土建基礎施工中深基坑支護施工技術研究

文／王偉 北京城建一建設發展有限公司 北京 100020

引言：

隨著城市化進程的加速，高層建筑和地下工程的需求不斷增加，深基坑支護施工技術得到了廣泛應用。深基坑支護施工技術是指在深開挖基坑時，為保證基坑穩定和周邊建筑物安全而采取的一系列加固措施[1]。該技術能有效防止基坑坍塌、保護周邊環境，對提高工程施工質量、安全性和穩定性具有重要意義。

1.項目概況

某項目工程為一棟23 層的住宅樓，總建筑面積約為13662.15 平方米，基坑深度約為13 米，周邊環境較為復雜，施工難度較大。設1 層地下室，建筑物基礎采用樁基礎。基坑支護結構選擇單排樁、土釘墻，基坑支護等級為二級?；又ёo結構使用年限12 個月。本次勘察查明，在鉆孔孔位及深度控制范圍內，場區地層自上而下大體可分為7 層，自上而下分別為（1）雜填土、（2）粉質粘土、（3）細砂、（4）卵石、（5）全風化泥質粉砂巖、（6）強風化泥質粉砂巖、（7）中風化泥質粉砂巖。

2.深基坑支護施工

2.1 施工難點

（1）地質條件差：深基坑支護施工通常在地下水位以下進行，該工程地質條件差，導致基坑支護難度加大，容易出現坍塌、沉降等問題。

（2）施工場地狹小：本工程深基坑支護施工通常在城市中心和建筑物密集的區域進行，施工場地狹小，限制了基坑支護的設計和施工方案，增加了施工難度。

（3）施工周期長：深基坑支護施工需要開挖深度較大的基坑，施工周期較長，容易導致工人疲勞、機械設備磨損等問題，增加了施工難度。

（4）監測難度大：深基坑支護施工對基坑穩定和周邊環境的影響較大，需要進行嚴密的監測，但由于基坑深度大、周邊環境復雜等因素，監測難度較大。

（5）設計與施工協調困難：深基坑支護設計需要考慮到多種因素，如地質條件、周邊環境、施工周期等，而施工過程中可能出現各種意外情況，設計與施工協調困難。

2.2 施工前準備

在深基坑支護施工前，需要進行一系列準備工作。首先，要對基坑周邊環境進行詳細勘察，了解地形地貌、建筑物分布等情況，為后續施工提供數據支持；其次，根據勘察結果進行基坑支護設計，確定合適的支護方案[2]。同時，要進行施工組織設計，明確施工流程和安全措施；最后，要進行必要的施工現場準備，如清理、平整等。

2.3 測量施工

（1）根據現場條件，控制點和基準點應移至未損壞的位置。開工前，應在審查后對其進行適當保護，并在施工過程中經常進行重新測試。

（2）為確保施工測量的連續性和一致性，應在施工現場設置足夠數量的互視坐標控制點和高程基準。

（3）坐標控制點和基準設置應每15 天左右進行一次綜合測量，以防止每個點的沉降或接觸。

（4）坐標控制網和水準點在測量放線后由監理工程師復核驗收，作為工程測量放線的依據。

2.4 防護欄桿施工

（1）防護欄桿采用48 壁厚3.0mm 的鋼管組裝而成。

（2）欄桿立柱采用鋼管立柱，每2m 設置1 根，埋深0.3m，露地面高度為1.2m。

（3）防護欄桿設置在坡頂邊線往水溝方向0.25m處。

（4）欄桿設置上、中、下三道橫桿，上桿平欄桿頂離基準面地面高1.2m，中桿離基準面地面高0.6m，下桿離基準面地面高0.10m。

2.5 土釘+掛網噴砼

土釘支護施工工藝流程見圖1 所示：

圖1 土釘支護施工工藝流程

2.5.1 土方開挖

土釘墻土方必須分層分段開挖，嚴格做到開挖一層支護一層，上層未支護完，不得開挖下一層，應采用分段開挖，土方應分層開挖，每層開挖深度（對軟土區域）不應大于1.0m，開挖水平分段長度約15m，分層開挖深度不得超過相應層土釘深度0.5m。且應間隔開挖，開挖后應及時對壁面進行修整，同時不得在大雨天開挖施工。上層噴射混凝土面層達到設計強度70%后，方可開挖下層土方。

