基坑支護方案優化設計及施工技術應用

連三杰

北京城建九建設工程有限公司，北京 100039

摘 要 隨著經濟社會的快速發展，我國城市基礎建設規模逐步擴大，高層建筑、地下建筑等工程越來越多。為節約地上空間，節省土地，必須對地下空間基坑工程充分利用，使得基坑工程施工問題在技術和經濟上對整個建筑施工具有至關重要的作用。基坑支護技術是基坑施工的輔助工程，其施工技術水平的高低將直接影響到工程建設整體質量。為此，本文結合具體工程案例，對基坑支護工程施工方案設計及施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞 基坑支護；工程案例；施工工藝

中圖分類號 U2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）13-0086-03

1 工程案例分析

本建筑工程為體育中心二期平臺工程，位于內蒙古赤峰市體育中心體育館和體育場中間，地上1層，地下1層為地下車庫，30 000m2總建筑面積，屬于框架結構，擬采用獨立柱基。與結構外墻相距4.5m位置有獨立結構柱兩個，住基礎尺寸為7.2m×7.2m，4.2m為埋設深度，18 000kN為基礎底平均壓力。按照施工現場地質勘察情況分析，本施工區域地質條件一般，無較大巖性變化。按照由上到下的順序地層土質情況如表1所示。

2 基坑支護方案優化設計

本工程±0.00=508.800m，基礎底板標高分別為-4.200m與-12.100m，相應的基坑開挖深度為4.20m與12.10m。由于距離基坑邊坡存在結構柱基礎，本基坑側壁安全等級按一級考慮。

該工程±0.00=508.800m，基礎底板標高為-4.200m，則相應基坑開挖深度為4.20m；基礎底板標高為-12.100m，相應基坑開挖深度為12.10m。因結構柱基礎存于基坑邊坡周圍，可以一級標準作為本工程基坑側壁安全等級。根據施工現場實際情況，基坑四周可選取樁錨支護法進行施工，基坑東西側樁錨支護參數一致，都選取護坡樁φ1000@1500，15m為其樁長，混凝土強度等級為C30，50mm為鋼筋籠主筋保護層厚度。同時進行2排錨桿安設，1.5m為水平間距，17m為錨桿長度，150mm為其直徑。

選取樁錨支護用于基坑南北側施工，選取φ800@1500護坡樁，13m為其樁長，C25為混凝土強度等級。要求進行1排錨桿安設，1.5m為水平間距，14m為錨桿長度，150mm為錨桿直徑。具體排樁支護如圖1所示。

根據工程所需，應預留施工肥槽100mm。同時，因水平剪力較大，基坑邊坡頂外結構柱基將受到極大影響，為確保結構柱基具有良好穩定性，需充分連接基坑南側冠梁和結構柱基，形成一個良好整體。

將人工挖孔樁成孔工藝用于護坡樁施工，且做好護壁作業。具體參數為：100mm為護壁厚度、C25為護壁混凝土強度，樁內徑控制在1 000mm以內，外徑則控制在1 400mm以下。相隔1m設置一節護壁，并將鋼筋網片設置到護壁內側。根據施工工程量具體情況，需14根直徑1 000mm樁，C30混凝土工程量為186.9m3。需22根直徑800mm樁，C25混凝土工程量為1 743.8m3。

3 基坑支護施工準備

3.1 施工機械準備

施工中所需的機械設備主要有全站儀、吊車等，在充分了解工程實際情況的基礎上確定所需設備的規格和數量，確保所選擇的設備能夠滿足工程施工的要求，并由專門的操作人員檢驗設備的使用性能和各項參數。提前儲備易損零件，防止在施工中出現機械故障。根據本工程實際情況，擬投入機械設備如表2所示。

3.2 技術準備

施工前期，應組織施工技術人員對施工圖紙及設計資料等進行全面了解，準確掌握設計意圖。且按照施工現場地質情況，做好勘察工作，合理確定施工范圍及水準控制網布設，做好各項施工技術交底工作。

4 基坑支護施工工藝

4.1 人工挖孔樁

1）成孔。根據設計要求，準確將樁位線放出。待樁位檢查無誤后，即可進行人工挖孔樁施工。成孔施工中，選取轆轤提升設備，工作循環高度控制在1m以下，挖設深度1m即可進行鋼筋混凝土護壁施工，且將鋼筋網片設置到護壁內側，選取彎鉤進行上下兩節護壁主筋搭接，150mm為搭接長度，以拱形鋼模板對拼法用于護壁施工。C25護壁混凝土強度，50mm以上控制兩節護壁搭接長度，開挖下一節時無需拆除上一節護壁模板，待混凝土強度滿足設計強度要求后，即可將模板拆除，保證施工順序完成。

