建筑深基坑施工技術(shù)難點(diǎn)與措施分析

摘要：本文概述了建筑深基坑施工技術(shù)特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際工程案例分析了深基坑施工的技術(shù)難點(diǎn)和應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：建筑工程;深基坑;施工技術(shù);難點(diǎn);措施

隨著高層建筑和地下工程的大量興建，基坑工程也越來(lái)越多。目前，基坑開挖深度已超過(guò)幾十米，如北京國(guó)家大劇院基坑深度達(dá)到35m，上海地鐵四號(hào)線董家渡修復(fù)基坑深度達(dá)到41m。然而，迄今基坑工程從設(shè)計(jì)到施工尚沒有一套完全“定型”的方法，很多工程需根據(jù)實(shí)際情況做“個(gè)案”處理，這使得工程設(shè)計(jì)和施工處于相對(duì)不確定的狀態(tài)，工程前景增加了未知因素，導(dǎo)致一些工程發(fā)生了惡性事故;另外一些工程可能過(guò)分注重安全性，以致工程造價(jià)大大增加。因此，基坑工程的合理設(shè)計(jì)和施工是非常重要的，本文結(jié)合工程實(shí)例分析了深基坑施工的技術(shù)難點(diǎn)并討論了相應(yīng)的措施。

1"深基坑施工技術(shù)概述

基坑施工包括放坡開挖和支護(hù)開挖兩種方法，前者只在空曠地區(qū)或周圍環(huán)境允許放坡的條件下才可采用，而在城市建筑稠密地區(qū)一般不具備放坡開挖條件，所以只能采取支護(hù)開挖方法。按照施工順序，支護(hù)方案有順作法、逆作法、逆順結(jié)合三種方式。順作法就是傳統(tǒng)施工方法，按部就班地由上至下開挖、支撐，再由下至上施工基礎(chǔ)、地下結(jié)構(gòu)。逆作法是由上至下開挖的同時(shí)也在施工地下結(jié)構(gòu)（可代替順作法的臨時(shí)支撐），開挖結(jié)束時(shí)下部結(jié)構(gòu)也完成了，這對(duì)于高層建筑施工縮短工期和造價(jià)有很大幫助。下面概述深基坑施工技術(shù)特點(diǎn)。

1.1"支護(hù)技術(shù)

基坑支護(hù)屬臨時(shí)工程，但由于支護(hù)關(guān)系到基坑的安全穩(wěn)定、施工方案的經(jīng)濟(jì)合理和工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因此基坑支護(hù)方案的選擇十分關(guān)鍵。選擇施工方案時(shí)應(yīng)以安全可靠為第一位，工期或費(fèi)用為第二位[1]。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型有多種，《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ"120-2012）將其分為支擋式結(jié)構(gòu)、土釘墻、重力式水泥土墻和放坡四類。支擋式結(jié)構(gòu)是以擋土構(gòu)件或結(jié)合錨桿或支撐為主的支護(hù)結(jié)構(gòu)，可再細(xì)分為錨拉式結(jié)構(gòu)、支撐式結(jié)構(gòu)、懸臂式結(jié)構(gòu)、雙排樁等形式。土釘墻是由土釘群、噴射混凝土面板和原位土體組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括單一土釘墻、復(fù)合土釘墻兩小類。重力式水泥土墻是由水泥土樁搭接而成的重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)。上述支護(hù)結(jié)構(gòu)類型各有優(yōu)點(diǎn)和局限性，應(yīng)根據(jù)基坑特點(diǎn)、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、周邊環(huán)境條件、施工條件等因素，在充分分析、論證及優(yōu)化的基礎(chǔ)上，選擇最適宜的方案。

1.2"降水技術(shù)

在沿海地區(qū)分布著很厚的第四紀(jì)軟土層，含水量較高，地下水位埋藏較淺，其中潛水、承壓水以及飽和軟土中的孔隙水對(duì)基坑施工影響較大，為避免不良水文地質(zhì)現(xiàn)象（如流砂、管涌、突涌等）所造成的危害，提高基坑支護(hù)體系的穩(wěn)定性和強(qiáng)度保證，并方便施工開挖，故須采取降水措施。常用降水方法有集水明排降水、輕型井點(diǎn)降水、噴射井點(diǎn)降水、管井降水等。這些方法適用于不同地層條件和降水深度要求。