2.5.2 人工修坡

在挖掘機施工基本完成斜坡面后，采用人工修坡對松散的或干燥的無粘性土進行鏟除；修整坡面，清除坡面虛土，坡面平整度控制在±20mm 以內。

2.5.3 初噴混凝土面層

挖出的作業面修整后，應盡快噴射C20 細石混凝土面層，初噴混凝土面層厚度約40mm。噴射混凝土配合比宜為水泥：石子：砂=1:2:2 細石混凝土（重量比），石子粒徑5～10mm 的碎石，干凈的中粗砂，含水量5%～7%，不得使用污水，根據施工時天氣情況考慮是否加入適量的速凝劑。混凝土強度等級不低于C20，3 天不低于10MPa?；旌狭系臄嚢钁捎脧娭剖綌嚢铏C；選用的空壓機應滿足噴射機工作風壓和耗風量的要求，空壓機風量不宜小于9m3/min 以防止堵管，輸料管應能承受0.8MPa 以上的壓力，并應有良好的耐磨性能。

噴射混凝土采用干式噴射工藝，干法噴射混凝土施工供水設施應保證噴頭處的水壓力0.15～0.20MPa。噴射作業應分段分片進行，自下而上，噴頭與噴面保持垂直，距離宜為0.6～1.0m；并保持砼表面平整，無干斑或滑移流淌現象，噴漿氣壓應根據混凝土噴射的距離進行調整。

噴射作業前，應對機械設備、管線等進行全面檢查。坡面有水時，應做好導排工作。噴射作業開始時，先送風后開機，再給料；結束時，待細石混凝土噴完后，再關風。噴射時噴頭一般按螺旋式軌跡壓半圈均勻緩慢地移動，噴射砼搭接長度20cm；回彈物不可重新噴射。現場根據開挖土質情況，噴射混凝土與掛鋼筋網可以交替進行。

2.5.4 土釘定位成孔

土釘采用機械成孔法施工，成孔直徑土釘80mm，傾角15°，梅花狀布置，施工容許偏差：角度±3 度，孔徑±5mm，孔距±100mm。成孔作業前，按設計位置測量和確定孔位，鉆孔的長度比設計土釘長度長300～500mm，鉆孔結束后，應從孔底向外繼續清孔，時間至少10 分鐘。成孔時應有記錄，隨時掌握土層情況。施工時如碰到障礙物而發生困難，可適當調整角度和位置，上下左右調節。鉆孔完成后，及時安設土釘體并灌漿，以防塌孔。

2.5.5 土釘桿體制作及安裝

土釘由鋼筋桿體、水泥漿組成，桿體為1 根48 鋼花管（壁厚3.5mm）（橫向間距1.5m，豎向間距1.5m），L=6m；土釘插入孔內深度不應小于土釘長度的95%，亦不得超深，以免外露長度不足；在現場按設計長度截斷或焊接；土釘鋼筋接長采用雙面搭接焊，焊接長度按搭接雙面貼角焊5d。

土釘制作安裝，鋼筋要求平直、無銹跡，長度須符合設計要求，其誤差不超過±200mm，且應超出坡面約200mm。

2.5.6 注漿

土釘注漿采用P.042.5R 普通硅酸鹽水泥，注漿體采用水灰比為0.5:1 的水泥凈漿，注漿漿液需加入0.05%（水泥用量）三乙醇胺，噴射混凝土需加入2%（水泥用量）速凝劑。水中不應含有影響水泥正常凝結和硬化的有害物質，不得使用污水；漿體28 天強度不得低于20MPa，3天不低于10MPa。注漿壓力不得低于0.5Mpa，采用一次常壓注漿。

2.5.7 鋪設面層鋼筋網

鋼筋網應在噴射一層混凝土后鋪設，坡面鋪設φ8@150×150 鋼筋網，初噴砼厚度40mm。鋪設鋼筋網后用22#鐵絲綁扎，鋼筋網與坡面的間隙大于30mm，鋼筋網搭接長度不應小于300mm；并設置2φ16HRB400 加強筋與主筋焊接牢固。坡頂部位鋼筋網應向上外翻約1000mm 寬，鋼筋網綁扎鋪設完成后與插筋綁扎固定。

2.5.8 噴射混凝土面層

鋪設面層鋼筋網及設置泄水管后，應盡快噴射C20細石混凝土面層，噴砼面層厚度60mm。噴射混凝土配合比宜為水泥：石子：砂=1:2:2 細石混凝土（重量比），石子粒徑5～10mm 的碎石，干凈的中粗砂，含水量5%～7%，不得使用污水，根據施工時天氣情況考慮是否加入適量的速凝劑?；炷翉姸鹊燃壊坏陀贑20，3 天不低于10MPa。混合料的攪拌應采用強制式攪拌機；選用的空壓機應滿足噴射機工作風壓和耗風量的要求，空壓機風量不宜小于9m3/min 以防止堵管，輸料管應能承受0.8MPa 以上的壓力，并應有良好的耐磨性能。

