地下室基坑支護設計與施工

周國華

（佛山市順正特種工程建設有限公司，廣東 佛山 528300）

1 工程概況

某工程場地位于佛山市順德區龍江鎮太和路北側，總占地面積為4 754.5m2。擬建建筑物為1座4～11層車間，框架-剪力墻結構，采用預應力管樁基礎。設有1層地下車庫，占地面積為2 842.4m2。

基坑支護外邊線總周長約為256m?！?.000m相當于絕對高程5.010m，基坑周邊現地面標高約為-0.800m（相對標高，下同），地下室底板面標高為-4.000m，基坑設計深度考慮至承臺底，承臺厚度為1 300mm，基坑底標高為-5.300m，故基坑開挖深度為4.50m；電梯井底板面標高為-5.800m，基坑設計深度考慮至承臺底，承臺厚度為1 300mm，基坑底標高為-7.100m，故基坑開挖深度為5.80m。

本工程計劃先進行樁基礎施工，后進行基坑支護結構及土方開挖施工。

2 基坑支護設計

1）本工程基坑1、2與2’區的側壁安全等級均確定為1級，側壁的重要性系數取1.10；其他位置側壁的安全等級為2級，重要性系數取1.00。

2）基坑頂部與出土口超載分別取20kPa和40kPa?，F場塔式起重機基礎的水平力確定為15kN/m，對于采用磚混結構的房屋，其每層取15kPa。

3）基坑中水位為坑底下部0.5m，基坑頂部水位為地表下部1.0m。

4）結合地勘報告與相關技術規范，并參考該地區現有相關經驗，對于不同類型的巖土層，其基坑支護的設計參數確定如表1所示。

表1 不同類型巖土層基坑設計參數

3 基坑支護施工

3.1 施工順序

基坑支護施工工序相對較多，且工藝復雜，在施工過程中不僅要理順各道工序，還要明確基坑與主體結構間的施工順序。施工中，為保證基坑支護質量，需嚴格遵循以下順序進行分段施工。

施工測放→基礎與支護管樁和立柱施工→攪拌樁施工→基坑開挖到冠梁底部、冠梁與支撐梁施工→分層、分段開挖→底板與換撐板施工→鋼管與混凝土支撐拆除。

3.2 止水攪拌樁施工

1）止水攪拌樁樁徑600mm，2個相鄰的止水攪拌樁其中心之間的距離為400mm，搭接寬度為200mm。

2）施工方法為切割搭接法，前樁水泥土完全固化前對后序樁進行搭接；首個搭接處應予以加強，避免產生搭接縫。

3）四噴四攪，將水灰比控制在0.60～0.80，水泥用量應達到65kg/m以上，為32.5R復合硅酸鹽水泥。

4）樁體垂直度偏差不能超過±1.0%，所在位置的偏差不能超過±20mm，成樁后，樁徑與樁長都應滿足設計要求或比設計值略大。

5）樁之間的搭接時間間隔應控制在24h以內，當超過24h時，需進行補樁。

6）當樁的水泥土實際強度為0.3MPa時，開始基坑開挖施工。

7）止水攪拌樁不僅要滿足每個剖面上的樁長要求，而且應從淤泥質土層中穿過，并進入其他軟弱透水層中至少1m。

8）樁施工完成后，在土方開挖之前做好降水試驗，保證止水效果。

3.3 預應力管樁施工

1）預應力管樁的管徑500mm，壁厚100mm，采用C80混凝土。

2）施工所用管樁質量必須有出廠合格證明。完成管樁施工后，其位置偏差應控制在5cm以內，垂直度偏差應控制在0.5%以內。在施工中應使用水準儀對樁頂標高進行測定，要求偏差在5cm以內。

3）采用單節管樁，如果單節管樁長度無法達到設計要求，在連接過程中應按照端板相對的原則進行連接。

3.4 土方開挖施工

1）冠梁和支撐梁的實際強度達到設計強度的80%時，開始基坑開挖施工。

2）在土方開挖時，應安排專人在現場指揮。開挖必須按照從上到下的順序進行，并遵循平面分段、豎面分層、對稱均衡與適時等基本原則，一般每段開挖長度10～15m，而每層挖深深度應控制在1.5m以內。

