巖溶地區深基坑支護技術與安全措施探究

沈 建 增

(1.南寧學院土木與建筑工程學院，廣西 南寧 530200；2.廣西中盛建筑設計有限公司，廣西 南寧 530022)

0 引言

隨著城市化的推進，建筑業高層、超高層建筑不斷涌現，地下停車場、地下商場、地下地鐵站、地下人防工程等大量地下結構建筑逐漸興起，讓地下空間得到了充分的利用。基坑支護工作是基坑施工的常見技術，科學合理的支護工作不但能確保地下空間結構的施工質量，同時也能提升地上部分結構的穩定性，尤其是對高層建筑的穩定和安全有著至關重要的作用[1]。

1 深基坑支護工程的特點

1)開挖深度大、面積大，屬于臨時性工程，設計的安全儲備相對較小[2]。

2)周期長，受雨季影響明顯，易引發水體滑移、基坑失穩，存在二次加固現象較多。

3)施工難度大，深基坑支護與基坑降排水系統密切相關，而降排水系統的設置要考慮多種因素，包括與相鄰已有建筑物的距離，水文地質情況，已有地下管線的敷設等。

4)強度高，實際工程中，深基坑的支護結構所承受的土壓力、水壓力等較大，所需支護結構的強度要足以抵抗側壓力，則對支護結構的類型和施工工藝的要求很高。

5)深基坑支護是一個動態發展和管理過程，具有連續性，在整個支護周期，不應出現薄弱環節。實行基坑支護的動態監測是基坑安全措施的關鍵因素。

2 深基坑支護工程常遇的問題

支護工程的成敗首先要滿足安全性，再次要求質量關，然后再分析成本控制。從天時地利人和的角度去分析，深基坑支護工程所存在的問題，最根本在于“人為”，體現如下。

2.1 勘察與設計不符

深基坑支護的第一關，是對地形的勘察，并對勘察報告深刻研究?，F實中，支護設計時，忽略了工程實際的客觀性，存在較多的“復制”的設計現象，改一下工程名稱，施工圖就出來了，帶來了安全事故隱患。

2.2 支護結構選型不嚴謹

常見支護類型主要有：擋墻支護、樁排支護、深層攪拌水泥樁支護、地下連續墻支護、錨桿支護、放坡支護等?，F實中，支護類型的選擇往往沒有根據其工程特點確定，沒有綜合考慮安全和成本兩者的因素，出現了“大材小用”現象，造成成本流失。

2.3 施工管理不科學

深基坑支護是專項工程，需編制專項施工方案，更為甚者，還要專家論證；但施工現場管理中，實際施工的工藝流程、質量沒有嚴格按照論證方案執行，出現“有圖不依”“有案不看”“經驗現象”生搬硬拼，結果施工質量偏差較大[3]。

3 深基坑支護施工技術在建筑工程中的應用

3.1 工程概況

本文所涉及的工程項目位于南寧—東盟經濟開發區建設北路東側。北側為已建21號～24號樓，與本基坑邊距離約為7 m，均為筏板基礎且筏板底高于本擬建基坑開挖底面約3 m；南側為已建12號、25號、26號樓，其與本基坑之間已做有支護樁。本基坑開挖深度5 m～7 m，基坑內北邊長約為236 m，基坑支護安全等級為二級，基坑側壁重要性系數r=1.0，設計基坑支護有效期為12個月，工程基坑位置及周圍環境情況如圖1所示。

3.2 場地地質條件

3.2.1自然地理、氣象

擬建場地在低緯度地區，氣溫較高、降水較多，屬于亞熱帶季風氣候環境，年平均氣溫21.6 ℃，極端最低溫度-2.1 ℃，極端最高溫度40.4 ℃；年平均降雨量1 283.2 mm，年平均蒸發量944.5 mm；枯水季節一月平均降雨量41.8 mm，平均蒸發量33.4 mm；豐水季節六月平均降雨量241.8 mm，平均蒸發量115.7 mm。

根據鉆探揭露，場地地基巖土土層自上而下分別為素填土、紅黏土、石灰巖、孤石組成，現分述如下：

①素填土：棕紅、灰黑色，稍濕，松散，局部稍密，主要以黏性土組成，含少量碎石，未經過碾壓等壓實處理，土質均勻性及密實性差，為欠固結土，填積年限約1年，屬新近填土。厚度1.6 m～5 m。

②紅黏土：褐黃色，稍濕，硬塑～堅硬塑，為石灰巖受溶蝕殘積而成，土質較均勻，含少量鐵錳質結核，局部含量較多，刀切面較光滑，土狀光澤，干強度就韌性高，無搖振反應。厚度1.5 m～12.5 m。

