建筑工程中的基坑支護施工技術(shù)探討

周濤（貴州建工集團第五建筑工程有限責(zé)任公司　貴州貴陽　550001）

建筑工程中的基坑支護施工技術(shù)探討

周濤
（貴州建工集團第五建筑工程有限責(zé)任公司貴州貴陽550001）

建筑工程中涉及地下施工的工程不斷增多，因而對于基坑支護施工的要求也越來越嚴(yán)格。基坑支護的質(zhì)量，直接關(guān)系到建筑基坑施工的安全性和可靠性，更影響到施工的質(zhì)量。在建筑工程的基坑支護中，應(yīng)該優(yōu)先考慮安全性，結(jié)合施工的實際情況合理選擇支護的關(guān)鍵技術(shù)，提高基坑支護的施工質(zhì)量。

建筑工程；基坑支護施工技術(shù)；工程實例

引言

深基坑支護技術(shù)是最近幾年被人們廣泛重視的一項建筑施工技術(shù)，在我國城市的發(fā)展過程中，高層的建筑不斷涌現(xiàn)，深基坑支護技術(shù)具有更為廣闊的發(fā)展空間。在深基坑支護施工中，一定要按照相應(yīng)的施工要點展開施工，以更好地保證施工質(zhì)量。

1　建筑工程基坑支護概述

在我國，建筑工程的基坑支護工作已經(jīng)基本形成了一個系統(tǒng)的體系。基坑支護目前主要有三種類型，即擋土系統(tǒng)、擋水系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)。擋土系統(tǒng)主要作用是對抗施工環(huán)境外部的土層的壓力，防止土層的坍塌和滑坡現(xiàn)象；擋水系統(tǒng)的主要作用是防止水分滲入地下施工結(jié)構(gòu)，造成施工的阻礙和安全隱患；支撐系統(tǒng)的主要作用是支撐圍護的整體結(jié)構(gòu)，避免圍護結(jié)構(gòu)由于一些不特定的因素發(fā)生位移。我國目前采用的建筑工程基坑支護技術(shù)中，最常用的是土釘墻支撐技術(shù)，這種技術(shù)的優(yōu)點是可以獨立使用也可以與其他支護技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，使用方法較為靈活，可以適應(yīng)多種支護條件和要求（本文重點介紹）。另外其他常見的支護技術(shù)還有護坡樁施工技術(shù)、土層錨桿施工技術(shù)等。

2　建筑工程深基坑支護施工技術(shù)

2.1護坡樁施工技術(shù)

常用的護坡樁包括鉆孔灌注樁、挖孔樁、沉管灌注樁、沖孔樁等，由于護坡樁主要是承受彎矩，為保證具有足夠的受彎能力，樁徑一般在600mm以上。鋼筋混凝土樁常采用鉆孔灌注樁，人工挖孔灌注樁，沉管灌柱樁及預(yù)制樁.懸臂式支護結(jié)構(gòu)依靠足夠的入土深度和支護墻體的抗彎能力來維護整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)的安全，它對開挖深度很敏感，容易產(chǎn)生奇較大的變形，而對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響，因而適用于土質(zhì)較好，開挖深度較淺的基坑工程。實際工程中常采用的樁墻結(jié)構(gòu)形式主要有：排樁-錨桿結(jié)構(gòu)、排樁-內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻-錨桿結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻-內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)等。通常采用的腰梁由兩根槽鋼或工字鋼，用鋼板焊接或格構(gòu)鋼梁，也可以用鋼筋混凝土腰梁。腰梁應(yīng)和樁或地下連續(xù)墻連接牢固，以傳遞剪力。腰梁尺寸按受彎構(gòu)件進行設(shè)計。錨桿錨固在穩(wěn)定土層以獲得足夠的軸向抗拔力。錨桿主要包括成束的受拉鋼絞線或鋼筋、注漿水泥固結(jié)體和連接腰梁的錨頭三個基本部分。鋼絞線用專門的錨具連接，鋼筋用對焊在鋼筋端部的螺扣連接。樁墻-錨桿支護技術(shù)適用范圍很廣，在大部分場地和地質(zhì)條件下都能采用，尤其基坑深度大、對水平變形的限制要求高、基坑周邊場地狹窄的情況最能體現(xiàn)其優(yōu)越性。

2.2土釘墻施工技術(shù)

