復雜環境基坑支護施工技術探究

馮政鑫

上海中通吉網絡技術有限公司 上海 201708

引言

如今隨著大量建筑的涌現，深基坑工程越來越多，為確?；影踩又ёo尤為重要。進行基坑支護可以有效的保證基坑周邊土體穩定、基坑周邊相鄰建（構）筑物、地下管線等設施在基坑支護和地下室施工期間不受損壞。通過截水、降水、排水等措施，保證基坑工程施工作業面在地下水位以上。

1 工程概況

該工程位于廣州市黃浦區科學城開泰大道59號，其中污水池建筑面積：250m2，場地設有2層地下室，該建筑物采用鋼筋混凝土框架結構，天然基礎，基坑深度為9.65m。根據地勘單位的巖土工程勘察報告揭示，本場地之地基由人工填土、殘積層及燕山第三期花崗巖風化基巖組成。場地地下水類型主要有人工填土的上層滯水、第四記坡積層的孔隙潛水以及風化基巖中的裂隙水。根據地質勘察報告數據分析，本場地地下水水量較貧乏[1]。

2 基坑支護施工

2.1 基坑支護設計要求、標準

本工程基坑支護設計使用年限為12個月，根據《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-2012)相關內容，本基坑安全等級為二級，重要性系數為1.0；基坑頂部場平范圍（基坑開挖最外側向外2m)以外考慮施工地面活荷載q≤20kN/m，針對出土口剖面位置，出土口荷載為40KPa；各基坑底絕對標高詳見基坑縱斷面圖；各支護設計圖中未標注尺寸單位為mm；基坑支護所需的巖土設計參數根據土工實驗提供的土參數選取。

2.2 基坑支護設計方案選型

根據現場地質情況，本工程一層地下室采用“?1000@1200灌注樁+錨索”的支護形式。基坑截水帷幕采用?600@1200的樁間旋噴進行止水?；又ёo材料要求如下：鋼筋：鋼筋直徑＜12mm采用HPB300級；鋼筋直徑≥12mm采用HRB400級；電弧焊Q345鋼和HPB300級鋼筋時，采用E43型焊條，焊接HRB400E級鋼筋時用E50型焊條，鋼立柱焊縫等級為二級，質量檢查需對焊縫外觀缺陷及幾何尺寸進行檢查，需要采用超聲波或射線對焊縫進行探傷檢查；其他未盡事項參見相關規范執行；鋼筋接長：鋼筋直徑≤25時，接頭可采用焊接，雙面焊5d，單面焊10d（d為鋼筋直徑），直徑＞25mm可采用機械接頭，且在35d范圍內有接頭的受力鋼筋面積占總面積不大于50%；鋼筋混凝土冠梁及壓頂梁混凝土等級為C30。

2.3 基坑支護主要施工工藝

2.3.1 掛網噴面。本工程垂直支護段混凝土噴面的厚度為80mm；施工工藝步驟為：坡線定位——機械就位——挖土——整平坡面——噴射第一層混凝土——掛鋼筋網——噴射第二層混凝土。

2.3.2 鉆孔灌注樁。根據工程特點及方案選型，本工程采用的支護灌注樁直徑為1000mm。施工工藝流程為：整平場地——機械就位——埋設護筒——灌入穩定液——成孔——測量沉渣——第一次清孔——鋼筋籠制作——下放鋼筋籠——下放導管——第二次清孔——灌注混凝土。

2.3.3 冠梁、腰梁。根據本工程特點，冠梁的尺寸為1000×600mm，腰梁尺寸為500×400mm。施工工藝流程為：清除樁頂浮漿——鋼筋制安——支模——灌注混凝土——拆模。

2.3.4 錨索。本工程錨索采用的錨索選用7?5預應力錨索，錨索材料強度設計值1320MPa，錨索材料強度標準值1860MPa，成孔直徑為150mm；施工工藝流程為：孔位定位放線——機械就位——成孔——錨桿制安——注漿——掛網噴面——結束并進行下一步工作。

2.4 土方開挖

本工程在進行基坑土方開挖前，根據甲方提供的基坑區域范圍內地下管線布置圖，此區域僅有廢棄雨水管一道，對基坑土方開挖作業施工無影響，故不作處理。項目編制土方開挖專項施工方案報監理單位審核，得到監理單位總監審核同意方案后，現場按審批通過的土方專項施工方案進行土方開挖作業，在此土方開挖專項施工方案不再詳述[2]。

2.5 基坑變形監測

2.5.1 基坑監測。本工程基坑監測，由業主方委托有專業資質的監測單位做好全過程的基坑監測工作并做好基坑監測記錄。在基坑監測過程中，如有監測值超出了控制指標，項目相關人員應立即會同相關單位（如：甲方、設計、勘察、監測、監理）一起進行原因分析，并制定出相應的控制措施。

2.5.2 基坑監測報警值?；又ёo監測項目報警值、控制值及監測頻率參見圖紙《監測設計總說明》。

表1 監控量測設計表

說明：當監測項目的變化速率達到表中規定值或連續3d超過該值的70%，應報警并及時通知設計單位；

當檢測項目達到表中規定值時，應報警并及時通知設計單位；

若出現暴雨、臺風等極端天氣時，應加強監測并加大監測頻率。

2.5.3 基準點和監測點的布設與保護。根據相關規范要求，本工程基坑監測點設置如下：布置坑頂水平、沉降位移監測點6各個，位于坑頂；布置水位觀測井點3個；布置墻體深層水平位移觀測點3個。以上觀測、監測點，用于監控工作基點的變形及豎向位移的測量。水準標志和位移觀測點的做法應符合相關規定要求。

