土建基礎(chǔ)施工中深基坑支護施工技術(shù)分析

王明輝，劉雪成，唐飛宇

（中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著城市化發(fā)展和人口的增長，越來越多的高層建筑、大型工程和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要進行土建基礎(chǔ)施工。而在土建基礎(chǔ)施工中，深基坑作為一種重要的工程形式，具有良好的承載能力與穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于地鐵、商業(yè)綜合體等大型建筑項目中。然而，隨著基坑深度、規(guī)模的不斷增大，基坑支護施工技術(shù)也面臨了越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，針對深基坑支護施工技術(shù)進行研究已經(jīng)成為一個備受關(guān)注的問題。

1 深基坑支護施工技術(shù)總流程

1.1 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

深基坑開挖會對周圍土體產(chǎn)生較大的變形和應(yīng)力，進而影響周圍建筑物和地下管線的安全。為此，在深基坑施工前需要進行支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定合理的支護方式和使用材料，以確保支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。

1.2 適當選擇支護材料

深基坑支護材料的選擇決定了支護效果的好壞。常見的支護材料有砼、鋼材、玻璃鋼等。不同的材料有著各自的特點以及優(yōu)缺點，根據(jù)實際情況進行合理選擇，能夠最大程度地發(fā)揮支護材料的優(yōu)勢，從而保證施工效果。

1.3 安全監(jiān)測系統(tǒng)

深基坑支護施工期間需要進行安全監(jiān)測，及時掌握基坑周圍土體、支護結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力情況，以便及時調(diào)整施工方案。安全監(jiān)測系統(tǒng)包括地下水位、沉降觀測站、支撐應(yīng)力監(jiān)測等設(shè)備。

1.4 施工方案優(yōu)化

深基坑支護施工需要制定合理的施工方案，通過對開挖方式、支護結(jié)構(gòu)、支護材料等方面的優(yōu)化，以最小化對周圍環(huán)境和建筑物的影響，并保證施工效率。

2 深基坑支護施工具體流程

2.1 工程簡介

為方面介紹，這里以余政工出[2022]10 號地塊年產(chǎn)1 000 萬支營養(yǎng)棒等產(chǎn)品項目為例，該項目所在地持力層為中風化泥質(zhì)粉砂巖，該土壤結(jié)構(gòu)強度高，工程力學性質(zhì)好，埋深及厚度均較大。地下土層分為8 個工程地質(zhì)層，細分為19 個工程地質(zhì)亞層。④1-1粘土、④1-2 粉質(zhì)粘土、⑤1 粉質(zhì)粘土、⑥1 粘土、⑥3-1 粉砂、⑥3-2 礫砂及⑦2-2 圓礫或單獨或聯(lián)合作為預(yù)應(yīng)力管樁樁端持力層；⑦2-2 圓礫、⑩2 強風化泥質(zhì)粉砂巖或⑩3 中風化泥質(zhì)粉砂巖強度高，工程力學性能良好，均可作為鉆孔灌注樁的樁端持力層。

2.2 HC 工法樁

本工程基坑圍護西南角及東側(cè)，選擇HC 工法樁結(jié)合兩道鋼筋砼支撐支護結(jié)構(gòu)。HC 工法樁結(jié)合兩道鋼筋砼支撐是一種常用的地下結(jié)構(gòu)支護方式，具有施工周期短、成本低、對環(huán)境污染小等優(yōu)點，在市政、建筑、交通等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

2.2.1 前期準備

（1）現(xiàn)場勘探：在施工前，相關(guān)工作人員使用專業(yè)設(shè)備進行現(xiàn)場勘探，包括地質(zhì)勘探、地下管線勘探等，以便確定施工方案和避免事故發(fā)生。

（2）設(shè)計方案：根據(jù)勘探結(jié)果，設(shè)計專家會制定出最佳的施工方案，包括樁長、H 型鋼規(guī)格型號、拉森鋼板樁規(guī)格型號、支撐深度等參數(shù)，同時還需要制定好安全預(yù)防措施和應(yīng)急預(yù)案。

（3）材料準備：準備好所需的材料，包括H 型鋼、拉森鋼板樁、打樁機械等（詳見表1）。

表1 該項目HC 工法樁材料規(guī)格及型號

2.2.2 施工步驟

（1）HC 工法樁采用拉森Ⅳ鋼板樁，小企口施工鋼板樁長度為15.0 m。這意味著在HC 工法樁的施工過程中，使用了拉森Ⅳ鋼板樁，這種型號的鋼板樁被認為是最適合工程項目的一種，長度為15.0 m，這是由于工程項目的需要而設(shè)計的。