土釘墻支護技術(shù)是一種原位土體加固技術(shù)，是在分層分段挖土和施工的條件下，由原位土體、在基坑側(cè)面土中斜向設(shè)置的土釘與噴射混凝土面層三者組成共同工作的土釘墻，其受力特點是通過斜向土釘對基坑邊坡土體的加固，增加邊坡的抗滑力和抗滑力矩，達到穩(wěn)定基坑邊坡的作用，土釘?shù)氖┕ひ话悴捎勉@孔中內(nèi)置鋼筋后，然后向孔中注漿，坡面用配有鋼筋網(wǎng)的噴射混凝土形成的土釘墻；也有采用打入式鋼管再向鋼管內(nèi)注漿的土釘；也有采用土釘和預(yù)應(yīng)力錨桿等結(jié)合的復(fù)合土釘墻結(jié)構(gòu)。利用水泥土樁組合式土釘墻支護技術(shù)，形成封閉周邊地下水的截水帷幕，使該項技術(shù)能夠應(yīng)用在不降水的條件下，進行土釘墻的施工。

土釘墻即為原位土體加筋技術(shù)，其具體施工過程如下所示：

土釘主要分為鉆孔注漿土釘與打入土釘兩類。鉆孔注漿土釘為最常用的土釘類型，施工簡單快速，先在土中鉆孔，一般鉆孔直徑φ100～120mm，采用φ16～32mm的Ⅱ、Ⅲ級鋼筋置入孔內(nèi)，為使土釘鋼筋處于孔的中心位置，有足夠的漿體保護層，需沿釘長每隔2～3m設(shè)對中支架。然后采用強度等級不低于M10水泥漿或水泥砂漿沿全長注漿。水泥漿水灰比一般為0.5左右，水泥砂漿配合比一般1：1～1：2，水灰比為0.38～0.45。注漿方式常用常壓注漿。

土釘長度一般為開挖深度的0.5～1.2倍，間距為1～2m，與水平夾角一般為5～20°。面墻一般由φ6～10mm、間距150～300mm的鋼筋網(wǎng)，強度等級不低于C20、面層厚度一般為80～150mm的噴射混凝土形成。噴射過程中，垂直噴頭和受噴面，距離保持于0.6～1.0m間；噴射混凝土終凝2h后，灑水養(yǎng)護3～7d。

2.3土層錨桿施工技術(shù)

土層錨桿施工，即為利用錨桿鉆機至設(shè)計位置后，注入水泥漿護壁，然后穿入鋼絞線，最后進行多次補漿，直至升到安全位置后鎖定。其具體施工流程如下所示：

（1）施工人員必須根據(jù)測量標(biāo)準(zhǔn)，制定錨桿的位置；錨桿機到規(guī)定位置后，做好錨桿高、鉆桿傾角以及水平位置的核對工作，確定合格后方可進行鉆進施工。

（2）在鉆孔途中，一旦遇到突發(fā)情況，例如：遭遇障礙物等，必須立刻停鉆，問題解決后再繼續(xù)鉆進。鉆至規(guī)定位置后，空鉆出土，將鉆桿取出；檢查錨索，做好隱蔽工程的檢查記錄后方可錨索。

3　基坑施工技術(shù)控制要點

3.1基坑支護監(jiān)測

安全性是深基坑支護工程的最基本也是最核心的要素。施工前，應(yīng)由建設(shè)單位委托具備相應(yīng)資質(zhì)的第三方對基坑（邊坡）工程實施現(xiàn)場監(jiān)測，項目部緊密配合，在基坑回填前不得中斷監(jiān)測工作，同時采取信息化施工。監(jiān)測方案應(yīng)包括監(jiān)測目的、監(jiān)測項目、測點布置、監(jiān)測方法及觀測精度、監(jiān)測頻度、監(jiān)控報警值、監(jiān)測數(shù)據(jù)的記錄制度和數(shù)據(jù)處理方法、工序管理及信息反饋制度等。

