淺談深基坑支護施工技術及安全管理

【摘 要】隨著我國城市建筑工程的快速發展，近年來基坑工程數量急劇增長，并積累了極其豐富的經驗，深基坑施工技術在現代化標志性建筑的應用及其廣泛，怎樣才能實施一個經濟安全的支護方案，一直同行關注的問題。

【關鍵詞】深基坑；施工；灌注樁

1 工程概況

某工程首層平面呈長方形布置，長126.40m、寬39.7m～44.7m，總建筑物面積19801m2，建筑層數為地上三層（局部四層），地下一層。地下室面積為5363m2，周長約340m，底板標高為-3.5m～-3.7m，底板厚度為400mm，基坑開挖深度為4.0m～4.2m。該商場位于市中心繁華地段，四周交通便利，東、南面街道較窄，建筑紅線距離建筑物最小處僅有10m，西、北面為車流量較大的主要交通干道，人員活動頻繁，而且四周管線密布，尤其是光纖電纜和市政排水渠相距較近。地下水源豐富，地下水位較高，離地面0.8m～1.2m。由于該工程工況復雜，受地理環境影響大，基坑開挖不可能采用放坡施工方法。為確保基坑周圍建筑物、地下管線、道路等的安全，決定采用鉆孔灌注樁作擋土、水泥攪拌樁止水的支護方案（如圖1、圖2所示）。

本場地古地貌屬水道的漫灘或階地，土層自上而下分別是:（1）素填土層，1.8m～3.7m，呈松散狀態，承載力特征值fak=50kPa;（2）粉土，1.7～1.9m，稠密，fak=80kPa;（3）淤泥質粘土，2.5～5.40m，飽和，流塑，fak=50kPa;（4）粘土，1.0～3.6m，可塑，局部軟塑，fak=120kPa;（5）粉土，0.8～4.6m，飽和，稍密，fak=150kPa;（6）礫砂，0.7～2.5m，飽和，松散，fak=150kPa;（7）粉質粘土，1.0～6.3m，可塑～硬塑，fak=250～350kPa。

2 施工工藝

2.1 鉆孔灌注樁施工

2.1.1 鉆機就位前，在已平整場地內鋪好枕木，并用水平尺校正，保證鉆機平穩、牢固。在樁位埋設6～8 mm厚鋼板護筒，內徑比孔口大100～200mm，埋深1～1.5mm，同時挖好基坑，排泥槽，泥漿池等。

2.1.2 成孔采用循環工藝，鉆進時取清水鉆孔，自然送漿護壁或加入紅粘土或膨潤土泥漿護壁，泥漿密度為1.3t/m3。

2.1.3 鉆進時應根據土層情況加壓，開始應用輕壓力，慢轉速，逐步轉入正常，按鉆具自重強加壓，不超過10KN，在松軟土層中鉆進，應根據泥漿補給情況控制鉆進速度。

2.1.4 采用單機跳鉆方法。

2.1.5 樁孔鉆完后，應用空氣壓縮機清孔，也可用泥漿置換方法清孔。

2.1.6 清孔量孔徑后，用吊車安放鋼筋籠，進行隱蔽驗收，合格后安放導管，然后灌注水下混凝土。灌注時，導管底至孔底的距離宜為300mm～500mm，并使用導管一次埋入混凝土面以下0.8m以上，在以后的澆筑中，導管宜為2～6m。

2.1.7 澆筑至樁頂設計標高后，在樁頂預留4φ14插筋，L=1150mm，錨入樁長度為600mm。

2.1.8 轉入下一根樁施工。

2.2 水泥攪拌樁施工

水泥攪拌樁是采用水泥作固化劑，通過特制的深層攪拌機械，將噴出的水泥漿固化劑與地基土進行原位強制拌和形成水泥土。利用在水泥與軟土間產生的一系列物理—化學反應，使軟土硬化成整體性的具有一定強度的擋土防滲墻。

2.2.1 施工工藝:定樁位→鉆機對位→攪拌鉆→制備固化劑漿液→噴漿攪拌提升→重復攪拌噴漿→至樁頂標高→轉入下一根樁施工攪拌樁施工完成后，將鉆孔樁頂上的浮漿鑿除并清洗樁頂，然后在鉆孔樁頂設置C25鋼筋混凝土冠梁900×400，以增加擋土墻的整體性（見圖3）。

3 施工及安全控制

3.1 鉆孔樁施工

3.1.1 認真埋設護筒。埋設時應用十字架方法對準測量標定的樁位中心，使其偏差不小于0.05m。

3.1.2 樁機定位準確。樁機基本就位后，利用鉆頭與護筒內壁之間的孔隙大小來微微移動，調整樁機位置直到鉆頭中心與樁位中心重合為止，定好位的樁機必須用木楔將滾筒固定，最后用經緯儀進行觀測，確認鉆頭中心與樁中心的偏差不大于0.05m方可開孔。

3.1.3 控制泥漿密度。鉆孔過程中，要用泥漿護壁、泥漿密度應適宜，一般以下1.2～1.5為好，視地質情況而定。在粘土層中，泵入泥漿可稀些，必要時可加清水，取1.2左右。而在砂礫層中，泥漿密度要控制在1.5左右，否則極易出現坍孔事故。

