建筑工程深基坑開挖支護方案選擇探析

徐 懿

(貴州建設職業技術學院，貴州 貴陽 550028)

?

建筑工程深基坑開挖支護方案選擇探析

徐 懿

(貴州建設職業技術學院，貴州 貴陽 550028)

結合某建設項目深基坑土石方及邊坡支護工程，對建筑工程深基坑開挖支護結構方案的選擇和施工管理進行分析和研究，并對深基坑開挖支護方案提出建議，以供設計和施工參考。

建筑工程，深基坑，支護方案，建議

1 工程實例

1.1 工程概況

某工程位于某市南明區瑞金南路與箭道街交叉路口處，位于某市最繁華的遵義路與瑞金南路交叉口，場地周邊環境情況為：北側為該市的地標性建筑——民族大酒店，地下室底板標高1 052.00m，邊坡距地下室邊軸線最近距離為6.5m，該建筑物基礎為樁基；東側為箭道街，邊坡距道路邊約為7m，人行道寬為4m，標高為1 057.50m，人行道下埋排水溝、煤氣管、水管線及通訊纜等重要管線(網)，埋深1.5m～2.0m；南側為瑞金南路，邊坡距道路邊約為10m，人行道寬為4m，標高為1 056.50m，人行道下埋排水溝、煤氣管、水管線及通訊纜等重要管線(網)，埋深1.5m～2.0m；西側為兩層辦公用房，其基礎埋深約為2m，靠邊坡側有一排污大溝，大溝底標高在1 052.00m～1 053.00m間，邊坡距大溝約3.50m。場地標高1 055.20m～1 057.50m左右，地形較平坦。

工程基坑開挖深度分別是:多功能廳、游泳池-7.00m；機械停車庫-14.00m，在進行基坑開挖后，將形成7.00m～14.00m高的基坑邊坡。基坑開挖面積約3 000m2，開挖土方量約24 000m3。基坑邊坡工程為臨時性邊坡，基坑側壁安全等級均為二級，設計使用年限為2年。

1.2 工程地質條件

1.2.1 地形地貌

工程場地為舊建筑拆除地，平緩地形，總體地勢東南高西北低，地面高程在1 055.20m～1 057.50m之間，相對高差2.30m。

1.2.2 巖土構成

場地巖土構成自上而下依次為第四系人工雜填土、殘積紅粘土，下伏基巖為三疊系中統關嶺組薄～中厚層狀白云巖。雜填土呈雜色，成分為粘土混建筑垃圾、煤渣及碎石組成，任意拋填，成分復雜，均勻性差，結構松散；紅粘土呈褐黃色，可塑，裂隙較發育。白云巖呈灰、白色，巖體破碎。

1.2.3 氣象、水文條件

該市年平均氣溫15.30 ℃，雨季集中夏秋季節。擬建場地地下水類型主要為上層滯水和基巖裂隙水，北側南明河水位標高1 048.90m，受周邊生活用水及大氣降水影響，導致地下水位標高約為1 051.00m，對邊坡施工影響較大，但對混凝土、鋼筋混凝土結構中鋼筋無腐蝕性破壞作用。

1.3 工程施工特點

1)施工場地狹窄：由于工程兩面緊鄰城市街道，另外兩面緊鄰民族文化宮、兩層建筑，以上有兩面在施工中幾乎不能用作施工場地。所有施工材料及加工棚只能布置在瑞金南路一面，另一面(兩層建筑處)布置洗車槽及車輛沖洗平臺。

2)基坑開挖較深：根據施工現場地質情況，基坑開挖最深處有14m，根據地質勘查情況得出自然地貌以下至4m處為土層，4m以下均為巖石。

3)樁基施工困難：由于本工程工期較緊張，樁基施工需采用機械鉆孔施工，孔徑1.2m，由于受場面狹窄等因素限制，機械到位比較困難，下覆基巖地質條件復雜，地下水活動復雜，樁基成孔比較困難。

