建筑工程中的深基坑支護施工研究

羅成浩

中鐵十六局集團城市建設發展有限公司 北京 100018

某國際廣場基坑支護工程為4 層地下室，基坑開挖后支護高度約20.0m，采用“樁錨+ 止水帷幕”支護方式，坑頂為既有市政道路以及已建建筑物（4～6 層磚混結構民房，距離基坑開挖線約10.0m），為控制變形，錨索采用預應力鋼絞線，預應力鎖定值550kN，為縮短施工工期，腰梁采用雙拼工字鋼。鎖定過程中工字鋼腰梁出現麻花狀破壞，分析其原因，主要因為鎖定值較大，基坑開挖面平整度不夠，鎖定時扭矩過大，工字鋼出現麻花狀受扭破壞。針對該現場情況，本工程在工字鋼腰梁與基坑側壁空隙處設置型鋼墊塊，再次對錨索張力鎖定，施工順利進行且效果良好。

再例如某城基坑支護工程，該項目為兩層地下室，處理段支護高度約9.0m，坡頂開裂地段采用“樁錨”支護形式，土質主要為回填土及粉質粘土。基坑施工完成后，因上部填土較厚，連日暴雨情況下，局部地段坡頂出現較為嚴重的變形。考慮基坑施工已完成，重新增補預應力錨索施工困難且工期較慢，針對該現場情況，在該處理段范圍內采用坡頂注漿加固處理，即在坡頂設置3 排垂直注漿孔，孔徑110mm，孔底進入粉質黏土≥1.5m，注漿孔間距1.0m×1.0m，注漿壓力0.3～0.5MPa，注漿花管設置注漿花眼，花眼直徑5～8mm，每截面按120°布置3 個，截面間距0.8m；注漿時在坡頂及基坑側壁進行觀測，如有地面隆起或其他不利狀況出現，應及時減小注漿壓力，確保施工對周邊環境無較大影響，注漿加固后基坑穩定性控制良好，變形得以控制。

1 工程概況

選取項目地處保定市蓮池區楊莊鄉，周邊靠近焦銀路、天威東路以及裕華東路，整體地勢平坦，無明顯起伏。項目共計用地面積2533 畝，建筑面積超過57 萬m2，地上建筑面積超過38 萬m2。

2 設計要求

設計參數見表1，帶※的參數表示經驗值。

表1 巖土設計參數

（1）設計方案應合理把控施工成本投入，確保其質量達到業內統一標準。

（2）本項目中，基坑A 剖面～D 剖面最終的安全等級都必須達到2 級。

（3）周邊荷載的規定。基坑周圍2m 以內嚴禁出現堆載，A 支護剖面～D 支護剖面基坑2m 外最終產生的荷載大小需維持在20kPa 以下。

（4）土體相關參數嚴格按照表1。

（5）項目完工后本基坑最長使用年限為1 年。

3 支護方案及技術

首先，下閘安置區地下3 層樓座與地庫基坑部分挖深需控制在9.22 ～9.47m，加深坑基坑深度則需達到11.9m；地下2 層樓座與地庫基坑的深度應控制在5.27～5.87m，該部位加深坑基坑深度需達到8.1m。為了避免埋下安全隱患，節省施工成本，項目決定，A 剖面和C剖面設定為土釘墻支護、D 剖面設定為放坡+ 掛網噴混支護、B 剖面則設定為復合土釘墻支護。

其次，該項目整體施工順序為：進行施工前的準備，收拾現場、提前擺放好項目所需的設備、材料；進行定位防線，隨后按照設計標準開挖；噴涂混凝土；檢查驗收。

最后，整個項目中耗費時間最長的工序包含支護、噴錨、分層分段開挖以及噴射混凝土，為了節約工期，剩余工序均可視實際情況同步開展。

3.1 開挖方法

（1）結合本項目實際情況，整個開挖需分成兩大部分進行。其中，主樓部分施工注意事項：施工人員首次開挖到距樓座槽底標高1m 左右的間距時，開始樓座CFG 樁的施工；前期施工完成后，才能對剩余部分進行開挖。

（2）再次挖土時，施工人員必須嚴格規范施工操作，避免觸碰到圍護結構、工程樁等。使用機械進行施工時，必須保證機械與土層標高之間有20～30cm 的距離，開挖結束后應及時清掃底部浮土[1]。若項目所處環境土質條件不佳，應適當進行超挖，或對局部區域進行超挖，其具體情況視項目實際需求決定。

（3）對于深淺基礎交接的位置，必須嚴格依照先深后淺的順序開展施工，開挖至樁基部位時，需要使用挖掘機對其進行清理。

（4）施工人員先開挖至自然地坪以下3m 的位置，將其作為錨桿支護的工作面，其具體寬度大小視實際情況決定，通常控制在15～20m。項目決定同時進行兩個施工段的施工工作，所有操作需要嚴格依照設計規定進行。

（5）整個開挖工序共計使用6 架挖土機，挖掘的同時需要適當進行修坡，可以在周邊安裝土釘墻，防止周圍的土方出現塌落。其中，第二次開挖需采用人工開挖的方式開展工作，不可出現超挖等問題，以免破壞底層結構。待開挖至基底后，應及時與負責驗收基槽的部門聯系，經驗收合格后即可開始墊層部分的澆筑。