（2）HC 工法樁插入型鋼采用700 mm×300 mm×13 mm×24 mm，H 型鋼穿過壓頂梁，并高出壓頂梁項面500 mm。這里提到的700 mm×300 mm×13 mm×24 mm 指的是型鋼的規(guī)格，高度尺寸700 mm，翼面寬300 mm，腹板厚度13 mm，翼面厚度24 mm。H 型鋼被用來穿過壓頂梁，并高出壓頂梁項面500 mm，以便支持整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（3）HC 工法樁型鋼空隙采用小企口拉森鋼板樁連接。在HC 法樁的施工過程中，型鋼空隙將使用小企口拉森鋼板樁進行連接。這種連接方式可以提供更好的連接強度和穩(wěn)定性，從而確保整個結(jié)構(gòu)的安全。

（4）HC 工法樁應(yīng)采用專用機械施工，采用引孔配合微擾動施工工藝，嚴禁采用振動、錘擊成樁工藝，平面允許偏差為±20 mm，標高誤差不大于100 mm。HC 法樁的施工需要采用專用機械，并使用引孔配合微擾動施工工藝。在施工過程中，嚴禁采用振動、錘擊成樁工藝。此外，在平面方向上，允許的偏差為±20 mm，在高度方向上，標高誤差不得超過100 mm。

（5）拉森鋼板樁必須控制好下沉速度，鋼板樁下沉速度一般為1 m/min。在HC 工法樁的施工過程中，必須控制好拉森鋼板樁的下沉速度，一般情況下，下沉速度為1 m/min。

（6）拉森鋼板樁和型鋼要確保平整度和垂直度，不允許有扭曲現(xiàn)象，插入時要保證垂直度。插入H 型鋼時，若有接頭應(yīng)保證接頭的抗彎、抗剪及抗拉的等強度，接頭應(yīng)位于開挖面上下2 m 范圍外且鄰兩根鋼板樁接頭應(yīng)錯開1 m 以上。在HC 工法樁的施工過程中，必須確保拉森鋼板樁和型鋼的平整度和垂直度，并且不允許有任何扭曲現(xiàn)象。插入H 型鋼時，如果存在接頭，則必須確保接頭具有抗彎、抗剪和抗拉的等強度，并且應(yīng)該位于開挖面上下2 m 范圍之外。此外，相鄰的兩根鋼板樁接頭應(yīng)錯開1 m 以上。

（7）型鋼出廠前對小企口焊接完整。所有焊縫應(yīng)連續(xù)滿焊，焊縫高度為8 mm。焊接接頭不超過1 個，焊接頭的位置不得設(shè)在支撐位置或開挖面附近等型鋼受力較大處。施工前應(yīng)對型鋼進行探傷檢測，以確保其完整性和穩(wěn)定性。

（8）HC 工法樁需待基坑肥槽回填壓實后回收，采用靜拔工藝，先回收H 型鋼樁，后拔除拉森鋼板樁，最后應(yīng)及時注水泥漿填充型鋼拔除后的空隙。在HC工法樁施工完成后，需要等待基坑肥槽回填并壓實后，才能進行回收。這個過程使用靜拔工藝，首先要回收H 型鋼樁，然后再拔除拉森鋼板樁，最后應(yīng)及時注入水泥漿來填充型鋼拔除后留下的空隙。

（9）HC 工法樁在正式施工前應(yīng)進行試成樁，并檢測樁體完整性、樁體深度及強度，評估圍護樁施工對周邊道路及建筑的影響，確定無振動施工工藝做好相關(guān)試樁記錄，經(jīng)各方確認試成樁合格后方可進行正式施工。在開始HC 工法樁的正式施工之前，應(yīng)進行試成樁，并檢測樁體完整性、深度和強度。此外，還需要評估圍護樁施工對周邊道路和建筑的影響，并確定無振動施工工藝。在試成樁過程中，必須做好相關(guān)記錄，并經(jīng)各方確認試成樁合格后，才能進行正式施工。