4)錨索施工困難：本工程錨索深度不深，多在10m～20m之間，但由于基坑四周建筑物較多，且距離較近，四周地質條件復雜等因素，錨索成孔十分困難。

2 開挖支護結構設計方案選擇

結合本工程特點，開挖支護結構設計方案選擇如下：

1)設計方案選擇。基坑邊坡采取垂直邊坡，無放坡。邊坡支護采用抗滑樁+錨索、冠梁、腰梁+中間掛網噴漿的組合形式。

2)設計工程量。根據本工程的設計方案，設計工程量如表1所示。

表1 主要工程數量表

3 施工方案選擇

3.1 開挖方案

結合設計施工圖和相關規范要求，采取自上而下、分段跳挖、及時支護的逆作法施工。具體是在離邊坡4m范圍內采用分層逆作法和分段跳槽法進行施工。開挖高度控制：每層開挖到腰梁下500mm，以便該層的錨索及腰梁施工。該層邊坡支護完畢后再進行下一層開挖，并按每10m～20m長作為一個施工段，跳槽開挖。

基坑土石開挖采用2臺CAT360挖掘機開挖裝車，10臺～15臺20t車輛運輸；基坑石方開挖采用2臺CAT320挖掘機破碎錘破碎，再裝車運走。

3.2 孔樁施工

因地下水位較高，抗滑樁進入巖石較深，受周邊建筑物及道路影響，結合政府相關文件精神，抗滑樁采用機械成孔(跳孔成孔)。施工重點在兩方面：機械鉆孔、孔樁混凝土澆筑。

孔樁鉆孔前進行場地平整、測量放線、對點、安裝鉆機，要求鉆桿與孔樁點垂直。在鉆孔過程中要注意塌孔，要求入土段加放鋼管護筒，待樁孔按設計要求完成后，進行孔樁檢查驗收，下放孔樁鋼筋籠(吊車配合)，再澆混凝土。

孔樁混凝土澆筑采用水下澆筑法。混凝土澆筑前，用吊車配合下放混凝土套管至孔底以上500mm，通過混凝土套管澆筑混凝土。在混凝土的澆筑過程中，吊車配合提升套管，每次提升要求混凝土套管埋入下層混凝土500mm以上，直到整根樁澆筑完成。

3.3 冠梁及腰梁混凝土施工

鋼筋加工制作：鋼筋制作加工在鋼筋棚進行。鋼筋安裝：一級鋼采用搭接，三級鋼采用搭接單面焊。模板施工：采用鋼模板拼裝。混凝土采用商品混凝土。混凝土澆筑：澆筑前，澆水潤濕模板，模內雜物等必須清理干凈。澆筑混凝土時應分層分段連續進行。采用插入式振搗器搗實。

3.4 錨索施工

錨索施工工藝程序：抗滑樁施工完成，便將基坑分層分段開挖至錨索設計標高后進行錨索的施工支護段土石方開挖，須搭設2.0m寬雙排鋼管腳手架，便于錨索成孔，腰梁施工及掛網噴漿。

錨孔位置確定：根據設計要求確定錨孔位置、傾角。

鉆孔：按照設計傾角，鉆機動力頭中心線、支護樁中心在同一軸線上進行鉆孔(若遇溶洞須提請設計、建設及監理單位確定處理方法，錨索錨固段鉆孔須進入中風化巖石不小于6.0m)。

清孔：孔底沉渣厚度小于50mm，沉渣段孔深1.00m。

錨索制安：嚴格按照設計圖制作安裝，非錨固段應用塑料薄膜包裹或膠管套牢。

灌注水泥砂漿：灌漿管連同錨索一起下入，管口距錨尖10cm～15cm。注漿采用砂漿泵進行，注漿壓力1MPa，注漿中當孔內有水返出或注漿壓力降至1MPa時，逐步拉出導漿管，注意導漿管底端口不能超出砂漿面。當孔口溢出砂漿后方可拉出全部導漿管，封住孔口。