3.2 土釘墻及噴射混凝土施工

（1）結合本項目實際條件，施工人員對基坑周邊內邊坡施工時，可以借助土釘掛網噴混支護技術[2-3]，且所有操作必須按照規定進行。因此，施工人員進行噴面時必須注意如下內容：首先，所有坡面、散水在支護時都應選用Φ8.0@200mmch3200mm 的鋼筋網片。其次，使用C20混凝土作為面板的噴射原料，具體厚度參照設計圖紙。混凝土內各個成分使用量應根據現場施工情況決定，確保最終不出現明顯垮塌、反彈，回彈率在15%以內即可。再次，施工人員應先噴射部分混凝土，再鋪設鋼筋網，鋼筋網與坡面之間的硅厚度必須大于等于2cm。最后，所有噴料需在施工現場拌制，使用前還需要再次攪拌；噴射應分層分段、由上而下有序開展施工；需要注意的是由于粉土中極易摻雜砂層透鏡體，因此及時噴護非常必要。

（2）施工工藝流程。①基坑的開挖與修坡按照設計圖紙定點防線，找出項目邊坡線，確認沒有異常后即可將整體分層分段，并依照自上而下的順序對邊坡進行開挖，直至深度達到規定標準，不可出現超挖。②施工過程中不僅需要確保坡面與邊界線都滿足設計標準，還需要盡可能確保邊坡面平整，以便后續順利填涂混凝土。③開挖的同時需要及時對已經完成開挖的工作面進行支護，且必須按照設計標準開展支護操作。④施工人員應先對四周進行開挖再開挖中間部分，這樣不僅能夠使得施工人員同步開展支護工作，節省施工時間，還可以及時發現施工中存在的問題，便于回填。⑤掛設鋼筋網時要先將準備使用的鋼筋全部調直，隨后對其分段鋪設，各個鋼筋網之間需要進行綁扎，使其連接在一起。⑥噴射混凝土面板時需要先對其分段分片，每一段在施工時都必須按照由下往上的順序有序進行，噴射時應時刻保持與面板垂直，其距離控制在0.8～1.5m，最終噴射厚度需達到10cm[4]。⑦所有噴射工作完成后，需要對整個面板進行補修與養護，具體的養護時間則需要結合當時的氣溫與環境狀況，通常養護時間控制在5～7d。

3.3 預應力錨索及腰梁

（1）嚴格把控孔位位置的偏差，水平方向控制在10cm 以內，豎直方向控制在5cm 以內，成孔直徑保持在15cm，預應力傾角控制在15～20°，項目選用直徑為15.2mm 的1×7Φ5 鋼絞線，其最大強度可達到1860MPa。施工完成后，確保孔深設計長度在0.5m 以上，并仔細清除孔內雜質，確保無任何殘留。

（2）下料時必須注意張拉段長度控制在1～1.5m，操作前需要確保所使用的錨索表面干凈、無雜質。

（3）本項目選用P.O.42.5 普通硅酸鹽水泥作為主要施工材料，其水灰成分配比控制為0.5，以M20 強度進行注漿，確保內部漿液能夠均勻得到填充。

（4）由于第一次注漿采用常壓注漿法，因此在第二次注漿時必須確保壓力在2MPa 以上。兩次注漿的時間間隔應根據施工現場實際情況決定。鋼絞線在加工時，應先放入兩根塑料注漿管，使其與底部維持30～50cm 的距離。后續注漿時，可以順著這兩根注漿管注漿、補漿，直至兩次注漿完成后再將其取出。

（5）待錨固體與腰梁強度均超過設計標準的70%之后，即可開始張拉。

（6）項目使用錨桿時需要借助專業錨桿鉆機與套管輔助施工。

（7）錨索腰梁選用1×22a 槽鋼作為施工原材料。

4 基坑監測

（1）基坑支護結構水平位移監測。主要包含視準線法、極坐標法、測角交會法等，由于施工現場較小，因此最終選用極坐標法對整個施工場所進行監測。開挖前，施工人員應依次測量所有基點，確保基點位置準確無誤，并記錄每一個監測點的坐標數值，將其作為初始值，以便后續施工過程中隨時參照[5]。

（2）項目單位需要實時監測支護結構以及周邊建筑物、管線等的沉降變形情況。開挖基坑前，需要仔細測量水準基準點和監測點相連的整條水準路線，嚴格遵守國家二等水準測量精度標準開展施工，各項指標最大誤差不得超過±4 或±0.3。同時需測量出所有點位的高度，將其作為高程初始值，以便后續進行參照。

（3）對基坑土體進行水平位移情況的監測時，所有使用的儀器設備必須符合專業測量規范的規定。通常情況下，對支護結構進行監測時往往選用斜測儀，主要原因是該設備能夠精準測量出儀器和鉛垂線之間的夾角。但使用該儀器之前需要配備測斜管，且測斜管的具體擺放位置、擺放深度都由項目實際需求進行確定。若該設備用于測量土層位移，則需要在土層內部提前準備Φ139 孔，借助鉆機將測斜管順利塞入孔內。此外，管道與孔壁之間的間隙需要均勻填充水泥和膨潤土。

（4）對地下水位進行監測時，可以使用電測水位儀輔助施工，儀器主要包含探頭、電纜盤、接收儀等。使用時將儀器探頭順著水位管伸入，一旦表面接觸水體，則會發出蜂鳴聲來提示施工人員，此時施工人員則可直接根據尺寸刻度，計算出地下水位跨管距離大小。