在深基坑支護施工過程中，要切實做好安全監(jiān)測工作。通過建立全面的監(jiān)測體系，施工隊伍能夠充分掌握支護施工全過程的發(fā)展變化，及時調(diào)整施工步驟。結(jié)構(gòu)的完整性、強度、變形及位移情況等是監(jiān)測工作的重點，通常情況下，從基坑開發(fā)之日起，定期對施工現(xiàn)場及周邊相鄰建筑物（構(gòu)筑物）進行全面監(jiān)測，監(jiān)測周期一般為2～3d。如果發(fā)現(xiàn)問題，要立即予以解決，同時提高監(jiān)測頻率，需要的情況下要監(jiān)測頻率調(diào)整為每天一次，以保證基坑施工始終處于控制之中。根據(jù)設(shè)計圖紙的要求及基坑側(cè)壁的保護等級確定地面最大沉降量和基坑支護水平位移最大位移量。當(dāng)?shù)孛孀畲蟪两盗亢突又ёo水平位移達到上述報警值時，應(yīng)立即停工，撤離所有作業(yè)人員到安全區(qū)域。同時啟動應(yīng)急預(yù)案，報告項目經(jīng)理和工程技術(shù)負(fù)責(zé)人，并上報企業(yè)職能部門，經(jīng)相關(guān)部門會商處理后方可繼續(xù)施工。

3.2深基坑周圍的防水與止水處理

如果建筑工程在水下施工，極易出現(xiàn)管涌和流沙，甚至發(fā)生坑壁土體坍塌的現(xiàn)象。為了確保施工安全，通常應(yīng)避免在水下進行操作。一旦發(fā)現(xiàn)地下水位高出基坑表面，立刻采取基坑頂面和坑底的降排水措施?；咏邓ぷ鞯膽?yīng)用能保證坑底干燥，改善施工環(huán)境，增強坑底穩(wěn)定性以此提升基坑當(dāng)中土體的物理學(xué)性能指標(biāo)，提高土體的固結(jié)程度和地基的抗剪程度。

3.3加固便道

加固便道主要作用于開挖機械的應(yīng)用。為了方便機械通行，開挖便道顯得尤為重要。因為開挖工程的施工需要用到很多大重型機械設(shè)備，加固便道有利于設(shè)備通行，防治塌方現(xiàn)象的發(fā)生。所以，為了進一步增強工程的安全系數(shù)，加固便道工作和采取降水操作同樣重要。

4　工程實例

本工程總用地面積約為4.5萬m2，地下室占地面積3.3萬m2，東西長40～120m，南北長530m，挖土深度為兩層地下室位置為10.8m，三層地下室位置為14.75m，局部電梯井及集水井位置可能達到17.6m。地下1層主要在東側(cè)坡度位置，地下室2層主要集中在3層主樓及東側(cè)內(nèi)支撐區(qū)域。根據(jù)詳細(xì)勘察結(jié)果，場地自上而下分布巖土類型為：雜填土、紅粘土及白云巖等組成，雜填土（Qml松散至稍密狀，遍布場地地表，層厚0.5～7.7m；紅粘土（Qel+dl）普遍層厚3～13m，以硬至可塑狀為主，局部溶溝槽、洞隙部位分布少量軟塑；基巖（T1a）為三疊系下統(tǒng)安順組中風(fēng)化白云巖，黃灰至淺灰色，中夾薄層，細(xì)晶，鉆探巖芯呈柱狀、短柱狀，少數(shù)塊狀，含方解石脈線，見溶蝕晶孔、微裂隙。該層為較硬巖，邊坡巖體完整程度為較完整，邊坡巖體類型為Ⅲ類。整個工程土方的出土量達到約35萬m3。結(jié)合場地地形、地貌及排泄條件，場地地下水類型為上層滯水和基巖節(jié)理裂隙水復(fù)合型潛水。

4.1深基坑施工工藝

本施工圖紙工程中的基坑圍護需采用交叉施工法，根據(jù)圍護方案及現(xiàn)場踏勘，認(rèn)為施工情況比較復(fù)雜，坡西側(cè)和西北側(cè)是居民住宅樓和教學(xué)樓，建筑物邊線最近距離邊坡頂10m，據(jù)調(diào)查皆為孔樁基礎(chǔ)，該側(cè)沿西北向有一市政排水大溝需改向橫穿基坑排入小車河，東北面主要提供現(xiàn)場施工作業(yè)和現(xiàn)場堆放材料的主要聚集點。東南和南側(cè)為施工便道，寬10m左右，是土方運輸?shù)闹饕ǖ馈Ｐ枰獛追N支護技術(shù)交叉施工，并且要與土方單位密切配合，要與檢測單位共同維護基坑的安全。本工程基坑圍護主要工藝有：北側(cè)、西北側(cè)與建筑物和構(gòu)筑物相鄰一側(cè)為垂直開挖，采用抗滑樁+錨索+格構(gòu)梁支撐體系，南側(cè)和東南側(cè)具有一定放坡條件按1：1.5/1：0.2開挖，采用土釘墻噴錨支護體系。

