探討建筑深基坑施工技術及應注意的問題

李巖

摘要：近年來隨著城市化進程的不斷推進，我國建筑業得到了蓬勃的發展，城市人口呈爆發式增長，尤其給城市的基礎設施帶來了前所未有的巨大壓力。這就給工程項目建設提出了更高標準的要求。大型住宅區和公共建筑不斷涌現，地下空間的開發與利用也在進一步加強，特別是在地下、地上環境異常復雜的今天，超深超大基坑工程給施工單位帶來了不小的挑戰。希望通過本文的闡述，能夠“拋磚引玉”，給類似工程項目的施工提供有益的參考。

Abstract： With the development of urbanization， the urban population has been increasing， which has brought great pressure on the urban infrastructure. A higher standard is proposed for the construction of the project. Large residential areas and public buildings have continued to emerge， further strengthening the development and utilization of underground space， and the underground and above-ground environments are also extremely complex. The ultra-deep and oversized foundation pit projects have brought challenges to construction units. It is hoped that this article will provide a reference for the construction of similar projects.

關鍵詞：建筑深基坑;圍護結構;三軸攪拌樁;挖土分區

Key words： building deep foundation pit;enclosure structure;three-axis mixing pile;excavation division

中圖分類號：TV551.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）12-0095-04

0 ?引言

隨著我國經濟的不斷發展，城市人口的不斷聚集，城市空間的有效利用就顯得尤為重要。建筑施工技術的不斷進步，給地下空間的開發與利用提供了廣闊的前景。建筑深基坑施工環境日益復雜的今天，更加要求我們加強基坑支護、基坑降水、基坑開挖、基坑監測等各方面創新工作，努力尋找既能確保基坑施工安全，又能降低工程成本的平衡點，在確保安全施工的前提下，為社會創造良好的經濟效益。因此采用既經濟又合理的基坑支護結構體系，是達到上述目的的重要手段。本文以“森蘭星河灣新建項目工程”地下車庫深基坑為例，闡述建筑深基坑施工技術及應注意的問題。該工程采用了“型鋼混凝土攪拌墻（三軸攪拌樁+內插型鋼）+鋼筋混凝土內支撐”基坑支護體系，有效地控制了基坑支護結構的變形和對周邊建（構）筑物的影響。

1 ?深基坑工程概況

本工程地下部分建筑面積約為49900平方米，基坑開挖深度見表1。

另外本基地西側為經一路和正在運行的地鐵6號線東靖路站，其余三側則為市政道路、居民小區和商務建筑，經一路一側有較多管線。

2 ?基坑支護結構體系及施工方案

2.1 基坑支護結構體系的確定

采用SMW（三軸水泥土攪拌樁）工法樁加二層落深的雙排雙軸水泥土攪拌樁，落深的坑內采用壓密注漿施工，部分區域一道鋼筋混凝土內支撐的形式。基坑降水采用輕型井點，沿基坑四周布置一排，坑內再設置多排輕型井點，基坑挖土前，將地下水位降至坑底設計標高以下0.5m（如圖1和圖2）。

2.2 基坑總體施工方法

先進行基坑圍護樁施工，圍護樁體系施工完成后再進行基坑降水施工，最后進行基坑支撐施工和挖土施工，并搭接塔吊基礎施工，塔吊基礎埋在地下室底板下。

2.3 圍護樁施工

施工順序：根據現場條件，SMW工法樁的三軸水泥土攪拌樁從基坑東側中間部位，向二側連續施工。三軸水泥土攪拌樁止水帷幕施工完成后施工圍護雙軸水泥土攪拌樁，最后再進行坑內壓密注漿施工。立柱樁與工程樁分區穿插進行施工。

2.3.1 三軸攪拌樁施工

成樁采用兩噴兩攪施工工藝，鉆桿在下沉和提升時均需注入水泥漿液，當土層的含砂率較高時，攪拌樁底部2～3m范圍里上下重復噴漿，同時要進行一次攪拌。嚴格控制鉆桿下沉的速度，通常速度要小于1m/3min，以保證加固土體和漿液充分拌合，當鉆桿下沉到設計標高以后，還要對漿液進行持續攪拌，噴漿1～2min，使用水泥漿液和樁底土體均勻拌和，之后以1.0m/2min速度反向轉動鉆桿并對其提升，注漿作業要不間斷的進行，注漿到樁頂設計標高或距地面約50cm后，停住注漿并關閉注漿泵。鉆桿下沉和提升時，也要不間斷的連續注入漿液。控制三軸攪拌樁的結合和連接部位施工質量，相鄰樁施工間隔時間要小于24h，這主要是因為相鄰樁作業間隔時間太長，會對被加固體的整體受力性能產生不良影響。

2.3.2 雙軸攪拌樁施工

本工程采用兩噴三攪施工技術，首先，根據設計文件和施工圖紙，對攪拌樁的內外邊線進行放線，這些測量軸線經過復核后，要進行妥善保護，依據設計圖紙進行樁位布置，誤差小于5cm;每根樁施工前，要對攪拌軸的二個不同方向的垂直度進行效核，誤差要小于5cm;對攪拌樁標高引測，在支護四周進行標志，保證攪拌樁的入土深度;然后挖樣槽，寬度要依據攪拌樁內外邊線確定，深度要在自然地坪下約1.50m;開挖過程遇到障礙物，要及時進行清除;采用鋼絲繩將預拌下沉機掛于重機上，深層攪拌機和貯料砂漿泵借助輸槳膠管聯通，在深層攪拌機內設置冷卻水循環系統，待冷卻系統正常工作后，開啟攪拌電機，松開起重機鋼絲繩，由于受到設備自重的作用，攪拌機順著導向架下沉，用電機自帶的電流監測表對下沉速度進行控制，工作電流小于70A，通常選擇0.38～0.75m/min;若下沉速度過慢，可借助輸漿系統補充清水，以利于鉆進施工。

