復雜環境下小學建筑基坑支護施工技術

路海玉 唐明亮 梁孟孟 李 亞 朱鵬飛

（中建七局國際工程建設有限公司，廣東 廣州 510000）

在我國城市化進程不斷推進過程中，建筑項目數量以及規模持續擴大，同時建筑項目面臨越來越復雜的施工環境，并同步加大了施工難度?；庸こ淌墙ㄖ┕ろ椖筷P鍵內容之一，在保障整體建筑質量方面發揮著重要作用，所以在復雜的施工環境下，必須科學設計施工組織，規范落實基坑支護作業，嚴格控制各施工工序，保證基坑支護整體施工效果優良。

1 新時期建筑基坑支護施工技術特點

1.1 基坑深度不斷增大

雖然我國國土面積遼闊，但實際上可利用建筑用地極為有限，同時在我國城市化進程不斷推進過程中，城市建筑無論是數量還是規模都持續擴大，建筑用地需求大幅提升，這些因素都促使現代建筑工程朝著大、深方向發展，由此提升土地利用率，并為人們居住及出行提供便利。

1.2 施工條件日漸復雜

在新時期環境下，建筑用地面積日漸縮小，同時在我國城市化建設不斷推進過程中，建筑密度進一步增加，這使得很多建筑施工中面臨著更加復雜的地質以及地理環境情況，并使基坑施工以及支護作業面臨巨大困難，在基坑支護施工中有諸多因素可影響施工進度和質量。此外，在現代化城市發展期間，地下管道埋設日漸復雜，這將使基坑開挖難度進一步提升，若在基坑開挖期間發生安全問題，除了威脅建筑結構本身穩定性以及安全性，還可能引發更大的經濟損失。

1.3 容易出現安全事故

在基坑開挖深度不斷增加的過程中，將有更大概率遇到復雜的地質以及地形結構，而所存在的這些復雜性因素不僅會阻礙基坑開挖支護作業順利進行，還使施工中面臨較大安全隱患，若不能及時得當處理，容易引發嚴重安全事故。同時，在基坑開挖深度不斷增加期間，對基坑支護結構提出更高的可靠性以及穩定性要求，若支護結構不能正常發揮作用，或者有支護不當問題，將使建筑本身結構和周邊地下管道的安全與完整受到嚴重威脅。此外，一旦發生支護失效問題，將面臨一定工程糾紛，使建設單位增加投資成本。所以，基坑開挖施工期間要全面勘察施工現場，根據現場及周邊建筑實際情況科學制定基坑支護施工方案，優化選定施工技術。

2 復雜環境下小學建筑中基坑支護施工技術的應用

2.1 工程概況

某小學建筑項目建筑面積99832.65m2，其中地上建筑面積78357.52m2，地下建筑面積21475.13m2，項目設計地下室為一層。該項目選擇筏板基礎，基坑開挖深度在2.9m～11.2m區間，水位埋深穩定在1.3m～10.4m區間。項目基坑的東側是一個體育館；西側是人工邊坡，高度約8m，坡頂上方設置為小學操場；南側和北側是已建成的居民樓。為避免基坑開挖過程中因為水位下降而出現徑流，并由此導致泥沙流失，造成附近建筑還有地面發生下沉情況，選擇在西側的排樁支護體系當中通過雙管高壓旋噴樁構建樁間土支護還有止水帷幕，使排樁和止水帷幕兩者緊密地咬合。因為東側、南側以及北側均緊鄰著已經建成的建筑物，所以不能選擇孔沖樁基成樁，同時因為土層中包含中粗砂層，其中含有卵石，不能選擇旋挖咬合樁施工，綜合考量之下，決定運用雙排高壓旋噴樁，并在其中插入Φ133無縫鋼管，旋噴樁保持1m的排間距，此外鋼管的壁厚是4mm。