2.3 PC 工法樁

（1）PC 工法組合鋼管樁是一種常用的地基處理方法，采用直徑為820 mm、壁厚為14 mm 的螺旋焊管和Q345 鋼制成鋼管，中間插拉森Ⅳ型鋼板柱。這種結(jié)構(gòu)可以有效增加土體的承載力和抗側(cè)力能力（如圖1 所示）。

圖1 PC 工法樁組合方式

（2）在施工過程中，三支點樁基底盤應(yīng)保持水平，平面允許偏差為±20 mm，柱導向垂直度偏差不應(yīng)大于1/250，樁徑偏差不大于10 mm，標高誤差不大于100 mm。這些要求有助于確保鋼管樁的穩(wěn)定性和承載能力。

（3）PC 工法組合鋼管樁采用小企口拉森鋼板樁連接鋼管樁和拉森樁，起吊和打拔施工時應(yīng)確保自安全。這個要求意味著在起吊和打拔時需要采取必要的安全措施，以避免人員傷害和設(shè)備損壞。

（4）PC 工法組合鋼管樁的下沉速度必須得到控制，鋼管樁下沉速度一般為1 m/min。必要時可采用水刀引孔打設(shè)，具體參數(shù)應(yīng)結(jié)合觀場試樁確認。該要求是為了確保鋼管樁的垂直度和平整度，避免因下沉速度過快引起樁身變形和損壞。

（5）PC 工法組合鋼管樁的插入過程中，要確保平整度和垂直度，并且不允許有扭曲現(xiàn)象。插入時要保證鋼管的垂直度。如果鋼管有接頭，則應(yīng)保證接頭的抗彎、抗剪及抗拉等強度，并將接頭位于開挖面以下1 m，鄰兩根鋼管接頭應(yīng)錯2 m 以上。這些要求有助于確保鋼管樁在施工過程中的穩(wěn)定性和承載能力。

（6）焊接接樁應(yīng)采用坡口焊等強焊接，嚴禁現(xiàn)場焊接。對接焊縫的坡口形式和要求應(yīng)符合現(xiàn)行業(yè)標準《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（GB50661-2011）的有關(guān)規(guī)定，焊縫質(zhì)量等級不應(yīng)低于Ⅱ級。焊縫應(yīng)進行現(xiàn)場探傷檢測，檢測數(shù)量不少于20%。這些要求有助于確保鋼管樁和拉森鋼板樁的連接牢固，保證整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力。

（7）單根鋼管樁中焊接頭不超過1 個，焊接頭的位置不得設(shè)在支撐位置或開挖面附近等型鋼受力較大處。這個要求是為了確保鋼管樁在施工過程中不會出現(xiàn)變形或損壞。

（8）PC 工法組合鋼管樁采用免共振錘施工，嚴禁采用普通機械手振動、錘擊成樁工藝，可采用引孔配合靜壓、中掘等成樁工藝。工法樁在正式施工前應(yīng)進行試成樁，并檢測樁體完整性、樁體深度及強度，評估圍護樁施工對周邊環(huán)境影響，確定施工工藝做好相關(guān)試樁記錄，經(jīng)各方確認試成樁合格后方可進行正式施工。這些要求有助于確保鋼管樁的安全性和穩(wěn)定性，在施工過程中不會對周邊環(huán)境造成不必要的影響。

（9）在地下室外墻施工完畢并達到設(shè)計強度后，回填砂分層夯實回填至相應(yīng)標高并跳拔回收鋼板樁和鋼管樁，先拔出鋼板樁，再跳拔出鋼管樁。最后必要時采用灌漿或注槳等填實圍護樁樁體內(nèi)的空隙。這個要求是為了確保完成施工后的鋼管樁的安全回收，并且填實圍護樁樁體內(nèi)的空隙，以增加整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力。

（10）建議施工順序：先施工工程樁，再施工鋼管樁和拉森鋼板樁。這個建議是基于施工經(jīng)驗得出的，可以有效避免因施工順序不當帶來的施工難度和問題，從而提高施工效率和質(zhì)量。

3 結(jié)語

土建基礎(chǔ)施工中深基坑支護施工技術(shù)研究是一個不斷探索與創(chuàng)新的過程。在現(xiàn)代城市化進程中，越來越多的高層建筑和地下工程需要開挖深基坑，因此深基坑支護施工技術(shù)的研究和應(yīng)用具有重要的意義。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，深基坑支護施工技術(shù)也會不斷更新和完善，更加適應(yīng)新的工程環(huán)境，并提高支護施工效率和質(zhì)量。