土建基礎(chǔ)施工中深基坑支護(hù)施工技術(shù)研究

文／王偉 北京城建一建設(shè)發(fā)展有限公司 北京 100020

引言：

隨著城市化進(jìn)程的加速，高層建筑和地下工程的需求不斷增加，深基坑支護(hù)施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。深基坑支護(hù)施工技術(shù)是指在深開挖基坑時，為保證基坑穩(wěn)定和周邊建筑物安全而采取的一系列加固措施[1]。該技術(shù)能有效防止基坑坍塌、保護(hù)周邊環(huán)境，對提高工程施工質(zhì)量、安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。

1.項目概況

某項目工程為一棟23 層的住宅樓，總建筑面積約為13662.15 平方米，基坑深度約為13 米，周邊環(huán)境較為復(fù)雜，施工難度較大。設(shè)1 層地下室，建筑物基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇單排樁、土釘墻，基坑支護(hù)等級為二級。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)使用年限12 個月。本次勘察查明，在鉆孔孔位及深度控制范圍內(nèi)，場區(qū)地層自上而下大體可分為7 層，自上而下分別為（1）雜填土、（2）粉質(zhì)粘土、（3）細(xì)砂、（4）卵石、（5）全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、（6）強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、（7）中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。

2.深基坑支護(hù)施工

2.1 施工難點

（1）地質(zhì)條件差：深基坑支護(hù)施工通常在地下水位以下進(jìn)行，該工程地質(zhì)條件差，導(dǎo)致基坑支護(hù)難度加大，容易出現(xiàn)坍塌、沉降等問題。

（2）施工場地狹?。罕竟こ躺罨又ёo(hù)施工通常在城市中心和建筑物密集的區(qū)域進(jìn)行，施工場地狹小，限制了基坑支護(hù)的設(shè)計和施工方案，增加了施工難度。

（3）施工周期長：深基坑支護(hù)施工需要開挖深度較大的基坑，施工周期較長，容易導(dǎo)致工人疲勞、機(jī)械設(shè)備磨損等問題，增加了施工難度。

（4）監(jiān)測難度大：深基坑支護(hù)施工對基坑穩(wěn)定和周邊環(huán)境的影響較大，需要進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測，但由于基坑深度大、周邊環(huán)境復(fù)雜等因素，監(jiān)測難度較大。

（5）設(shè)計與施工協(xié)調(diào)困難：深基坑支護(hù)設(shè)計需要考慮到多種因素，如地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、施工周期等，而施工過程中可能出現(xiàn)各種意外情況，設(shè)計與施工協(xié)調(diào)困難。

2.2 施工前準(zhǔn)備

在深基坑支護(hù)施工前，需要進(jìn)行一系列準(zhǔn)備工作。首先，要對基坑周邊環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)勘察，了解地形地貌、建筑物分布等情況，為后續(xù)施工提供數(shù)據(jù)支持；其次，根據(jù)勘察結(jié)果進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計，確定合適的支護(hù)方案[2]。同時，要進(jìn)行施工組織設(shè)計，明確施工流程和安全措施；最后，要進(jìn)行必要的施工現(xiàn)場準(zhǔn)備，如清理、平整等。

2.3 測量施工

（1）根據(jù)現(xiàn)場條件，控制點和基準(zhǔn)點應(yīng)移至未損壞的位置。開工前，應(yīng)在審查后對其進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)，并在施工過程中經(jīng)常進(jìn)行重新測試。

（2）為確保施工測量的連續(xù)性和一致性，應(yīng)在施工現(xiàn)場設(shè)置足夠數(shù)量的互視坐標(biāo)控制點和高程基準(zhǔn)。

（3）坐標(biāo)控制點和基準(zhǔn)設(shè)置應(yīng)每15 天左右進(jìn)行一次綜合測量，以防止每個點的沉降或接觸。

（4）坐標(biāo)控制網(wǎng)和水準(zhǔn)點在測量放線后由監(jiān)理工程師復(fù)核驗收，作為工程測量放線的依據(jù)。

2.4 防護(hù)欄桿施工

（1）防護(hù)欄桿采用48 壁厚3.0mm 的鋼管組裝而成。

（2）欄桿立柱采用鋼管立柱，每2m 設(shè)置1 根，埋深0.3m，露地面高度為1.2m。

（3）防護(hù)欄桿設(shè)置在坡頂邊線往水溝方向0.25m處。

（4）欄桿設(shè)置上、中、下三道橫桿，上桿平欄桿頂離基準(zhǔn)面地面高1.2m，中桿離基準(zhǔn)面地面高0.6m，下桿離基準(zhǔn)面地面高0.10m。