3.1.4 必須作清孔驗收。現場派專人做好成孔清孔驗收工作，以確保樁身質量。

3.1.5 鋼筋籠安放控制。由于鋼筋籠采局部加強配筋設計（見圖4），安放時，必須由專人指揮，確保受力鋼筋位置安放準確，同時要控制好鋼筋籠標高和垂直度。

3.1.6 控制水下混凝土的標號、坍落度、水泥用量不小于360kg/m3，用中砂、砂率宜控制40%～45%，粗骨料最大粒徑≤4 0 m m，坍落度180mm～220mm。

3.1.7 控制導管與鋼筋應保持100mm距離。

3.2 攪拌樁施工

3.2.1 樁位、軸線控制。在攪拌樁軸線上每20m設控制樁一組，樁組間用鋼卷尺每隔350mm標定出樁位，同時在樁機前每5m設控制樁一組，校核施工樁位。用經緯儀在樁機一側放出一條與樁軸線平行的細線，控制成樁軸線，樁機的側移距均以該細線為標準。

3.2.2 垂直度控制。平整場地，樁機行走路線范圍內的地面高差不大于100mm，以利于調整垂直度。施工前用經緯儀調整樁機垂直度，在滑道架上下10m距離處用細繩各系一個十字形叉絲，使兩叉絲中點連線處于同一垂線上，掛一垂求，在后續單樁施工中用垂球控制樁機的垂直度。

3.2.3 進場的R42.5普通硅酸鹽水泥必須具備出廠質量合格證檢驗單，并對水泥的質量進行復檢，認定合格后方可使用。

3.2.4 水泥漿液應嚴格按確定的配合比拌制，水灰比為0.5～0.6，水泥量為60kg/m。水泥漿液在攪拌筒內不斷攪拌，漿液不得離析，且每次攪拌時間不得小于3min，水泥用量要準確，使用磅秤進行計算，噴漿時不出現斷漿現象，輸漿管道不堵塞。

3.2.5 相鄰兩次加固時間不得超過24h，若間歇時間太長應采取措施，可在下一根樁施工時增加水泥用量1%。

3.2.6 為防止斷樁和缺漿，攪拌樁下沉到停漿點以下0.5m，待恢復供漿時再噴漿提升，停機超過3h，則重新清洗一次輸漿管，確保輸漿暢通，保證噴漿均勻。

3.2.7 攪拌樁完工后28d，可開挖土方，基坑開挖時控制地面堆載不得超過10kN/m2，離樁800mm以內土方采用人工挖除，同時基坑底標高以上300mm，土方也采用人工開挖，以防止發生斷樁和擾動淤泥，保證支護樁的質量，施工期間作好基坑外側地面排水和基坑內集水、排水工作。

4 質量檢測

4.1 抽芯檢測。對比孔樁和攪拌樁進行抽芯檢測，取芯位置在單樁中心，檢驗結果表明，單樁長度、強度、水泥土的均勻程度，樁間搭接均滿足要求。

4.2 現場水泥土的抗壓強度，滲透系數檢驗。試驗結果表明，水泥土28d無側限抗壓強度均超過3.0MPa，抗滲試塊28d，滲透系數均小于A×10cm/s。

4.3 開挖后質量檢驗。開挖后對防滲墻進行質量檢驗時，墻面無滲漏且垂直整齊，無明顯的貫通裂縫，坑底無滲漏，無塑性隆起。施工期間，用精密經緯儀對墻頂水平位移及沉降進行監測測量，沿墻頂每隔10m設一監測點，每天測兩次，直至地下室施工完畢，其水平位移及沉降變化不明顯。由此可見該基坑支護方案安全可靠，也取得良好效益，達到了鉆孔樁和攪拌樁在本工程中應用的目的。

5 深基坑支護工程施工過程安全監測

由于深基坑施工具有一定危險的施工作業，在日常的施工安全檢查和監督中，必須嚴格執行JGJ59-99《建筑施工安全檢查標準》進行檢查和監督。對于深基坑來說，必須做好基坑變形監測的工作。為確保基坑支護結構和周邊建筑物、道路、管線的安全，在基坑開挖、支護、機構施工過程的各個階段，主要監測項目包括邊坡位移、周邊管線、周邊建筑物、道路、市政設施、樁的鋼筋應力等，應根據各個施工階段特點進行動態同步監測，護坡樁施工、土方開挖期間，監測頻率為1次/2d，土方開挖、支護完成后監測頻率為1～2次/d;支護完成后15d內未出現大的異常變化，監測停止。根據每日監測情況，及時對基坑開挖的速度和深度等進行調整，使得深基坑施工在監控信息指導下正確、合理地進行，保證基坑的安全。

6 結束語

上述工程深基坑施工采取了合理的技術措施和嚴格的施工安全管理，在施工中取得了很好的效果，保證了深基坑施工的順利完成和周邊環境的正常工作秩序，未對周邊環境造成影響。經相關權威部門檢驗，達至優良。

參考文獻

[1]張在明. 地下水與建筑基礎工程. 北京：中國建筑工業出版社，2001.

[2]趙花麗，傅少君. 深基坑工程的現狀與發展[ J] . 孝感學院學報，2005.