1.3"開挖技術(shù)

土方開挖是形成基坑的直接目的。在開挖過(guò)程中，周圍土體、圍護(hù)墻有向迎坑面?zhèn)纫萍暗孛娉两怠⒖拥茁∑鸬膬A向，從而可能導(dǎo)致臨近建筑物側(cè)移、沉降或傾斜，因此必須充分掌握各方面的條件和因素，作出合理的開挖方案。開挖分分段（塊）退挖、島式開挖、盆式開挖等方式。但無(wú)論采取哪種方式，都需要遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”原則及“時(shí)空效應(yīng)”原理。對(duì)大面積基坑，為了更好地控制變形，應(yīng)按照“分層、對(duì)稱、平衡、限時(shí)、分段”方法開挖。

1.4"支撐及拆除技術(shù)

維持深基坑穩(wěn)定的有兩大系統(tǒng)，其一為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其二就是支撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)通常由鋼、鋼筋混凝土構(gòu)件或兩者組合形式形成支撐基坑側(cè)壁的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)也被稱為內(nèi)支撐系統(tǒng)，與之相對(duì)的是拉錨系統(tǒng)。拉錨系統(tǒng)可以開敞施工空間，經(jīng)濟(jì)性也較好，但可能超越了用地紅線或進(jìn)入臨近建筑范圍內(nèi)，所以這種情況下只能選擇內(nèi)支撐系統(tǒng)。雖然鋼支撐自重輕，安裝拆卸都很方便，但對(duì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和安裝技術(shù)要求較高，而鋼筋混凝土支撐整體性與剛度較好，可是安裝、拆卸較繁瑣費(fèi)時(shí)。目前，鋼筋混凝土支撐的拆卸方法有爆破拆除、切割拆除、機(jī)械鑿除等，但都存在種種不足，硫磺膠泥-鋼筋混凝土支撐具有與鋼筋混凝土支撐同樣的剛度和強(qiáng)度，而利用硫磺膠泥的熱熔性又使拆卸變得十分簡(jiǎn)單，很有希望成為深基坑施工的一種新技術(shù)[2]。

1.5"監(jiān)測(cè)技術(shù)

基坑開挖過(guò)程中，基坑內(nèi)外土體受力狀態(tài)將發(fā)生改變，可能引起基坑失穩(wěn)或?qū)χ苓吔ㄖ斐刹焕绊懀鉀Q辦法除了完善支護(hù)、支撐體系以外，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)是最有效的控制方法。通過(guò)監(jiān)測(cè)可及早發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的位移或沉降，從而能夠提前采取措施，避免發(fā)生嚴(yán)重事故。JGJ"120-2012依支護(hù)結(jié)構(gòu)等級(jí)將監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分為應(yīng)測(cè)、宜測(cè)和選測(cè)三種，應(yīng)測(cè)項(xiàng)目也就是必測(cè)項(xiàng)目。基坑變形監(jiān)測(cè)值以設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，若無(wú)設(shè)計(jì)指標(biāo)可執(zhí)行《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB"50202-2002）中表7.1.7規(guī)定。然后可根據(jù)變形監(jiān)測(cè)值確定報(bào)警值。

2"深基坑施工技術(shù)難點(diǎn)及措施分析

2.1"工程概況

某B樓項(xiàng)目[3]，東面為高層住宅小區(qū)，南面為已竣工A樓，西面為街道，北面為老房子。總建筑面積約3.6萬(wàn)m2，其中地下3層，地上主樓部分33層，裙樓5層。基坑面積共3800m2，挖深14.55～15.06m。北面有大片2～3層舊房子，其中1幢磚混建筑貼近基坑，外墻距基坑邊線甚至不足3m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用鉆孔樁1050@1200，止水帷幕采用單排三軸攪拌樁850@600，坑內(nèi)設(shè)置3道鋼筋混凝土水平支撐。

