方案，施工過(guò)程中加強(qiáng)安全管控，聘請(qǐng)第三方監(jiān)測(cè)單位在施工過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3.2 深基坑支護(hù)施工技術(shù)

土方邊開(kāi)挖邊支護(hù)，土方采取分區(qū)分段施工，根據(jù)開(kāi)挖方式的不同，采用了自然放坡支護(hù)和土釘墻支護(hù)兩種方式[2]。

3.2.1 土釘墻施工技術(shù)

FG03-17-02地塊某分段基坑支護(hù)深度9.85～9.95 m，采用土釘墻支護(hù)，放二級(jí)坡，坑底至坑頂，第一級(jí)放坡坡比1∶0.75，中間放坡平臺(tái)寬2.0 m，第二級(jí)放坡坡比1∶1.0，坡面設(shè)置8道土釘，土釘采用φ48 mm，3.0 mm厚鋼管，呈梅花形排列，坡面掛φ8 mm@200 mm×200 mm鋼筋網(wǎng)，噴100 mm厚C20混凝土。土釘布設(shè)的水平間距為1.5 m，垂直間距為1 m，入射角度15°，注漿直徑80 mm，長(zhǎng)度有9 m和12 m兩種規(guī)格，具體設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 FG03-17-02地塊某分段基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖

花管土釘施工工藝流程為挖土清坡、擊入花管土釘、制備漿液及注漿、坡面修整、噴底層混凝土、掛網(wǎng)并焊加強(qiáng)筋、噴表層混凝土、養(yǎng)護(hù)、驗(yàn)收，遵循超前支護(hù)、分層分段、逐層施作、限時(shí)封閉、嚴(yán)禁超挖的原則，支護(hù)施工和土方開(kāi)挖必須緊密配合，分層開(kāi)挖，分層支護(hù)，形成循環(huán)作業(yè)，開(kāi)挖完成后要及時(shí)修整邊坡，保證坡面平整。

制作土釘時(shí)，需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，首先要除銹去污、調(diào)直處理，做好隱蔽工程驗(yàn)收后安裝土釘，安裝過(guò)程中不能將桿體彎曲、扭壓，土釘桿應(yīng)該和注漿管一同放進(jìn)孔內(nèi)，將注漿管插到距離孔底25～50 cm的地方，為了保證注漿質(zhì)量，需要在孔口位置設(shè)置排氣管和止?jié){塞，讓空氣能夠順利排出。

嚴(yán)格控制漿液制備質(zhì)量，采用機(jī)械攪拌的形式，保證攪拌均勻，隨拌隨用。注漿前，需要使用稀水泥漿或者水對(duì)注漿泵及管路進(jìn)行潤(rùn)滑，運(yùn)用二次注漿作業(yè)法，將金屬管插入孔內(nèi)，在孔口使用密封袋封嚴(yán)，注漿過(guò)程中，注意控制注漿壓力和方向，保證注漿管始終埋在水泥漿液中，直到注滿為止，等到水泥漿凝結(jié)硬化、產(chǎn)生干縮后，需要進(jìn)行二次注漿，第2次注漿需要使用純水泥漿，注漿量約為第1次注漿量的30%～40%[3]。

在噴射完底層混凝土后，需要進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的加工制作，嚴(yán)格按照開(kāi)挖截面尺寸進(jìn)行下料，使用火燒絲進(jìn)行綁扎，注意控制搭接面積、搭接長(zhǎng)度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，加強(qiáng)筋采用φ14 mm結(jié)合井字筋固定土釘，釘頭與加強(qiáng)筋應(yīng)該采用焊接連接方式。采用C20細(xì)石混凝土進(jìn)行面層施工，厚度約為8 cm，鋼筋網(wǎng)片的保護(hù)層厚度應(yīng)該大于2 cm，在正式進(jìn)行面層噴射前，需要及時(shí)清理坡面虛土，在噴射過(guò)程中，按照自上而下的順序進(jìn)行施工，噴頭和受?chē)娒娴拇怪本嚯x應(yīng)該控制在0.6～1 m，噴射完成后，做好噴水養(yǎng)護(hù)管理工作。

加強(qiáng)土釘抗拔承載力、混凝土強(qiáng)度、面層厚度的監(jiān)測(cè)工作，科學(xué)制定監(jiān)測(cè)方法和頻次，保證各部分施工質(zhì)量能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2.2 掛網(wǎng)噴混凝土施工技術(shù)

