某深基坑工程支護施工技術應用及探討

【摘要】本文結合工程實例地理環境，詳細分析介紹了鋼管支撐體系在深基坑施工中的技術與方法以及應注意的問題，謹與同行借鑒與參考。

【關鍵詞】鋼管支撐 深基坑施工 技術方法

1.概況

某工程采用明挖法施工，基坑寬6.3m，挖深達13.Om，基坑土層從上至下為人工填土層、粉土層、粉質粘土層、粘土層、粉砂、中粗砂和砂礫層。基坑四周市政管線密布。只好采取直壁式支護開挖施工

方法。基坑圍護結構采用Φ8OOmm混凝土灌注排樁和鋼管支撐體系，樁頂設0.8m高冠梁將排樁連接成整體，鋼支撐采用Φ400鋼管，支撐水平間距3.0～4.5m，豎向設3道。

2.施工中的技術與方法

2.1施工前降水

基坑開挖前，需將坑內的地下水位降低并排除，使坑內土體在基坑開挖時，通過排水固結達到一定強度，提高坑內土體的水平抗力，減少基坑的變形量；增強基坑底部穩定性，減少坑底土體的隆起。本出入15結構范圍地層地下水主要為：

① 上層滯水，位于地面下3～4m，含水層為人工填土層和粉土層，透水性弱；

② 潛水，位于地面下8～9m，含水層為粉質粘土層和粉土層，透水性一般；

③ 承壓水，位于地面下12m以下，含水層為粘土層、粉砂、中粗砂

和砂礫層，透水性強。基坑降水采用管井+滲井方式，降水早于基坑開挖前20天開始。降水過程中對臨近建筑物和地下管線的安全進行觀察監測，同時在坑外地面設回灌井，必要時應采取回灌措施，確保周邊建筑物安全。

2.2基坑圍護施

基坑四周設Φ8OOmm混凝土灌注排樁圍護結構，樁間距1.0～1.2m，轉角部位局部加強。圍護樁采用旋挖鉆機成孔，導管法水下澆注混凝土成樁。鉆孔施工時，為減少對鄰樁的干擾，保證成樁質量，采用每隔三根樁施工一根樁的方法施工。冠梁將圍護樁連接成整體排架，使全體圍護樁形成共同受力體系，抵抗外部土體或圍巖側向荷載。

圍護樁施工完成后，立即進行冠梁開挖和樁頂混凝土鑿除清理，圍護樁主筋錨入冠梁，冠梁采用與圍護樁同標號混凝土現場澆注，澆注時同時安裝預埋鋼板，滿足下部鋼支撐安裝需要。土方開挖后圍護樁問采用噴錨支護，防止樁間土體掉塊。

2.3基坑土方開挖

基坑土方開挖遵循‘ 分段、分層、分塊挖土，先中間后兩邊，隨挖隨撐，限時完成”的原則，利用土體在基坑開挖過程中位移的變化規律，對基坑開挖作動態管理，采用監控量測手段實行信息化施工，

確保基坑變形量在設計允許之內。

水平開挖采用從一端先向另一端分段順序開挖，豎向開挖采用由上到下順序分層開挖。開挖時支撐和挖土緊密配合，隨挖隨撐。基坑沿縱向分段分層開挖，每層每段開挖長度不宜超過支撐的間距，第一層一般為7～8m，在第二層及以下土層一般為4m左右，每層開挖面標高以該層支撐的底面或設計基坑底標高為準，開挖完成及時安裝鋼支撐施加預應力。

為防止邊坡失穩，施工前先清除基坑邊堆土等荷載，同時在基坑四周做好防排水和管線保護措施。基坑開挖主要采用挖掘機進行，每一開挖區域分別配備長臂挖掘機和小型挖掘機。長臂挖掘機置于地面垂直開挖和裝運土方，小型挖掘機主要用于底部、邊角清理開挖和收集土方。基坑開挖分層進行，從上到下、按層次序進行開挖，嚴禁掏底開挖。土方開挖分三層進行，每層均挖至鋼支撐以下0.5m位置，坡度和臺階滿足挖掘機作業要求同時盡量縮短長度。開挖流程見圖1。