③石灰巖：灰白色，隱晶質結構，中厚層狀構造，中風化，屬較硬巖，敲擊聲較清脆，有輕微回彈，稍震手，偶見節理裂隙發育，巖體較完整，巖芯呈短柱狀～長柱狀，該層全場地分布，未揭穿該層，最大厚度5.5 m，層頂埋深6 m～14.5 m，層頂標高104.08 m～112.31 m。

④孤石：場地內紅黏土中局部分布有孤石，巖性主要為強風化石灰巖，巖芯破碎，厚度為1.8 m，層頂埋深8 m，層頂標高110.92 m。

3.2.2水文地質條件

勘察期間，場地外東北側地表低洼處和場地內人工溝渠有較多積水，在鉆孔深度內，場地內發現有1層地下水，為賦存于素填土層下部的上層滯水，水量不大，由大氣降水和地表水補給，水文條件簡單。

3.3 基坑支護設計方式

AB段支護采用“支護樁+噴層”的支護方案，并對樁間土面進行掛網噴混凝土防護；噴射混凝土厚度為100 mm，混凝土強度等級為C20，掛φ6.5@200雙向鋼筋網。

CD段(含C—C′—D)支護采用“錨桿+噴錨層”的支護方案，土方開挖，做土釘并且對坡面進行掛網噴混凝土防護；噴射混凝土厚度為100 mm，混凝土強度等級為C20，掛φ6.5@200雙向鋼筋網。

BC，DA段支護采用“放坡+噴層”的支護方案，土方放坡開挖，并對坡面進行掛網噴混凝土防護；噴射混凝土厚度為100 mm，混凝土強度等級為C20，掛φ6.5@200雙向鋼筋網。

3.4 支護體系結構、構造及噴錨支護施工技術要求

采用100 mm厚C20噴射混凝土面層，面層內配A6.5@200×200雙向鋼筋網。水泥采用P.C32.5復合硅酸鹽水泥,砂料采用料徑不小于2.5 mm的中粗砂，石料采用粒徑小于15 mm的碎石。

3.5 基坑排水

1)為防止在施工時基坑坍塌，根據設計要求，在基坑上部四周1 m范圍內采用100厚C15混凝土墊層進行隔水處理，基坑地界周圍500范圍內地面設置240×200截水溝(按5%放坡)，兩側砌筑120 mm厚磚墻，底部采用100 mm厚C15混凝土墊層。溝內外側面、底面采用1∶3防水水泥砂漿找平，在基坑底和頂部采用適當位置設置集水井，便于收集截排水溝的雨水。集水井內采用泥漿泵排水，集水井大小為800 mm×1 200 mm×1 200 mm，采用實心240磚墻砌筑，底部采用150 mm C15混凝土墊層，周圈底部、側壁采用1∶3防水砂漿找平。

2)排水溝、集水井應隨基坑的挖深而挖深，保持基坑干燥。

3)土方挖至基底墊層底標高后，將基坑底周邊排水盲溝側壁、底面抹25 mm厚的1∶3水泥砂漿及集水井，每個角落一個，側壁用M5水泥砂漿砌120 mm厚黏土磚加固并用25 mm厚1∶3水泥砂漿抹面，以防滲漏。

4)排水溝及集水井如圖2，圖3所示。

3.6 監測措施

基坑監測需由建設單位聘請有資質的監測單位進行。

3.6.1周圍已建樓房的監測

在基坑支護結構監測的同時，必須對周圍的環境進行監測。監測的主要內容有：坑外地形的變形；臨近建筑物特別是CD段邊坡北面已建樓房的沉降和傾斜、地下管線的沉降和位移等觀測。

3.6.2坑外地層變形

坑外地層變形監測包括地表沉降監測及地下水位監測，要參考監測點布置平面圖。

3.6.3四周建筑物及地下管線沉降監測

其監測內容包括：1)開工前首次對四周建筑物、道路及地下管線原始數據測定；2)建筑物、道路及地下管線沉降監測；3)建筑物傾斜監測；4)觀察地表裂縫；5)支護結構裂縫、滲漏水狀況、基坑周圍超載等。

3.7 基坑支護效果

按此方案完成基坑支護后，本工程沒有出現基坑滑坡、失穩、坍塌等現象，技術人員通過現場實時監測，基坑位移監測控制值在合理范圍之內。以上資料證明，該方案對本項目的實施具有科學性和可實施性。

4 結語

深基坑支護施工技術目前已日趨成熟，在進行深基坑施工時，我們更應關注施工設計、施工監測與支護安全，立足工程生命周期的分析，綜合考慮進度、造價、質量等要素，如何做到“因地制宜”是實施深基坑護坡工程的重要問題。

[1] 趙澤宇.簡析建筑工程基坑支護施工技術要點[J].施工技術,2017(2)：63-65.

[2] 韓秋石，黃 濤.國內深基坑支護發展綜述[J].華東公路，2014(1)：89-92.

[3] 張靖偉.深基坑支護問題及對策分析[J].建筑知識,2015(8)：290.