深基坑支護技術和安全管理措施

陶春亮 中建八局西北公司助理工程師

陳 堃 浙商銀行科研中心（西安）項目基建小組工程師

李少華 中建八局西北公司工程師

馮玉輝 中建八局西北公司工程師

建筑過程中基坑的穩(wěn)定性會受到很多因素的影響，而基坑作為建筑施工過程中最重要的一環(huán)，其安全穩(wěn)定性關系到建筑物的工程質量、施工人員的生命安全及其可能帶來的社會影響等，基坑安全問題引發(fā)的安全事故屢見不鮮。基于上述原因，本文以浙商銀行科研中心項目為例，分析深基坑施工技術要點及安全保護措施，提出相關的安全技術保障措施。

1 工程技術概況及水文地質條件

根據(jù)勘察報告，該場地的土層層序及各層土的特征如下：

素填土（Q42ml），褐黃色，以黃土為主，含植物根系及少量磚塊，厚度0.4～1.2 m。

黃土狀土（Q32al），褐黃色，可少量大孔隙，孔隙壁周圍發(fā)育灰色暈圈。含蝸牛殼，見褐色氧化鐵及錳斑。本層上部見黑壚土薄層，灰褐色，具少量蟲孔等大孔隙，含白色鈣質假菌絲體，下部有零星豆粒狀鈣質結核。稍濕～濕，呈堅硬～可塑狀態(tài)。厚度2.0～5.1 m，層底埋深2.5～5.5 m[1]。

中砂（Q32al），淺灰色，以長石、石英為主要成分，含云母片。濕，呈中密狀態(tài)。本層夾粉砂、粉土、粉質黏土薄層或透鏡體。厚度4.0～7.2 m，層底埋深9.5～10.3 m。

粉質黏土（Q32al），灰黃色至灰色，見少量針狀大孔隙，孔隙壁附著灰色黏粒膠膜。含蝸牛殼碎片，見褐色氧化鐵及錳斑。本層為中砂中的透鏡體夾層。濕～飽和，呈可塑狀態(tài)。厚度0.6～2.7 m，層底埋深8.0～9.7 m。

中砂（Q31al），淺灰色，夾粉土、粉質黏土及粗砂薄層，砂質較純凈，主要礦物成分以石英、長石為主，含少量圓礫、小卵石及云母。飽和，呈密實狀態(tài)。厚度13.4～14.0 m，層底埋深23.0～23.5 m。

粉質粘土（Q31al），灰色，含褐色氧化鐵，結構較致密。飽和，呈硬塑狀態(tài)。本層為中砂中的透鏡體夾層，厚度1.7 m，層底埋深20.0 m。

本場地地下水屬潛水類型，地下水位埋深為12.1～12.8 m（從自然地面算起）。地下潛水補給主要為大氣降水和渭河、灃河側滲，排泄條件主要為取水井人工開采[2]。

2 基坑支護的施工技術及安全管理措施

2.1 基坑設計概況

工程基坑為L形，周長約1000m（見圖1）。基坑圍護采用放坡+復合土釘墻圍護。南側1-1剖面圍護為鋼管樁結合4道土釘，2道預應力錨桿，鋼管樁成孔直徑180 mm，冠梁截面尺寸300mm×300mm，混凝土強度C30；東、西、北側剖面圍護形式為4道土釘，2道預應力錨桿；西南角3-3剖面圍護形式為雙排鋼管樁結合4道土釘，2道預應力錨桿，圍護長度約為21 m，鋼管樁成孔直徑為180 mm，冠梁截面尺寸為300 mm×300 mm，混凝土強度C30。

2.2 施工技術

①項目開工之前，針對該項目的特殊性及重要性，選拔公司內部管理經(jīng)驗豐富的技術骨干組成項目主要管理人員，同時從各個項目抽調認真、負責的施工經(jīng)驗豐富的員工入場施工。

②分析研究工程的地質勘察報告，熟知挖土深度范圍內與施工相關的各項參數(shù)，包括不同土質的物理性能及地下水位情況等，從而有的放矢地制定施工方案。此外，需計算基坑支護結構的承載能力極限狀態(tài)，驗算基坑周邊環(huán)境及支護結構變形[3]。

③結合基坑的各項實際情況，制定可行性高的施工方案，并安排專家對方案進行論證評審。方案經(jīng)審批通過后，成立專項施工小組，由項目經(jīng)理牽頭組織人力、物力進場，做好各項施工準備工作。

④工程施工中，不但管理人員要具備對安全措施的現(xiàn)場執(zhí)行能力，還要對深基坑支護工序的安全隱患和安全生產操作程序了如指掌。操作人員要具有崗位安全操作技能，保證施工人員進行安全操作。

圖1 現(xiàn)場基坑平面圖

圖2 土層觀測曲線圖

⑤強化對支護現(xiàn)場管控。在施工過程中，開挖、排水會對原有的土體和地下水、鄰近建筑物、周圍管線產生不同程度的影響；改遷或保護管道時，管道往往因為壓力變化可能產生裂縫造成事故。所以，在現(xiàn)場施工中必須派專人密切監(jiān)控。

2.3 支護的安全管理措施

2.3.1 錨桿、土釘松動管理措施

根據(jù)現(xiàn)場錨桿、土釘松動位置，擴大清理范圍，采用小錘進行人工破除，清理干凈，漏出端頭，在此位置周邊300 mm范圍內重新增加1根土釘；土釘采用φ22的鋼筋 ，按照設計標準加工制作，并在土釘上焊接定位器，保證土釘處于鉆孔中心，土釘孔深為土釘長度加200 mm，土釘孔位定位誤差上下左右均小于50 mm，傾角誤差小于5%；注漿從底部開始，邊注邊拔管，孔口部位設置止?jié){塞及排氣管[4-5]。

2.3.2 坡頂位置增加混凝土封閉及排水施工辦法

現(xiàn)場坡頂位置，清理雜物及松散噴漿面層，上坡頂外擴500 mm范圍澆筑50厚C20細石混凝土（向坡頂外找坡1%），覆膜養(yǎng)護，至原支護邊坡排水溝內，排水溝底部兩壁增加2遍12厚JS防水涂料。

2.3.3 脫落噴漿面恢復施工方法

在邊坡存在松動、有裂紋位置，擴大清理范圍，用小錘破除清理。土方開挖、修坡之后噴射面層砼，先初噴30～40 mm厚面層砼，而后采用格柵型綁扎或點焊雙向鋼筋網(wǎng)，埋入坑底以下30 cm，上下段鋼筋網(wǎng)搭接不小于30 cm，在鋼筋網(wǎng)編焊工作完成后再噴射80 mm厚面層砼進行。噴射作業(yè)分段進行，同一分段內噴射順序為自下而上。

2.3.4 基坑檢測頻率

對基坑、建筑物沉降觀測每隔幾天監(jiān)測一次，對變形監(jiān)測結果進行綜合分析，繪制變形曲線圖、變形速率曲線圖、錨桿受力曲線圖，分析變形趨勢是否趨于穩(wěn)定、錨桿受力是否穩(wěn)定，制定相關施工方案（見圖2）。

3 結語

隨著城市化進程的日益加快，項目建設的難度逐漸增大，深基坑工程受環(huán)境因素的影響導致安全隱患頻發(fā)，威脅工程質量安全。因此，了解工程概況，制定切實可行的技術措施和安全方案，才能有效加固邊坡護臂，阻擋周圍水流的入滲；通過科學先進的手段進行檢測，觀察土體變形狀態(tài)，制定安全應急預案，強化安全防護措施，達到更好的基坑支護的安全效果。