房屋建筑深基坑支護施工技術(shù)

閆 飛

(中鐵十四局集團第一工程發(fā)展有限公司，山東 日照 276826)

深基坑的合理設(shè)置有利于建筑的順利施工。深基坑作為建筑物的重要防護結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量將直接影響到建筑物的整體性能，一旦該處存在問題，將嚴重威脅到建筑施工的安全性。因此，需采取有效的深基坑支護措施，提高深基坑的穩(wěn)定性，為建設(shè)工作的開展創(chuàng)設(shè)良好的條件。

1 深基坑支護的重難點

(1)現(xiàn)場地層條件錯綜復雜，施工遇到的地層可能偏離設(shè)計情況，因此在施工期間需加強核驗，根據(jù)現(xiàn)場情況動態(tài)調(diào)節(jié)施工方法。

(2)出露地層為巖石時，需注重開挖的合理性，盡可能減小開挖對巖體的擾動作用，若現(xiàn)場存在危巖，則及時清理干凈。

(3)本工程東側(cè)需設(shè)置樁基礎(chǔ)，在該部分的施工中，應(yīng)最大限度減小施工的干擾，以免影響到西側(cè)支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2 工程概況

營前居民小區(qū)項目，建設(shè)4棟建筑物和地下車庫，總建筑面積約39 998m2。基坑支護范圍自然地面標高約63.75m～65.00m，基坑坡底線長約327m，基坑支護高度約為0.00～7.65m，基坑安全等級為二至三級，屬于臨時支護結(jié)構(gòu)，用于維持基坑的穩(wěn)定性，該支護設(shè)計使用年限為一年。

3 施工技術(shù)要點

3.1 水文條件的優(yōu)化

(1)地表水 為避免地表水侵擾基坑，在基坑坡頂?shù)孛孀龇罎B處理，阻隔地表水的進入；沿基坑坡頂設(shè)擋水磚墻，以免雨水和周邊的生活用水流入基坑。

(2)地下水 ①沿基坑周邊及內(nèi)部修筑排水溝和集水坑。②沿坡面設(shè)直徑為100mm的泄水孔，孔距統(tǒng)一為2 500mm，局部存在巖層交接面，對該部分的泄水孔做加密處理。

3.2 土(巖)釘墻施工

(1)按水平間距2.0m、孔徑110mm、總長3.00m～6.00m的要求組織土(巖)釘成孔作業(yè)。

(2)成孔后，向其中置入鋼筋，條件允許時盡快注漿，以免鉆孔因中途間歇時間過長而坍塌。盡可能提高成孔作業(yè)的精度，減小偏差，例如：土(巖)釘位置允許偏差為100mm、傾角的允許偏差為3°。

(3)按0.5～0.6的水灰比制備P.042.5水泥凈漿，用于注漿。漿液制備環(huán)節(jié)做充分的拌和，保證均勻性，漿體強度不低于M20，遵循隨拌隨用的原則，盡可能縮短拌和后至使用前的時間。

(4)鉆孔后、注漿前，先清理殘留在孔內(nèi)的虛土以及各類雜物，確認孔內(nèi)得到有效的清理后，方可安排注漿。向孔內(nèi)插入注漿管，管端與孔底的距離不超過200mm，隨著漿液的逐步注入，適時拔管，但注漿全過程中管口均要埋入注漿液面內(nèi)。

3.3 護坡施工

(1)簡易護坡 采用“C20砼面層(80cm厚)+鐵絲網(wǎng)片”的作業(yè)方案，用φ12連接筋對鐵絲網(wǎng)片做綁扎處理，并按照1.5m×1.5m的間距依次設(shè)置Φ12鋼筋釘，起到固定的作用。

(2)土釘墻面層 采用“C20砼面層(100mm厚)+φ8@250鋼筋網(wǎng)”的方案，以焊接的方法對鋼筋網(wǎng)與φ16連接筋做固定處理，使其構(gòu)成完整的整體。

(3)面層可采用鋼纖維噴射混凝土，主要的作業(yè)細節(jié)有以下幾點。①混合料制備環(huán)節(jié)，選用長度25mm～35mm、直徑0.40mm～0.80mm、長徑比35～80、抗拉強度不低于1 000N/mm2的鋼纖維，摻量不少于25kg/m3。②鋼纖維不可附著銹跡、油漬以及其它雜物，否則將影響到鋼纖維與水泥的正常粘結(jié)。③注重鋼纖維分布的均勻性，不可成團。

(4)混凝土面層噴射時的作業(yè)要點有以下幾點。①細骨料采用中粗砂，含泥量在3%以內(nèi)，砂率為45%～55%，水灰比為0.4～0.45，選擇優(yōu)質(zhì)的原材料，精準稱量，做充分的拌和。②分段噴射施工，每段按照自下而上的順序有序進行。③混凝土終凝2h后，安排養(yǎng)護，營造良好的溫濕度環(huán)境，以便混凝土的有效成型。④鋼筋與坡面的間隙應(yīng)大于20mm，以綁扎的方法固定鋼筋網(wǎng)，搭接長度需在300mm以上；鋼筋連接采取搭接焊的方法，為保證連接的穩(wěn)定性，焊縫長度不小于10d(d為鋼筋直徑)。