2.5 土釘+掛網(wǎng)噴砼

土釘支護(hù)施工工藝流程見圖1 所示：

圖1 土釘支護(hù)施工工藝流程

2.5.1 土方開挖

土釘墻土方必須分層分段開挖，嚴(yán)格做到開挖一層支護(hù)一層，上層未支護(hù)完，不得開挖下一層，應(yīng)采用分段開挖，土方應(yīng)分層開挖，每層開挖深度（對軟土區(qū)域）不應(yīng)大于1.0m，開挖水平分段長度約15m，分層開挖深度不得超過相應(yīng)層土釘深度0.5m。且應(yīng)間隔開挖，開挖后應(yīng)及時對壁面進(jìn)行修整，同時不得在大雨天開挖施工。上層噴射混凝土面層達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度70%后，方可開挖下層土方。

2.5.2 人工修坡

在挖掘機(jī)施工基本完成斜坡面后，采用人工修坡對松散的或干燥的無粘性土進(jìn)行鏟除；修整坡面，清除坡面虛土，坡面平整度控制在±20mm 以內(nèi)。

2.5.3 初噴混凝土面層

挖出的作業(yè)面修整后，應(yīng)盡快噴射C20 細(xì)石混凝土面層，初噴混凝土面層厚度約40mm。噴射混凝土配合比宜為水泥：石子：砂=1:2:2 細(xì)石混凝土（重量比），石子粒徑5～10mm 的碎石，干凈的中粗砂，含水量5%～7%，不得使用污水，根據(jù)施工時天氣情況考慮是否加入適量的速凝劑?；炷翉?qiáng)度等級不低于C20，3 天不低于10MPa。混合料的攪拌應(yīng)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)；選用的空壓機(jī)應(yīng)滿足噴射機(jī)工作風(fēng)壓和耗風(fēng)量的要求，空壓機(jī)風(fēng)量不宜小于9m3/min 以防止堵管，輸料管應(yīng)能承受0.8MPa 以上的壓力，并應(yīng)有良好的耐磨性能。

噴射混凝土采用干式噴射工藝，干法噴射混凝土施工供水設(shè)施應(yīng)保證噴頭處的水壓力0.15～0.20MPa。噴射作業(yè)應(yīng)分段分片進(jìn)行，自下而上，噴頭與噴面保持垂直，距離宜為0.6～1.0m；并保持砼表面平整，無干斑或滑移流淌現(xiàn)象，噴漿氣壓應(yīng)根據(jù)混凝土噴射的距離進(jìn)行調(diào)整。

噴射作業(yè)前，應(yīng)對機(jī)械設(shè)備、管線等進(jìn)行全面檢查。坡面有水時，應(yīng)做好導(dǎo)排工作。噴射作業(yè)開始時，先送風(fēng)后開機(jī)，再給料；結(jié)束時，待細(xì)石混凝土噴完后，再關(guān)風(fēng)。噴射時噴頭一般按螺旋式軌跡壓半圈均勻緩慢地移動，噴射砼搭接長度20cm；回彈物不可重新噴射?，F(xiàn)場根據(jù)開挖土質(zhì)情況，噴射混凝土與掛鋼筋網(wǎng)可以交替進(jìn)行。

2.5.4 土釘定位成孔

土釘采用機(jī)械成孔法施工，成孔直徑土釘80mm，傾角15°，梅花狀布置，施工容許偏差：角度±3 度，孔徑±5mm，孔距±100mm。成孔作業(yè)前，按設(shè)計位置測量和確定孔位，鉆孔的長度比設(shè)計土釘長度長300～500mm，鉆孔結(jié)束后，應(yīng)從孔底向外繼續(xù)清孔，時間至少10 分鐘。成孔時應(yīng)有記錄，隨時掌握土層情況。施工時如碰到障礙物而發(fā)生困難，可適當(dāng)調(diào)整角度和位置，上下左右調(diào)節(jié)。鉆孔完成后，及時安設(shè)土釘體并灌漿，以防塌孔。

2.5.5 土釘桿體制作及安裝

土釘由鋼筋桿體、水泥漿組成，桿體為1 根48 鋼花管（壁厚3.5mm）（橫向間距1.5m，豎向間距1.5m），L=6m；土釘插入孔內(nèi)深度不應(yīng)小于土釘長度的95%，亦不得超深，以免外露長度不足；在現(xiàn)場按設(shè)計長度截斷或焊接；土釘鋼筋接長采用雙面搭接焊，焊接長度按搭接雙面貼角焊5d。