2.2 基坑監測

2.2.1 監測方法

首先，對水平位移還有沉降進行監測，也就是對坡頂的水平位移以及沉降進行監測，同步對支護結構所發生的水平位移進行監測。在水平位移監測過程中，主要選擇應用全站儀觀測，所得監測成果能夠達到三等位移觀測精度要求。而在沉降監測中，主要選擇應用中緯電子水準儀，精度保持在±0.7mm/km，可達到三等水準測量標準要求。對于坡頂水平位移監測點，主要布設于基坑轉角、邊坡坡頂中間部位等特征點當中，沉降觀測點以及平面位移控制點兩點共用，同時要求坡頂的水平位移監測點實際布置情況符合設計圖紙要求。在監測點，要合理選用觀測標志，主要選擇圓頭鋼釘（直徑20mm、長50mm）或者選用鋼質監測點（500mm×18mm）[1]。在布設監測點過程中，要結合現場實際施工情況和具體進度分批次設置，根據有關規范做好警示以及防護工作，防止遭到人為破壞，一旦發現被破壞，需及時采取有效的處理方法，并在監測報告當中記錄。監測期間，在與基坑相距50m的外側布設基準點，共三個，所選基準點要固定區域，而且保證相應區域不會受到破壞，主要在基準點埋設金屬標，或者于固定建筑當中布設覘標。在對監測基準點進行測量和檢驗期間，主要選擇通過坐標校準法展開基點檢核和校準等工作，在第1次測量時，將全站儀架設于工作基點當中，至少對兩個基準點距離值以及方位角進行觀測。隨后，按照一定周期運用同樣的方法對各個工作基點的穩定性進行檢驗，一旦發現基點存在位移情況，要及時對位移的測量值進行修正，促使水平位移整體監測精度更高。

其次，針對深部土體進行水平位移監測，也就是測斜。在監測水平位移過程中主要選擇測斜儀探頭，該儀器主要由兩組小滑輪所構成，兩組間距是50cm，通過測斜管底部所設探頭讀取數據。在多次觀測之后，利用所得數據繪制曲線，由此更加直觀、便捷地了解觀測過程中的土體變形情況，也就是水平位移情況。該工程中所用的測斜儀精度是±4mm/15m，并有著0.04‰的傳感靈敏度。

最后，進行地表巡視，巡視范圍是邊坡頂后3/2倍邊坡高度區間內，主要巡查對象是地表裂縫，一旦在巡查中發現存在裂縫，需及時測量，記錄時間并拍照，設置觀測裂縫的專用設備，相關信息要及時傳遞給甲方。

2.2.2 監測效果

基坑開挖過程中，因為項目周邊管線、環境、建筑物還有支護結構等，會在一定程度上受到基坑開挖影響，經過科學組織觀測工作，可更安全、順利地開展基坑和邊坡施工作業，而且施工中一旦有異常情況出現，可及時獲得反饋信息，結合相關信息做出深層次分析，并針對性地采取有效措施加以應對，以防發生安全事故[2]。同時，通過觀測還有監測工作獲得一系列數據，通過對數據進行科學計算，可相對精準地預測并掌握支護結構是否穩定，根據相關情況合理組織施工，使基坑施工更安全、順利，保證邊坡穩定。除此以外，通過對比監測所得數據以及工程預測值，可更科學、準確地判定上一施工工序的施工參數還有工藝等是否達標，并可參考相關數據明確下一步施工工藝與參數，提升施工的信息化水平。

2.3 基坑支護施工技術的應用

2.3.1 設計參數

在該小學建筑項目施工中，主要應用雙管高壓旋噴樁施工技術，設計參數見表1。

表1 設計參數

2.3.2 施工材料

在該項目施工中，根據工藝要求，所用施工材料主要有水泥、鋼管以及水等。其中，水泥主要選擇復合硅酸鹽水泥（PC32.5R），在水泥進場過程中著重檢查水泥品種、出廠日期以及級別等，同步采取科學手段復驗水泥安定性、強度還有其他的必要性能指標，保證質量達到相關規范要求。施工中所用鋼管材料其性能以及各項指標都應達到設計規定的鋼材要求與標準，同時鋼管對接焊縫要達到設計和相關規范要求，并且焊縫探傷率應≥5%[3]。在水泥漿拌制過程中，所用水主要選擇飲用水，若要選擇其他來源水，要求水質應達到行業標準規定。

2.3.3 施工方法

根據該工程需求，在項目施工中選擇雙重管旋噴樁施工技術，要求施工前通過鉆機引孔，而且引孔深度應在旋噴樁深度基礎上增加50cm。在該工藝應用中，施工流程主要包括：①平整場地；②測量放線；③鉆機就位；④對噴油嘴情況還有旋噴壓力進行檢查；⑤對中引孔；⑥明確引孔深度；⑦把鉆進移送到下一根樁；⑧在旋噴樁機就位情況下進行旋噴施工；⑨旋噴并穿透砂層之后提桿復噴；⑩經檢驗達到設計要求。