2.5.4 異常情況及應急措施。當基坑周邊建（構）筑物、道路、地面的沉降達到設計規定沉降、傾斜限值時，應及時采取措施；當基坑周邊建（構）筑物、管線等沉降過大，應立即通知設計方采取相應措施；在基坑支護過程中，挖土機操作人員應保證隨叫隨到。當開挖過程中出現大量滲水等現象時，施工方應按照專項施工方案中相關技術處理措施要求進行對應處理，待問題解決后方可繼續進行土方開挖作業，嚴禁不顧安全野蠻施工；當基坑四周路面有裂縫出現時，應及時用水泥砂漿封堵，防止地表水下滲。當雨天降雨量過大時，施工方應按照經監理單位項目總監審核通過的雨季專項施工方案，對基坑周邊、坑內雨水及時排除，以免對基坑支護造成影響。

2.6 施工質量檢驗及驗收

本工程施工過程中，通過項目質量小組及勘察、設計、監理等相關單位，對基坑支護結構施工前、施工中、施工完成后各個施工過程嚴格管理和共同協作下指導下，最終基坑支護結構施工質量滿足《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-2012)等標準及規定要求。

2.7 應急預案

基坑開挖前，應做好基坑專項施工組織設計方案，并按市建委要求做好專項論證審查。施工組織設計中應專門論述應急預案及施工搶險措施，且對本項目具有針對性，并評估可能存在的風險，做好基坑搶險加固的準備工作。

當基坑工程發生病害事故，必須按照應急預案要求及時通知會同業主、監理、設計等相關單位，查明病害事故原因，判斷事故發展動態并制定正確的處理方案，由施工單位迅速組織力量進行搶救，避免喪失良機，釀成更嚴重的后果[3]。

3 施工難點與解決方法

該項目支護樁施工過程中，施工難點及解決方法主要有以下幾點。本工程施工工期緊、任務重，設計圖紙支護樁數量較多，為確保施工工期要求，現場采用兩臺SW360型號旋挖機，24小時不間斷施工，做到人休機不休，對經常需要更換和容易損壞的機械配件材料，現場做好配件的采購備用，現場一旦發生機械配件更換事宜，做到材料配件隨用隨到。

施工過程中為了有效防止灌注樁出現露筋、樁身孔洞、樁表面混凝土離析砂眼夾泥等質量缺陷，本工程要求項目部對所有參加基坑支護施工的施工人員，在進場后工程施工前，進行全面的質量、安全、技術交底工作并制定崗位責任制，把責任落實到每個人。一旦發生了露筋、樁身孔洞、樁面混凝土離析砂眼夾泥等質量缺陷，按照施工方案要求先將孔洞內松動的石子、砂漿鑿除，清理至密實砼，然后采用高一強度等級的微膨脹砼或微膨脹細石砼補平處理。處理流程如下：先對質量問題部位進行修鑿→清水沖洗干凈→模板支設→澆灌微膨脹細石砼→驗收→養護。為確保修補質量必須做到，在混凝土樁修補前，對修補施工人員進行技術交底，并安排責任心較強的施工人員進行修補施工，對孔洞、露筋部位處理后填充的砼，在拆模后安排專人進行養護。

在土方開挖過程中，遇地下大型孤石較多（地勘資料也有體現，其-4.5米以下為風化巖層）且孤石單個體積均在10m3以上。因本工程在廣州黃浦區科學城內，政府明令禁止使用爆破處理，使得孤石的破碎處理極為棘手。經項目技術組研究商討并報監理、業主單位決定，該項目地下孤石處理采取兩種方案：一是土方開挖把孤石外露后，使用帶破碎頭挖機機械進行機械破除處理；二是土方開挖后，用繩鋸把孤石分層切割后破碎處理；三是找當地專業隊伍對孤石進行處理。項目最初使用帶破碎頭挖機機械進行機械破除處理，效果及不明顯，嚴重影響土方施工進度。而后采用第二種處理方法，效果亦不明顯且繩鋸作業要求作業面較大，周邊安全措施圍護極為不便，切割完成后同樣需再進行破碎處理。最終本工程選定第三方案對地下孤石進行處理，按照當地日常處理大型孤石辦法進行解決：根據單個孤石大小，孤石紋路、風化強度情況等，專業施工人員進行紋路上風鉆鉆孔，孔距在150mm～300mm之間，孔深盡量控制在孤石直徑的95%以上，鉆孔完成后再依次在孔內打入專用鋼楔子，由小到大、由淺至深，使孤石分層分塊開裂，然后再破碎處理、運出。鉆孔完成清理（孔內不得有積水、殘渣等）后，按破碎劑材料使用配比要求，用潔凈水和破碎劑按照比例進行充分攪拌均勻成漿體狀，然后將破碎劑漿體灌入鉆孔內（滿灌鉆孔），按照破碎劑材料說明靜置時間（一般在3～8小時），孤石開裂后順石縫用液壓巖石劈裂機將孤石完全分開，而后根據破碎后石塊大小再破碎、運出[4]。

4 結束語

本工程開挖最大深度為9.6m，通過建設單位、勘察單位、設計單位、監理單位、施工單位對深基坑支護類型的總結，首先對方案進行了優化，主要是對不同的支護方案進行了對比分析，確定了最為經濟、安全、可靠的支護方式。為確保深基坑工程的安全，在施工過程中采用分層開挖、土釘墻、錨索、腰梁、基坑監測等多項技術措施，最終保質、保量、保安全按期完成施工，希望能為此類工程提供經驗。