張拉、鎖定：待錨墩強度達到設計強度方可進行張拉。張拉按三次五級順序進行，每次以142.5kN分級加載進行張拉，先張拉至142.5kN將錨索順直；其后，每次張拉兩級，每兩級張拉時間間隔30min，兩次張拉時間間隔5d，一、二級采用單束張拉(張拉拉力分別為178.13kN，356.25kN)，三、四級張拉采用整束張拉(張拉拉力分別為534.38kN，783.80kN)，最后一級張拉按設計應力的783.80kN超張拉，張拉試驗合格后卸荷至設計鎖定值鎖定錨索，錨索張拉鎖定值為712.50kN。

3.5 掛網噴射混凝土

噴射作業分段進行，同一分段內噴射順序自下而上，一次噴射厚度5cm。噴射采用濕噴工藝，噴射混凝土終凝2h后，應噴水養護，養護時間為3h～6h。

泄水孔施工采用預埋安裝PVC花管，100型鉆機而成。

4 建議及對策

某建設項目土石方及邊坡支護工程于2014年10月28日順利施工完成，工程質量合格，由于適逢雨季施工，工期較合同工期5個月延遲3個月，共計8個月。由于開挖支護方案選擇合理，施工質量得到有效控制，工程施工完成后，基坑周圍建(構)筑物沉降變形均在規范容許范圍內，基坑防護安全等級達到設計要求。

結合本工程開挖支護方案選擇及施工管理，對建筑工程的深基坑施工有如下幾點建議：

1)基坑開挖應分層分段進行。

深基坑分層分段開挖在保證每層開挖邊坡能得到邊開挖邊支護的同時，也有利于施工組織和管理，盡可能避免了邊坡的長時間暴露和邊坡因此變形卸荷。

2)選擇安全、合理的設計方案和施工方案。

基坑開挖支護成功與否，除了需要有安全、合理的設計方案外，對施工單位和施工方案的選擇更至關重要，好的施工單位及其所提出的有效的施工方案是保證設計方案、設計意圖能成功實現的關鍵。

3)加強基坑開挖和支護過程中的施工監測。

深基坑施工之所以出現事故的可能性越來越大，一則是因為深基坑施工所面臨的復雜地質環境和地下水等客觀原因；二則是因為深基坑施工過程中，是否及時了解到邊坡和支護結構形成過程中的運行狀態是否正常可控。如已知其運行狀態異常，則及時采取補救措施，甚至有效組織撤離、撤除，避免出現更大損失，這就需要對基坑的施工過程進行實時監測。

4)基坑施工過程中的安全管理必須強化。

合理有效的組織管理是實現工程目標的有力保證，而健全的安全責任制和完善的安全管理制度無疑是實現工程安全目標的基礎；只要在施工中落實了安全責任制、安全制度和應急預案，并在日常工程中加強監督檢查，必能保證基坑施工安全。

5)積極研究探索新的支護結構，提高支護結構的可靠性和經濟性。

尤其是在設計方面，可從支護結構的受力來研究結構形式的改變，尤其是從傳統單一方案向復合、聯合受力方案的探索。

[1]JGJ120—2012,建筑基坑支護技術規程.

[2]劉立波.高層建筑深基坑支護的施工與管控.中國科技縱橫，2011(2)：40-41.

[3]盧梅珠.高層建筑深基坑支護施工控制.中國新技術新產品，2010(5):32-35.

[4]歐陽劍清.高層建筑深基坑支護施工技術探討.中國新技術新產品，2012(2):1-2.

Analysisonsupportschemeselectionfordeepfoundationpitexcavationinbuildingengineering

XuYi

(Guizhou Construction Career Technical College, Guiyang 550028, China)

Combiningwithdeepfoundationpitearthworkandslopesupportschemeofaconstructionproject,thispaperanalyzedandresearchedthesupportschemeselectionandconstructionmanagementfordeepfoundationpitexcavationinbuildingengineering,andputforwardsuggestionsfordeepfoundationpitexcavationsupportscheme,inordertoprovidereferencefordesignandconstruction.

buildingengineering,deepfoundationpit,supportscheme,suggestion

1009-6825(2015)21-0043-02

2015-05-18

徐 懿(1974- )，男，高級工程師

TU

A