4 深基坑支護施工技術(shù)

4.1 土釘墻及噴射混凝土

(1)以土釘掛網(wǎng)噴支護的方法加固基坑周邊內(nèi)邊坡，作業(yè)要點有以下幾個方面。①部分坡面、散水掛φ8.0@200×200mm鋼筋網(wǎng)片。②面層噴射施工材料選用的是C20混凝土，回彈率不大于15%，配合比經(jīng)試驗后確定，以現(xiàn)場噴射不垮塌、無大量反彈為基本前提。③鋪設(shè)一層混凝土后再鋪設(shè)鋼筋，向鋼筋與坡面間做噴射處理時，該部分混凝土的厚度需達到20mm或適當增加。④以分段的方式有序噴射，同一段采取自上而下的順序。

(2)施工工藝流程及要點有以下幾個方面。①基坑開挖。先安排測量放線，確定合適的開挖邊坡線，再按照自上而下的順序分段、分層有序開挖，直至實際開挖量達到要求為止。在確保坡面和邊界線均滿足要求后，精細化修整邊坡面，使其具有平整性。每日土方開挖后，及時對開挖出的工作面采取支護措施，保證穩(wěn)定性。開挖環(huán)節(jié)，先挖坑邊，此舉目的在于提供足夠的場所，以便支護作業(yè)的順利開展，而后再開挖基坑中間島。②鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。先檢查待使用的鋼筋，做雜物清理、調(diào)直等操作，再鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。間距為?8@200mm，搭接長度不小于30d，用Φ18鋼筋以焊接的方法將橫向加強筋與土釘穩(wěn)定連接于一體，搭接長度不小于5d。③面板的混凝土噴射。分段、分片有序噴射面板混凝土，同一段先從下部開始噴射，逐步向上部推進；噴射裝置與受噴面保持垂直，噴射厚度為100mm。④養(yǎng)護。養(yǎng)護時間約5d～7d，具體根據(jù)現(xiàn)場氣溫而定。

4.2 預應(yīng)力錨索及腰梁的施工

(1)成孔直徑150mm，鉆傾角為15°～20°的預應(yīng)力錨索孔，配套直徑為15.2mm的鋼絞線(作為錨索)?？咨盥源笥谠O(shè)計值0.5m，經(jīng)過鉆孔作業(yè)后，安排清孔，清理聚積在孔內(nèi)的雜物。

(2)預應(yīng)力錨索下料應(yīng)具有準確性，由專員根據(jù)設(shè)計要求控制下料長度；下料時，預留1.0m～1.5m的張拉段長度。

(3)材料方面，水泥選用的是P.0.42.5普通硅酸鹽水泥，按照0.5的水灰比拌和，漿液強度M20。

(4)注漿成錨分階段完成，首先為常壓注漿，而后間隔合適的時間，安排第二次注漿(此環(huán)節(jié)壓力不小于2.0MPa)。鋼絞線加工時，向其中置入2根塑料注漿管，以滿足注漿要求。

(5)加強對腰梁和錨固體的強度檢測，待實測值達到設(shè)計值的70%后，按工程計劃張拉鎖定。

4.3 監(jiān)測

深基坑支護施工條件復雜，加強基坑監(jiān)測具有必要性，以便掌握施工現(xiàn)場的實際情況，采取動態(tài)控制措施。基坑工程施工前便要開始監(jiān)測，直至持續(xù)至地下工程完成為止。為通過對比分析的方式更加直觀地判斷深基坑支護情況，在支護結(jié)構(gòu)施工前便要安排測量，獲得初始讀數(shù)。對于各基坑類別、各開挖深度施工條件下的監(jiān)測頻率，如表1所示。

表1 現(xiàn)場儀器監(jiān)測的監(jiān)測頻率表

預警界限的設(shè)定能夠更加便捷地判斷現(xiàn)場施工的合理與否，在工程檢測中，各測試項目均要對應(yīng)特定的預警值，以便做對比分析，判斷其是否超出許可范圍，進而根據(jù)實測值與預警值的關(guān)系采取有效的調(diào)控措施，保證施工的安全性和工程結(jié)構(gòu)的有效性。預警值必須具有合理性，具體按如下思路進行設(shè)定。

(1)預警值設(shè)定所需遵循的基本原則如下。①滿足現(xiàn)行的規(guī)范和規(guī)程。②滿足測試對象的安全要求。③滿足設(shè)計計算要求。④滿足各保護對象的主管部門所提要求。⑤在保證安全的前提下，盡可能滿足質(zhì)量、效率、效益層面的要求。

(2)預警值的設(shè)定。在基坑坡頂布設(shè)觀測點，在正式開挖前組織觀測，采集數(shù)據(jù)并記錄，獲得初始數(shù)據(jù)。而后，綜合考慮計算結(jié)果和實踐經(jīng)驗，最終確定各監(jiān)測項目的預警值，具體如表2所示。