2.4鋼支撐施工

圍護樁外加鋼支撐構成基坑空間受力體系，來支撐基坑外巨大的土壓力和諸多外加荷載，達到安全施工的目的。因此圍護結構支撐的質量控制十分關鍵，支撐采用Φ400mm鋼管。鋼管支撐為軸心受力

結構，支撐直接撐在冠梁或鋼圍檁（俗稱“腰梁”），通過鋼圍檁直接承受排架樁傳遞的土體荷載或外力。以控制圍護樁向基坑內部位移變形。支撐一端設置應力調節裝置，主要通過千斤頂施加預應力來調節支撐長度，用于控制支撐軸力。鋼支撐和鋼圍檁均采用工廠制作，現場安裝時支撐必須直順無彎曲，接頭緊密牢固。圍檁與圍護樁墻必須密貼。若有間隙須用速凝細石混凝土填實：當有角撐時。圍檁或圍護樁墻的連接處除設專門的斜支座確保支撐軸心受力外，還應在圍檁與圍護樁墻間設置剪力傳遞的措施。安裝實景見圖2

鋼支撐安裝后立即按設計值在支撐一頭或二端施加第一次預應力，并檢查接頭擰緊螺栓。一般在第一次施加預應力后12h內監測預應力損失及圍護結構水平位移情況，并復加預應力至設計值。施加支撐預應力應注意以下事項。

（1）當晝夜溫差過大導致支撐預應力損失時，立即在當天低溫時復加預應力至設計值。

（2）當基坑變形的速率超過控制范圍，接近警戒值。而支撐軸力未達到自身的規定值時，可增大支撐軸力來控制變形。

（3）當圍護結構變形過大，采用被動區注漿控制圍護結構位移時，應在注漿后l～2h內對在注漿范圍的支撐復加預應力至設計值，以減少圍護結構外移所造成的應力損失。

（4）當支撐的軸力接近或超過設計值時，通過增設支撐來分解軸力，提高抗變形能力，阻止基坑變形進一步增大。鋼支撐拆除分層進行，當基坑內結構施做到鋼支撐處時，并且此時的結構混凝土達到設計強度75%時，便可拆卸鋼支撐。在鋼支撐拆卸前先施加預應力將預加力端的鋼楔卸去，放散支撐軸力，然后吊出鋼支撐，拆除鋼圍檁。

2.5施工監測

深基坑監測是信息化施工常用的一種方法，在確保深基坑開挖安全上起著十分重要的作用。監測的主要內容有支撐軸力、圍護樁位移和沉降變形、基坑周邊地表沉降、基坑周邊管線的位移沉降、基坑周邊構建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位變化等。在基坑開挖施工中，發現監控數據接近或超過警戒值時，應立即分析原因，準確地找出施工過程中存在的問題，及時調整施工步驟，采取相應的對策，便能有效控制基坑變形，確保基坑安全。

3.施工應注意的問題

（1）施工降水不宜過快，降水過程中應加強周邊建筑物、管線和地表沉降監測。土方開挖必須在水位監測指導下進行。

（2）施工過程中注意基坑周邊用水管理，加強管線滲漏情況觀測，切斷基坑周邊水源補給途徑。若放線坑壁有滲漏情況，應查清原因，切忌盲目注漿堵漏。

（3）在施工中應嚴格控制基坑周邊堆載，基坑周邊2m范圍內嚴禁堆載，基坑周邊1.4倍坑深范圍應控制堆載。

（4）土方開挖必須與支撐架設同步施工，按設計要求分層開挖，嚴禁超挖和掏底開挖。開挖段的長度必須根據基坑深度和坡度合理確定，不宜過長。當基坑挖至設計標高后，必須馬上澆筑墊層混凝土。進一步減少基坑變形值。底板混凝土必須在5～7d內完成，相應結構層施工及時跟上，以建立永久的受力平衡體系，從根本上控制住基坑變形。

（5）加強施工監測，掌握邊坡的穩定狀態、安全程度和支護效果，以便隨時調整設計參數及基坑施工方案，確保基坑安全可靠。

4.結 語

總之，由于受施工場地限制，該工程采用排樁支護具有較大優勢，排樁剛度大能有效保證基坑和周邊環境安全；排樁施工和土方開挖錯開進行，能縮短基坑暴露時間，有效保證施工工期；鋼支撐施工技術簡單易行，且可以重復使用。