2.3.3 坑內壓密注漿施工工藝

本工程采用雙液分層注漿施工技術，施工工藝流程如圖3，具體施工過程中質量控制要點如下：

①施工中采用普通硅酸鹽水泥42.5和水玻璃作為原料，混合液的水玻璃模數是3.0～3.3，注漿完畢后28天，對加固體的滲透系數和靜力觸探比貫入阻力進行試驗，滲透系數小于1×10-7cm/s，貫入阻力不小于1.4MPa;

②注漿孔直徑0.1米，注漿間距1m×1m，水泥摻量不少于10%，同時使被加固土體在橫向和縱向都能形成一整體。

③根據注漿目的和地基土條件，控制漿液初凝時間，通常，粘性土地基中漿液的初凝時間為1-2h，砂土地基為5-20min，注漿壓力應小于1MPa，根據設計的要求，控制注漿有效范圍與注漿量。

3 ?基坑開挖施工分區

由于該工程整個地下室平面面積較大，因此基坑開挖及地下結構施工時，進行平面分區施工（具體分三個施工區，如圖4）。

4 ?基坑土方開挖施工方法

4.1 總體挖土施工順序

①土方開挖根據工程設計內容（后澆帶）和現場情況，分三個區施工即施工一區（A11-2區）、施工二區（A11-4南區）和施工三區（A11-4北區）。

②土方開挖流程為施工一區→施工二區→施工三區，施工一區與施工二區是連續開挖，施工三區是待一、二區結構完成至±0.000且外剪力墻防水施工好回填土時開挖。

③施工一區和施工二區土方采用四臺EX-200和一臺EX-300，其中EX-300加長臂挖機在坑外裝車，四臺EX-200下坑開挖，開挖出工作面后及時澆筑墊層。施工三區采用四臺EX-200和兩臺EX-300，其中EX-300加長臂挖機在坑外裝車，四臺EX-200下坑開挖，開挖出工作面后及時澆筑墊層。

4.2 分區挖土工況

①施工一區、施工二區：連續挖土，挖土工況如圖5。

②施工三區：待一、二區結構完成至±0.000且外剪力墻防水施工好回填土時，進行開挖，如圖6。

5 ?基坑施工安全注意事項

成立專門監測小組，對壓頂梁的垂直與水平位移、圍護樁樁身變形，即測斜、支撐軸力，地下管線的水平位移及沉降、立柱的水平及垂直位移、坑內外的地下水位等項目進行監測。

以工程開挖深度的3倍范圍，作為重點監測區域，力求對周圍環境的保護做到萬無一失。對地鐵、圍護墻本體、地下水位等進行實時監測，以信息化監測來動態指導施工。基坑開挖階段一天一次，關鍵時刻（如大底板施工前）須增加監測頻率，如發現有較大的變形值或累計值達到報警值，立刻停止施工，及時向各方匯報協調，找出原因、調整施工并啟動備用方案，以避免事態進一步的發展。

基坑開挖施工中，設水位監測井對地下水位進行監測，挖土的理論指導為土體的“時空效應”，為有效平衡基坑外部的主動土壓力，在挖土過程中，在基坑內部留有一定寬度的土體，這部分土體產生被動土壓力，來對抗主動土產生的壓力;為保證基坑變形控制在規范范圍內，要根據設計文件的要求，24h內開展砼墊層和土體分塊抽條的施工，從而保證了周邊管線、道路、地鐵主體結構不會因基礎變形產生安全隱患;以“分區、分層、分段、分塊”為挖土原則，進行“盆”邊土的挖除，根據土體“時空效應”理論，平行、對稱、限時挖土，分塊開挖后支撐澆筑必須控制在24小時內完成，每塊土體開挖和墊層澆搗的總時間要小于24h;為避免因抽條時土體太高，產生塌方危險，要先對盆邊土上方2m高的土體刨除，然后在挖除“盆”邊土。

并制定緊急處理方案：在地鐵主體結構側的地墻外先行預埋注漿管，工程開挖后備好注漿材料，注漿隊伍處于待命狀態，如監測數據出現異常，緊急召開各方協調會議商討對策，根據協調方案采用雙液跟蹤控制注漿，調整管線曲率;如地下水位發現異常可采取停止抽水或地下水回灌等方法。

基坑施工過程中下列險情出現須立即通報地鐵管理及運營單位：

①地鐵側地墻單日位移（沉降、測斜）值報警;

②地鐵側地墻位移（沉降、測斜）累計值報警;

③地鐵側承壓水下降報警且回灌不能保持應有水位;

④減壓井失效承壓水大量涌入基坑。

在險情得到排除，確保地鐵安全后再進行下一步的施工。

6 ?結束語

科學技術是隨著生產、生活需要而逐步發展的，工程施工技術同樣如此。隨著城市縱向空間利用的日益發展，基坑工程施工就不得不面對施工環境日益復雜的局面，這就要求我們，在不斷實踐的基礎上，不斷總結和創新，以期更安全、更快速、更加高質量地完成地下工程的施工。當前，該工程已經交付業主投入使用，在該項目深基坑施工過程中，根據針對基坑支護體系及地下水位的監測結果，整個基坑作業面及周邊建筑物一直處于平穩安全狀態。

參考文獻：

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