土釘制作安裝，鋼筋要求平直、無銹跡，長度須符合設(shè)計要求，其誤差不超過±200mm，且應(yīng)超出坡面約200mm。

2.5.6 注漿

土釘注漿采用P.042.5R 普通硅酸鹽水泥，注漿體采用水灰比為0.5:1 的水泥凈漿，注漿漿液需加入0.05%（水泥用量）三乙醇胺，噴射混凝土需加入2%（水泥用量）速凝劑。水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害物質(zhì)，不得使用污水；漿體28 天強(qiáng)度不得低于20MPa，3天不低于10MPa。注漿壓力不得低于0.5Mpa，采用一次常壓注漿。

2.5.7 鋪設(shè)面層鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)應(yīng)在噴射一層混凝土后鋪設(shè)，坡面鋪設(shè)φ8@150×150 鋼筋網(wǎng)，初噴砼厚度40mm。鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)后用22#鐵絲綁扎，鋼筋網(wǎng)與坡面的間隙大于30mm，鋼筋網(wǎng)搭接長度不應(yīng)小于300mm；并設(shè)置2φ16HRB400 加強(qiáng)筋與主筋焊接牢固。坡頂部位鋼筋網(wǎng)應(yīng)向上外翻約1000mm 寬，鋼筋網(wǎng)綁扎鋪設(shè)完成后與插筋綁扎固定。

2.5.8 噴射混凝土面層

鋪設(shè)面層鋼筋網(wǎng)及設(shè)置泄水管后，應(yīng)盡快噴射C20細(xì)石混凝土面層，噴砼面層厚度60mm。噴射混凝土配合比宜為水泥：石子：砂=1:2:2 細(xì)石混凝土（重量比），石子粒徑5～10mm 的碎石，干凈的中粗砂，含水量5%～7%，不得使用污水，根據(jù)施工時天氣情況考慮是否加入適量的速凝劑?；炷翉?qiáng)度等級不低于C20，3 天不低于10MPa?；旌狭系臄嚢钁?yīng)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)；選用的空壓機(jī)應(yīng)滿足噴射機(jī)工作風(fēng)壓和耗風(fēng)量的要求，空壓機(jī)風(fēng)量不宜小于9m3/min 以防止堵管，輸料管應(yīng)能承受0.8MPa 以上的壓力，并應(yīng)有良好的耐磨性能。

2.6 鉆孔灌注樁

（1）灌注樁的施工應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）的有關(guān)規(guī)定。

（2）灌注樁正式施工前，為了了解施工控制參數(shù)，應(yīng)進(jìn)行試成孔，數(shù)量不宜少于2 個。

（3）應(yīng)采用間隔成樁的施工順序，剛完成混凝土澆筑的樁與鄰樁成孔安全距離不應(yīng)小于4 倍樁徑，或間隔時間不少于36 小時。

（4）為確保樁頂混凝土質(zhì)量，樁頂泛漿高度不應(yīng)小于500mm。

（5）樁身采用水下C30 混凝土澆筑，鋼筋的保護(hù)層厚度不小于50mm。

（6）混凝土充盈系數(shù)：1.03～1.3。

（7）樁身混凝土應(yīng)一次連續(xù)澆筑成型，不留施工縫，待樁身混凝土達(dá)設(shè)計強(qiáng)度后，方可施工冠梁，冠梁施工時，應(yīng)將樁頂浮漿、低強(qiáng)度混凝土及破碎部分清除。

2.7 基坑監(jiān)測

（1）基坑變形監(jiān)測：對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形監(jiān)測，包括水平變形、垂直沉降等方面的監(jiān)測，以防止基坑變形過大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞[3]。

（2）地下水位監(jiān)測：對地下水位進(jìn)行監(jiān)測，確?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的穩(wěn)定性。

（3）土壓力監(jiān)測：對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力進(jìn)行監(jiān)測，以判斷基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。

（4）周邊建筑物監(jiān)測：對基坑周邊建筑物進(jìn)行監(jiān)測，包括沉降監(jiān)測、傾斜監(jiān)測等方面，以確保建筑物安全。

（5）地下管線監(jiān)測：對基坑周圍的地下管線進(jìn)行監(jiān)測，確保管線正常運行，避免管線破裂或位移導(dǎo)致安全事故。

（6）支撐體系監(jiān)測：對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐體系進(jìn)行監(jiān)測，包括支撐桿件的受力、變形等情況，確保支撐體系穩(wěn)定可靠。

（7）環(huán)境因素監(jiān)測：對施工環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，包括溫度、濕度、風(fēng)速等環(huán)境因素，避免環(huán)境因素對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。