表2 監(jiān)測項目預警值

5 深基坑工程有關(guān)問題

5.1 水文條件對工程的干擾

施工現(xiàn)場的地下水以微承壓水和孔隙潛水為主，為實現(xiàn)對地下水的有效控制，在現(xiàn)場修明溝和集水坑，共同起到基坑降水的作用。

建筑物地下部分的防水、防滲應(yīng)落實到位，最大限度減少水的侵擾， 實現(xiàn)對建筑物地下部分的有效防護?；踊靥畈牧线x用的是粘性土，分層逐步回填、壓實，在此措施下，有效阻隔基坑周邊地下水和地表滲水。不同土層均有特定的滲透系數(shù)，具體如表3所示。

表3 各土層滲透系數(shù)

5.2 基坑開挖及邊坡防護

基坑開挖最大深度為7.65m，基坑周邊開挖深度3倍范圍內(nèi)不可存在管線和建筑物，以免彼此間造成干擾。根據(jù)基坑開挖深度和現(xiàn)場作業(yè)條件，將基坑工程安全等級設(shè)為二級?；泳邆浞牌聴l件，在開挖環(huán)節(jié)采取自然放坡的方法；加強地表水的疏排作業(yè)，盡可能減小滲透、沖刷對邊坡的影響，以免由于環(huán)境因素的作用而導致土體強度大幅下降(嚴重時可能滑塌)。此外，以工程施工要求為導向，委托專業(yè)的單位開展設(shè)計工作，得到科學可行的作業(yè)方案。基坑支護設(shè)計參數(shù)，如表4所示。

表4 基坑支護設(shè)計參數(shù)

深基坑施工中可能發(fā)生基坑坍塌事故。為此，先將截水、降水措施有效落實到位，在此前提下，以分層的方法有序開挖支護，再進行基礎(chǔ)施工。按照先高層后多層的順序進行基礎(chǔ)施工，同時需要優(yōu)先完成開挖較深工程的施工作業(yè)，再逐步推進至開挖較淺工程。

地質(zhì)條件的特殊性也有可能引發(fā)工程風險，但本工程的現(xiàn)場條件較好，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果可知：基坑影響范圍內(nèi)無市政管線，因此不存在工程施工擾動地下管線的問題；此外，該范圍內(nèi)也不存在建筑物和市政道路，因此也無此方面的影響。

宜在基坑施工時加強對邊坡的位移觀測，根據(jù)實測數(shù)據(jù)對邊坡的實際狀況做出準確的判斷；雨季施工時，加強對地表水的引排，避免基坑受到地表水的侵擾；擬建工程土方回填時，材料可以選擇粘性土，逐層有序壓實，提升密實性，阻止地表水向地下建筑物的下滲。

6 深基坑支護可能遇到的風險及其對策

6.1 可能遇到的風險

深基坑支護具有復雜性，在基坑開挖過程中，可能由于擾動而引發(fā)風險。具體至本基坑工程，可能存在的風險有：支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的位移現(xiàn)象。施工場地的周邊區(qū)域可能發(fā)生位移、沉降。無論何種風險，均會影響到施工的安全性，也將對工程施工質(zhì)量和進度帶來不同程度的影響，因此需采取有效的應(yīng)對措施。

6.2 風險的對策

(1)深基坑工程施工前，先綜合考慮主體結(jié)構(gòu)特征(例如建設(shè)規(guī)模、挖深)和地勘報告，以此來開展深基坑支護設(shè)計工作，得到一套完善的深基坑支護設(shè)計方案。依據(jù)計算分析結(jié)果，富有針對性地設(shè)計支護結(jié)構(gòu)，保證合理性。在生成設(shè)計方案后，組織專家評審，識別方案中的不合理之處，引導改進，在循序漸進的方式下，得到科學可行的深基坑支護設(shè)計方案。

(2)在制定深基坑支護設(shè)計方案后，與各分項工程的實施單位溝通，協(xié)商好支護結(jié)構(gòu)的設(shè)置、土方的開挖、施工期間的監(jiān)測等各分項工程的作業(yè)方案，清晰界定各參與主體的工作范疇，以便在實際施工中能夠按照預定方案有序推進工作進程。此外，加強信息溝通機制的建立，使各方能夠及時共享信息，用信息指導工作。

(3)基坑開挖時，采取分段、分層的方法，并在開挖后隨即采取支護措施。

(4)開挖期間遇局部滲漏的問題時，及時尋找滲漏點，全面封堵。

(5)開挖過程中加強監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測反饋的信息判斷現(xiàn)場是否存在安全隱患和質(zhì)量隱患，進而采取有效的控制措施，例如局部的加固、施工進度的調(diào)整。

7 結(jié) 語

綜上所述，深基坑支護在提升深基坑穩(wěn)定性方面有重要的意義，而深基坑的穩(wěn)定程度將直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和使用效果。作為施工單位，需高度重視深基坑支護作業(yè)，遵循因地制宜的原則，采取科學的深基坑支護措施，保證深基坑的施工質(zhì)量。