2.2"施工技術(shù)難點(diǎn)分析

難點(diǎn)有三：一是已建A樓的止水帷幕攪拌樁（樁長(zhǎng)12m）進(jìn)入B樓范圍，出現(xiàn)新舊圍護(hù)“咬口”現(xiàn)象，如果采用傳統(tǒng)圍護(hù)形式，很難實(shí)現(xiàn)B樓15m深基坑既檔土又止水的目的;二是北面舊房子需要保護(hù)，該磚混結(jié)構(gòu)建筑剛度較差，且已部分損壞，基坑開挖及支撐拆除將對(duì)該建筑造成影響;三是施工場(chǎng)地狹小，工期緊，施工組織難度高，因?yàn)榈靥庺[市區(qū)，受北側(cè)“危樓”影響需要盡快開挖并澆筑底板混凝土，但只有西面一個(gè)出口。

2.3"應(yīng)對(duì)措施

由于A樓止水帷幕難以為B樓所用，且兩樓之間滿布原A樓止水帷幕攪拌樁，所以采取的措施為在舊攪拌樁上跳樁位鉆孔850@800，深度穿透舊樁長(zhǎng)（12m），然后更換旋噴樁機(jī)，施工1100@800旋噴樁，其樁長(zhǎng)為28m。成樁后立即插入H700型鋼（長(zhǎng)度25m），以此作為B樓南側(cè)止水帷幕。

針對(duì)北側(cè)“危樓”，先在其根部澆筑一根800×500鋼筋混凝土地梁，并在梁表面預(yù)埋鋼板。然后開挖基坑第1皮土方，施工第1道鋼筋混凝土支撐及第2道地梁，并預(yù)埋鋼板。接著在2道地梁上焊接鋼構(gòu)架，并在“危樓”縱橫方向外面設(shè)置槽鋼龍骨，龍骨與墻面之間以微膨脹砂漿填實(shí)。鋼構(gòu)架上焊接斜撐、水平撐。完成這些以后，繼續(xù)土方開挖、地基加固、施工土釘墻等。為避免支撐拆除時(shí)引起圍護(hù)位移變形，并保證施工進(jìn)度，第2～3道支撐采用“微差延時(shí)”爆破技術(shù)拆除，避免了危及“危樓”安全。

針對(duì)場(chǎng)地狹小，出入不便的問題，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)了18m寬十字棧橋，車輛可以在棧橋上雙向通行，解決了土方和材料運(yùn)輸問題。開挖施工充分利用“時(shí)空效應(yīng)”原理，先從對(duì)角兩端開挖，形成4個(gè)角撐系統(tǒng)，減少基坑單跨長(zhǎng)度。再分別從南北兩側(cè)或東西兩側(cè)同步對(duì)稱開挖、支撐，形成對(duì)撐、中間撐，完善了整體支撐架構(gòu)，有利于后面開挖。

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，盡管發(fā)生了一定的沉降，如西面街道管線最大沉降量達(dá)到48.5mm，北側(cè)“危樓”最大沉降變形達(dá)到20mm，但隨著底板澆筑完畢變形趨緩，并未對(duì)周邊建筑造成較明顯危害和不利影響。

3"結(jié)語(yǔ)

深基坑施工往往面臨著較多的困難，受到施工場(chǎng)地、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境以及工期、費(fèi)用等諸多因素的影響，如何選擇合理的施工方案，是擺在施工人員面前的一個(gè)重要課題。但只要在施工前期認(rèn)真研究和分析技術(shù)難點(diǎn)，并采取有針對(duì)性的技術(shù)措施，就能夠克服深基坑施工所面臨的各種困難，并為工程順利施工打下良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]林國(guó)浮.建筑深基坑支護(hù)方案選擇施工技術(shù)概述[J].西部探礦工程，2014，（4）：17-18，20.

[2]王祺國(guó).一種拆除簡(jiǎn)便的深基坑支撐施工技術(shù)[J].建筑施工，2013，35（10）：886-888.

[3]陶雄，馮彬.緊貼危樓的深基坑施工與環(huán)境保護(hù)措施[J].建筑施工，2008，30（9）：770-772.