2）挖孔施工。挖孔施工前，需對樁孔周圍情況進行詳細調查，避免出現燃氣滲漏等問題，如出現滲漏情況需采取科學有效的措施予以處理，待檢測孔內安全后，即可開挖樁孔。選取鼓形吊桶進行土石方吊運施工，相比吊桶高度，土石方應低出5cm～10cm，且將防脫鉤設施安裝到吊鉤上。上下運送吊桶時，嚴禁人員在吊桶垂直下方活動，應站在安全護板上。在與孔口邊緣2m以上位置堆放孔內運出的土石方，并集中向場外指定位置堆放。禁止在孔口附近2m范圍內堆放任何物品，如工具、器材等。孔深在8m以上時，則需做好照明、通風及防訊等工作，孔內作業不得在陰雨天施工，并將樁孔覆蓋，避免樁孔內灌入地表水。

3）護壁施工。如在較為疏松的土質上設置樁孔，需選取混凝土護壁，1m為各節護壁圈高度，且在50mm以內控制兩節搭接長度，100mm以內控制混凝土護壁厚度，如蜂窩、漏水等問題存于護壁內，則需及時找出原因做好堵塞、導流施工。如施工過程中出現塌方，應選取磚砌外模+鋼筋的方法用于塌方位置，隨后鋼內模支護及混凝土護壁灌注施工。要求在24h以上控制混凝土灌注到拆模的間隔時間，如塌方過于嚴重孔壁成孔難度較大，則可選取沉管法施工。

4）灌注混凝土。選取商品混凝土澆灌樁進行施工，要求連續不間斷澆灌施工，如必須分次澆灌，需在1h以內控制間隔時間，防止出現斷樁問題。混凝土灌注施工過程中，需在180mm～220mm之間控制坍落度，且在1.5m以內控制灌注高度，振搗施工以振搗棒為主，要求嚴格按照灌注—振搗—壓實順序施工。在氣溫、濕度等條件適宜的情況下，需做抗壓強度試驗，以此為施工質量控制提供有利條件。

4.2 預應力錨桿

1）鉆孔施工。鉆孔施工前，應嚴格按照設計要求及土層條件，將孔位準確定出，并做好標記工作。鉆機就位后，應保證其具有良好平穩性，導桿、立軸和鉆桿傾角相同，且在同一軸線上。鉆進施工中，需充分了解鉆進參數，相比錨桿設計長度，鉆孔深度應多出30cm～50cm之間，并對鉆進速度進行有效控制，避免各類孔內事故發生，如埋鉆、卡鉆等。完成鉆孔作業后，即可清理干凈孔底沉渣，直到孔口有清水溢出。

2）錨桿桿體組裝及安放。根據設計要求進行錨桿制作，保證錨桿始終位于鉆孔中心位置，并將定中架、隔離架設置到錨桿桿件位置。錨桿參數如表3所示。同時選取塑料布包裹桿體自由端，并選取鉛絲綁扎錨固體連接位置。錨桿桿體設置時，應避免出現桿體彎曲現象，隨著錨桿注漿管也向孔內放置，桿端和孔底之間的距離可控制在50mm～100mm之間，且保證桿體放入角度和鉆孔傾角相同。

3）注漿施工。采用BW200泥漿泵孔底壓力注漿，嚴格按照設計要求進行注漿材料的確定，通常可選取水灰比0.38的水泥砂漿，特別情況下，需將相應外加劑添加到注漿液內。要求均勻拌和漿液，過篩，在初凝前使用完全部漿液，保證注漿管通暢。漿液通過砂漿泵、壓漿管向孔底部位輸送，當漿液從孔口溢出后即可停止施工。如漿液硬化后錨固體無法充分填充，需及時做好補漿作業，且在計算量以上控制注漿量，1.1～1.3之間為其充盈系數。注漿時，灌注與注漿管拔出作業可同時進行，且在漿面下方設置管口，注漿施工中確保注漿管可上下自由移動，當孔口有漿液溢出后即可完全拔出，套管拔出后，應避免將鋼筋帶出。完成上述作業后，即可清理干凈裸露的鋼筋，且做好保護工作。

4）張拉鎖定。錨桿張拉施工前必須詳細標定張拉設備，當錨固體混凝土強度在65%以上時，即可開始張拉作業。正式張拉錨桿前，可選用0.1—0.2倍設計軸力值，進行1、2次預張拉施工，保證所有部位緊密接觸，桿體平直。

錨桿向1.0倍設計拉力張拉時，砂質土為土質的情況，張拉保持時間控制在10min左右；土質為粘性土時，張拉保持時間控制在15min，隨后向鎖定荷載值卸載并做好鎖定工作。如此時預應力損失并不顯著，即可進行補償張拉施工。

5 結論

綜上所述，近年來，基坑支護施工技術的應用與發展，大大提升了房屋建筑的質量。同時，通過新型材料及施工技術的應用，最大限度減少了對周邊環境的影響。在具體施工過程中，應充分了解不同施工技術特點，結合工程實際情況選取最佳施工技術，掌握施工技術標準，制定切實可行的設計方案，為具體施工操作提供積極的指導作用。同時組織相關培訓，使施工人員充分掌握操作規范，盡量減少人為操作失誤，從整體上提高工程穩定性，延長使用年限，實現建筑質量提升的根本目的。

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