監(jiān)測報警值：支護(hù)樁頂、坡頂水平位移累計值30mm，變化速率3mm/天（連續(xù)3 天）；支護(hù)樁頂、坡頂豎向位移累計值20mm，變化速率3mm/天（連續(xù)3 天）；周邊道路累計值30mm，變化速率3mm/天（連續(xù)3 天）；臨近建筑位于大于建筑物地基變形允許值，變化速率3mm/天。

3.深基坑支護(hù)施工質(zhì)量控制措施

3.1 安全管理

深基坑支護(hù)施工具有一定的安全風(fēng)險，因此需要采取一系列安全管理措施。首先，要進(jìn)行安全預(yù)評估，分析基坑支護(hù)施工過程中的安全隱患和可能發(fā)生的事故，并制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案；其次，要加強(qiáng)施工現(xiàn)場安全管理，設(shè)置安全警示標(biāo)志，規(guī)范施工人員行為[4]。同時，要定期進(jìn)行安全培訓(xùn)和演練，增強(qiáng)施工人員的安全意識和應(yīng)急處理能力；最后，要建立完善的安全管理體系，明確各項安全管理責(zé)任。

3.2 施工過程質(zhì)量控制

深基坑支護(hù)施工質(zhì)量控制措施是指為了保證深基坑支護(hù)施工的順利進(jìn)行和施工質(zhì)量符合設(shè)計要求而采取的一系列措施。

（1）科學(xué)設(shè)計：在深基坑支護(hù)施工前，需要進(jìn)行詳細(xì)的勘察和設(shè)計，綜合考慮地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、施工周期等因素[5]，選擇合適的支護(hù)方案和施工工藝，確保設(shè)計科學(xué)合理。

（2）嚴(yán)格材料控制：深基坑支護(hù)施工所使用的材料應(yīng)符合設(shè)計要求和國家標(biāo)準(zhǔn)，對材料的質(zhì)量、規(guī)格、型號等進(jìn)行嚴(yán)格檢查和控制，防止不合格材料進(jìn)入施工現(xiàn)場。

（3）加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理：在深基坑支護(hù)施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理，規(guī)范施工程序，保證施工質(zhì)量和安全。施工現(xiàn)場應(yīng)保持整潔、安全，防止因雜亂無章的施工現(xiàn)場導(dǎo)致的事故和隱患。

（4）實行“三檢制度”：在深基坑支護(hù)施工過程中，應(yīng)實行“三檢制度”，即自檢、互檢、專檢相結(jié)合的檢驗制度，對施工質(zhì)量進(jìn)行檢查和評估，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計要求。

（5）建立有效的信息反饋機(jī)制：在深基坑支護(hù)施工過程中，應(yīng)建立有效的信息反饋機(jī)制，及時收集和整理施工質(zhì)量信息[6]，對施工質(zhì)量問題進(jìn)行及時發(fā)現(xiàn)、分析和處理。

（6）規(guī)范施工操作流程：在深基坑支護(hù)施工過程中，應(yīng)規(guī)范施工操作流程，確保施工人員按照設(shè)計要求和操作規(guī)程進(jìn)行施工，避免因不規(guī)范操作導(dǎo)致的事故和隱患。

（7）加強(qiáng)質(zhì)量記錄管理：在深基坑支護(hù)施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量記錄管理，對施工質(zhì)量記錄進(jìn)行及時、準(zhǔn)確、完整地記錄和保存，確保質(zhì)量記錄可追溯性和完整性。

結(jié)語：

綜上所述，深基坑支護(hù)施工技術(shù)對于保證土建基礎(chǔ)施工質(zhì)量和安全性具有重要意義。在實際應(yīng)用中，需要做好前期準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)施工過程管理和質(zhì)量控制，確保安全管理工作落實到位。未來，隨著科技的不斷進(jìn)步和施工技術(shù)的不斷發(fā)展，深基坑支護(hù)施工技術(shù)將向智能化、綠色化等方向發(fā)展。同時，隨著人們對環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)的要求越來越高，深基坑支護(hù)施工技術(shù)也將更加注重環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)方面的研究和應(yīng)用。深基坑支護(hù)施工技術(shù)是土建基礎(chǔ)施工中不可或缺的一部分。通過前期準(zhǔn)備、施工過程、質(zhì)量控制和安全管理等方面的全面研究和改進(jìn)，可以進(jìn)一步提高深基坑支護(hù)施工技術(shù)的水平，為土建基礎(chǔ)施工提供更加安全、穩(wěn)定、環(huán)保的支持。