3）樁間虛土必須全部挖除，同時處理至平整狀態，當發現滲漏時，應立即采用導流法封堵。

4）開挖產生的土方必須及時運走，不可在基坑底部周圍長時間堆放。

5）將基坑開挖到底層標高后開始底板墊層的施工，若短時間內無法進行，應預留一定厚度的土層，最后由人工對坡面進行修整即可。

6）開挖承臺的過程中也應進行分區，先對中間部分的承臺進行開挖，然后在磚模砌筑完成后，對周邊承臺進行開挖。開挖周邊承臺時，應使用跳挖方法，相鄰承臺之間不可挖通。

7）用于土方運輸的設備，不可在樁或梁上反復行駛，以免壓壞。車輛出入的臨時道路上應鋪設緩沖層。

8）當采用機械設備對基坑開挖時，應防止對支護結構和完成施工的樁體造成破壞；在邊坡處預留一定厚度的土層，將其作為保護層，最后利用人工進行坡面修整即可。

3.5 基礎樁保護

1）在基坑支護過程中，應充分掌握基礎樁實際分布情況和樁頂實際標高，在開工前確定所有樁位，并采用標志點標出，以便在開挖中躲避樁位。

2）道路設置時，應躲避樁位較為密集的部位，當條件允許時，可不從樁位上通過。

3）樁機行走和挖土過程中，應防止與樁身發生碰撞，土方開挖時，應適當減慢速度，在樁承臺分布較為密集的部位，應使用小型挖機進行開挖；對于樁體周圍土方，采用人工清理，再用挖機及時運走土方。

4）將土方開挖到承臺附近后，應安排專人對挖機的現場作業進行指揮，以保證開挖施工的協調性。

5）當條件允許時，樁施工中應盡量多送樁，以此減少開挖時工程樁外露的時間。

6）針對外露的樁，需在開挖的同時鋸除，防止土方開挖過程中與樁發生碰撞使其傾斜。

3.6 冠梁施工

1）冠梁所用鋼筋的規格尺寸與形狀都應滿足相關技術規范提出的要求；不同部位鋼筋的安裝與綁扎應符合設計要求；通過現澆而成的冠梁，其拐角處設置的鋼筋必須滿足錨固長度要求。

2）冠梁施工應使用商品混凝土，強度等級為C30以上，保護層厚度按25mm嚴格控制。在冠梁施工過程中，應對管樁頂部進行修鑿，到設計標高為止，設置在樁頭處的錨固筋需滿足相關設計要求。

3）冠梁上的縱向鋼筋應以單面焊接為主，輔以必要的機械連接，連接接頭處的錯開必須滿足規范要求，加強筋、縱筋和鋼筋都應嚴格按照圖紙進行擺放。

4）標高、水平軸線偏差支撐與立柱軸線偏差、支撐，兩端高差均不大于30mm，支撐彎曲度L/1 000。

3.7 支撐系統施工

1）支撐系統的施工和拆除順序都應與設計工況完全一致，嚴格遵循先支撐、后開挖的基本原則。其中，施工順序為：先立柱后支撐，最后對連系梁進行施工。拆除順序為：先連系梁，后拆除支撐，最后拆除立柱。

2）支撐定位應準確，且平直度滿足設計要求。只有這樣，才能使支撐滿足軸心受壓要求。

3）支撐施工過程中，可在基坑的外部按照設計長度通過拼接形成整體，利用起重機把鋼管吊裝到設計要求位置。如果支撐長度不足，則應制作1個連接管，注意不可在活動端設置過多墊塊。

4）在鋼管支撐施工過程中，應做好以下質量控制工作：①鋼支撐之間的連接優先考慮螺栓連接，所用螺栓的強度應較高；如果平面外有彎曲，應通過焊接予以加強；②連接法蘭盤之前應進行整形處理，變形的法蘭盤禁止使用；③鋼管支撐處標高偏差不能超過30mm，而平面位置的偏差不能超過50mm。

5）待底板與換撐板均施工完成且強度達到設計要求后，拆除鋼管支撐。

4 結語

目前，該工程地下室基坑支護施工已順利完成。經檢查，基坑支護設計與施工質量均滿足設計和規范要求，起到了在基坑開挖中保證基坑安全穩定，防止坍塌、滑移等現象產生的作用。本工程所用基坑支護設計與施工方法可為類似工程項目提供參考，實現基坑支護預期目標。