另外，在此工藝應用過程中要注意樁機就位之后要和鉆桿垂直度準確對應，合理控制垂直度偏差，通常不可超過樁長的3‰。在鉆孔施工中，選擇跳孔施工方法，保持1.2m的施工間距，鉆孔深度基于旋噴樁長增加50cm，并且鉆孔直徑保持在11cm[4]。

2.3.4 雙管高壓旋噴樁施工要點

為雙管高壓旋噴樁施工工藝流程如圖1所示，主要工序施工要點：①做好設備準備工作，主要對高噴設備進行安裝、調試以及就位等，同步檢查供氣系統、旋噴鉆機、供漿系統、風嘴、噴頭、漿嘴、噴管等，在嚴格檢查確定全部正常之后進入到現場安裝環節；②測量放線，主要是基于設計要求進行樁位的測設，之后做出明顯標識，并采取有效的保護措施；③鉆孔就位，主要是在預設好的孔位上方安置鉆機，保證鉆頭和孔位中心相互對準。待鉆機就位之后，采取水平校正措施，保證鉆桿垂直并和鉆孔中心點位對準，由此促使鉆孔施工之后充分滿足設計中的垂直度要求。為避免在施工期間發生竄漿問題，需要在旋噴樁施工中先進行邊樁施工，結束后再進行中間樁施工，兩工序的間隔時間不可低于24h；④鉆孔施工。在鉆進施工期間，注意合理控制鉆進速度，以防因鉆進速度過快或過慢發生卡鉆、埋鉆等孔內事故，同時，在鉆孔期間動態關注鉆桿垂直度，一旦垂直度偏離程度過大需及時校正，防止發生鉆孔傾斜問題[5]。在此施工環節，要注意防范孔內事故，并且為了保證一旦出現孔內事故能夠第一時間加以處理，需要事前先準備好相關事故打撈工具，以免增加事故嚴重程度。

圖1 工藝流程

2.3.5 施工注意事項

其一，在高壓旋噴樁定位放線過程中，必須根據緊挨著的兩個施工鉆孔樁實際中間點位進行定位，同時在施工過程中要適時開展成樁工藝試驗，并要采取科學措施復核樁直徑。

其二，在旋噴機以及鉆機安裝就位過程中，要確?；哂休^高平穩度，而且轉盤以及立軸要注意和孔位準確對正，并嚴格控制傾角以及設計誤差，一般情況下誤差不可超過0.5°。

其三，在噴射注漿作業結束之后，若固結體的頂部上方有凹穴出現，需及時采取補灌措施，補灌材料主要選擇水泥漿（水灰比0.6）。

其四，噴射注漿作業期間需動態了解冒漿情況，一般需將冒漿量控制在20%以內，若超出此范圍，需及時進行原因分析，并采取針對性的解決措施。同時，還要關注完全不冒漿情況，此情況發生的主要原因可能是地層當中有較大空隙，此時可適當增加注漿量，或者把適量速凝劑摻入漿液當中。而對于冒漿量過大情況，則可采取降低注漿量方法，也可適當提高提升速度和回轉速度，或者選擇更小的噴嘴直徑，促使噴射壓力上升。

其五，合理處理特殊地層。若在旋噴施工中遇到軟弱地層，需要在旋噴作業之后通過砂漿泵注入砂漿（M15），由此促使固結體具有更高的強度；而若遇到濕陷性地層，需要在高壓噴射注漿成孔作業期間聯合應用空氣洗孔，以防止沉降程度進一步加大；若遇到沙層，尤其是遇到干沙層，需要在噴射作業過程中注意噴頭外徑小于漿管，由此防止發生夾鉆問題[6]。

3 結語

基坑施工具有系統性、復雜性等特點，而基坑施工質量會對整體建筑質量產生直接影響，所以需根據工程現場實際情況合理制定基坑支護施工方案，優化選擇基坑支護施工技術，并在施工中做好觀測與監測工作，在正確運用施工技術，切實把握技術要點基礎上，充分保證基坑支護施工質量，為后期施工奠定堅實基礎。