掛網(wǎng)噴混凝土施工技術(shù)主要工藝流程為測(cè)量放線、挖土、修側(cè)壁、綁扎鋼筋網(wǎng)、配制混凝土、噴射混凝土、下層挖土。

土方開(kāi)挖必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的放坡比例進(jìn)行施工，保證坡面的平整度能夠滿足要求，如果發(fā)現(xiàn)開(kāi)挖邊線沒(méi)有在一條直線上，需要及時(shí)安排挖機(jī)修坡，注意控制開(kāi)挖深度，避免出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，完成挖機(jī)挖土后，需要及時(shí)安排人工進(jìn)行修坡，重點(diǎn)關(guān)注坡面的平整度和坡面斜面坡比的準(zhǔn)確度，將平整度誤差控制在2 cm之內(nèi)，在人工修坡前，可以在坡腳和坡頂拉直線，并在坡面上做好控制標(biāo)志，讓施工人員能夠按著標(biāo)記進(jìn)行修坡，將坡面的腐植物或虛土清理干凈，最后做好質(zhì)量檢驗(yàn)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題[4]。

制作鋼筋網(wǎng)時(shí)，鋼筋的質(zhì)量、種類(lèi)、型號(hào)、尺寸必須滿足設(shè)計(jì)要求，如果存在銹跡、彎曲等情況，需要進(jìn)行除銹、調(diào)直處理，并按規(guī)定開(kāi)展性能實(shí)驗(yàn)，對(duì)于焊接用的鋼材，除了常規(guī)的物理力學(xué)性能檢驗(yàn)，還應(yīng)做焊接性能方面的檢測(cè)，保證焊接強(qiáng)度超過(guò)材料整體強(qiáng)度。鋼筋網(wǎng)片和坡面的間隙應(yīng)超過(guò)3 cm，可以在鋼筋網(wǎng)片后添加保護(hù)層或者使用插入土中的鋼筋綁扎固定，這樣可以避免在混凝土噴射時(shí)間隙不被壓縮，使保護(hù)層厚度能夠滿足要求，在鋼筋網(wǎng)片鋼筋交接處，采用細(xì)扎絲梅花形綁扎固定，搭接長(zhǎng)度應(yīng)該超過(guò)3 cm。

配制混凝土?xí)r，嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，細(xì)骨料采用堅(jiān)硬耐久的中粗砂，控制細(xì)度模數(shù)和含水率，粗骨料采用堅(jiān)硬耐久的碎石或卵石，攪拌用水不能含有影響水泥正常功能發(fā)揮的物質(zhì)，外加劑的添加應(yīng)充分考慮施工需求，要與水泥相容。噴射混凝土前，首先要調(diào)試機(jī)械設(shè)備，包括噴射機(jī)、空壓機(jī)等，經(jīng)過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)檢驗(yàn)后，在對(duì)輸料管道進(jìn)行送風(fēng)試驗(yàn)，對(duì)水道進(jìn)行通水試驗(yàn)，防止出現(xiàn)漏風(fēng)、漏水等問(wèn)題，為了保證混凝土噴射效果，需要在坡面上設(shè)置厚度標(biāo)志，作為參考和控制手段。噴射作業(yè)時(shí)，需要先對(duì)受?chē)娒鎳娝疂駶?rùn)，然后按照施工方案分片分段施工，噴頭和受?chē)娒娴拇怪本嚯x應(yīng)該控制在0.8～1.5 m，槍頭以旋渦狀移動(dòng)，自下而上作業(yè)，噴射手要控制好水灰比，保持噴射混凝土表面平整濕潤(rùn)光澤，無(wú)流淌現(xiàn)場(chǎng)[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，深基坑開(kāi)挖施工需要嚴(yán)格按照專(zhuān)項(xiàng)施工方案執(zhí)行，明確開(kāi)挖順序、開(kāi)挖深度、開(kāi)挖路線，同時(shí)，遵循先撐后挖、分層分段、嚴(yán)禁超挖的原則，保證開(kāi)挖和支護(hù)工作的緊密配合。本文以贛州高鐵新區(qū)鳳崗嘉苑住宅小區(qū)項(xiàng)目為例，介紹了工程的基本情況，對(duì)深基坑開(kāi)挖和支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行了分析，通過(guò)技術(shù)的有效應(yīng)用，充分發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)作用，提高基坑開(kāi)挖的安全性和穩(wěn)定性，避免發(fā)生質(zhì)量和安全事故。