圖1　

在西側(cè)和西北側(cè)先進行抗滑樁的施工，采用機械成孔，待填芯混凝土強度達到設(shè)計要求后開挖樁間土石方，依次按樁間“掛網(wǎng)噴射混凝土”施工，鉆錨孔，錨桿（索）制作安裝，錨孔灌漿，格構(gòu)冠梁（腰梁）梁施工，混凝土養(yǎng)護，到預(yù)應(yīng)力錨索張拉、鎖定。再分層分段開挖土石方，從上到下依次進行；南側(cè)和東南側(cè)采用土釘錨噴支護，根據(jù)土石方工程特點，采用從中間向南側(cè)邊坡分層分段均衡開挖，根據(jù)“豎向分層、縱向分段”的施工原則。分層開挖厚度為3m，縱向分段長度15m，開挖面形成后及時進行基坑支護結(jié)構(gòu)的施工。

在基坑四周邊2m范圍內(nèi)的地面噴射混凝土，并在邊坡頂部和底部設(shè)置排水溝，坑底設(shè)置集水坑，確?；硬皇艿乇恚ㄏ拢┧峙荨Ｔ谥ёo結(jié)構(gòu)上設(shè)置泄水孔，樁板擋墻中面板上泄水孔安裝3.0m×3.0m呈梅花形布置，孔徑110mm，PVC100管，外傾5%。有裂隙處宜優(yōu)先布置，孔后側(cè)設(shè)置雙層透水土工布包裹直徑D= 500mm的級配碎石的倒濾包，對中安設(shè)。

4.2基坑變形監(jiān)測

為保證深基坑工程施工中的安全，本工程對基坑的變形實時監(jiān)測。

基坑周邊地面的位移觀測采用準(zhǔn)直線法，利用儀器監(jiān)測與巡視檢查相結(jié)合的方法。本工程監(jiān)測項目包括：基坑坡頂水平位移觀測，共8個點；基坑支護結(jié)構(gòu)、周邊建筑及道路沉降觀測，共12個點，基坑開挖期間每2～3d觀測一次，雨天加密至1天1次。當(dāng)發(fā)現(xiàn)測點位移沉降值加速時加密至1天數(shù)次。開挖完畢每5～10d觀測一次，如位移趨于穩(wěn)定，則15d觀測一次。當(dāng)坡頂、地面出現(xiàn)裂縫、或坡頂位移大于2cm且變形不穩(wěn)定或超過規(guī)范要求時，及時通知業(yè)主、監(jiān)理和設(shè)計單位協(xié)商解決。觀測終止時間為基坑開始回填一半以后。觀測要求按國家有關(guān)測量規(guī)范，同時應(yīng)委托專業(yè)單位對基坑支護系統(tǒng)進行監(jiān)測，并完善資料整理及監(jiān)測成果報告。

該工程采用兩種支護結(jié)構(gòu)交叉作業(yè)，認(rèn)真編制了安全專項施工方案并組織專家論證，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和有關(guān)規(guī)范及專項安全施工方案有序施工，合理組織施工機械作業(yè)，加強技術(shù)交底和過程驗收，全面分析危險源和采取預(yù)控措施，密切配合監(jiān)測人員做好邊坡護坡的監(jiān)測工作，做到信息化施工，在120d順利完成了施工任務(wù)。

從現(xiàn)在的深基坑施工情況來看，該支護的整體運行情況良好，多種支護方式的結(jié)合的方案切實可行。

5　結(jié)語

綜上所述，在高層建筑施工中，深基坑支護施工對整個工程的安全性和穩(wěn)定性有著十分重要的意義。所以在施工的過程中一定要根據(jù)工程的實際情況，采用合理的施工技術(shù)，同時做好施工質(zhì)量的監(jiān)管工作，這樣才能實現(xiàn)深基坑支護的實際作用。

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[2]王利平.論述建筑工程中基坑開挖與支護施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2011（22）：29～30.

[3]代聰峰.試論土建基礎(chǔ)施工中的深基坑支護施工技術(shù)[J].城鄉(xiāng)建設(shè)，2013（4）：42～43.

[4]王宗鳴.某深基坑工程中的復(fù)合土釘墻支護施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（4）：27～28.

TU753

A

1673-0038（2015）06-0063-03

2015-1-26

周濤（1966-），男，漢族，副高，本科，主要從事建筑施工技術(shù)管理方面的工作。