2.6 鉆孔灌注樁

（1）灌注樁的施工應符合現行行業標準《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）的有關規定。

（2）灌注樁正式施工前，為了了解施工控制參數，應進行試成孔，數量不宜少于2 個。

（3）應采用間隔成樁的施工順序，剛完成混凝土澆筑的樁與鄰樁成孔安全距離不應小于4 倍樁徑，或間隔時間不少于36 小時。

（4）為確保樁頂混凝土質量，樁頂泛漿高度不應小于500mm。

（5）樁身采用水下C30 混凝土澆筑，鋼筋的保護層厚度不小于50mm。

（6）混凝土充盈系數：1.03～1.3。

（7）樁身混凝土應一次連續澆筑成型，不留施工縫，待樁身混凝土達設計強度后，方可施工冠梁，冠梁施工時，應將樁頂浮漿、低強度混凝土及破碎部分清除。

2.7 基坑監測

（1）基坑變形監測：對基坑支護結構進行變形監測，包括水平變形、垂直沉降等方面的監測，以防止基坑變形過大導致結構破壞[3]。

（2）地下水位監測：對地下水位進行監測，確?；又ёo結構和周邊環境的穩定性。

（3）土壓力監測：對基坑支護結構上的土壓力進行監測，以判斷基坑支護結構的承載能力和穩定性。

（4）周邊建筑物監測：對基坑周邊建筑物進行監測，包括沉降監測、傾斜監測等方面，以確保建筑物安全。

（5）地下管線監測：對基坑周圍的地下管線進行監測，確保管線正常運行，避免管線破裂或位移導致安全事故。

（6）支撐體系監測：對基坑支護結構的支撐體系進行監測，包括支撐桿件的受力、變形等情況，確保支撐體系穩定可靠。

（7）環境因素監測：對施工環境進行監測，包括溫度、濕度、風速等環境因素，避免環境因素對基坑支護結構的影響。

監測報警值：支護樁頂、坡頂水平位移累計值30mm，變化速率3mm/天（連續3 天）；支護樁頂、坡頂豎向位移累計值20mm，變化速率3mm/天（連續3 天）；周邊道路累計值30mm，變化速率3mm/天（連續3 天）；臨近建筑位于大于建筑物地基變形允許值，變化速率3mm/天。

3.深基坑支護施工質量控制措施

3.1 安全管理

深基坑支護施工具有一定的安全風險，因此需要采取一系列安全管理措施。首先，要進行安全預評估，分析基坑支護施工過程中的安全隱患和可能發生的事故，并制定相應的應急預案；其次，要加強施工現場安全管理，設置安全警示標志，規范施工人員行為[4]。同時，要定期進行安全培訓和演練，增強施工人員的安全意識和應急處理能力；最后，要建立完善的安全管理體系，明確各項安全管理責任。

3.2 施工過程質量控制

深基坑支護施工質量控制措施是指為了保證深基坑支護施工的順利進行和施工質量符合設計要求而采取的一系列措施。

（1）科學設計：在深基坑支護施工前，需要進行詳細的勘察和設計，綜合考慮地質條件、周邊環境、施工周期等因素[5]，選擇合適的支護方案和施工工藝，確保設計科學合理。

（2）嚴格材料控制：深基坑支護施工所使用的材料應符合設計要求和國家標準，對材料的質量、規格、型號等進行嚴格檢查和控制，防止不合格材料進入施工現場。

（3）加強施工現場管理：在深基坑支護施工過程中，應加強施工現場管理，規范施工程序，保證施工質量和安全。施工現場應保持整潔、安全，防止因雜亂無章的施工現場導致的事故和隱患。

（4）實行“三檢制度”：在深基坑支護施工過程中，應實行“三檢制度”，即自檢、互檢、專檢相結合的檢驗制度，對施工質量進行檢查和評估，確保施工質量符合設計要求。

（5）建立有效的信息反饋機制：在深基坑支護施工過程中，應建立有效的信息反饋機制，及時收集和整理施工質量信息[6]，對施工質量問題進行及時發現、分析和處理。

（6）規范施工操作流程：在深基坑支護施工過程中，應規范施工操作流程，確保施工人員按照設計要求和操作規程進行施工，避免因不規范操作導致的事故和隱患。

（7）加強質量記錄管理：在深基坑支護施工過程中，應加強質量記錄管理，對施工質量記錄進行及時、準確、完整地記錄和保存，確保質量記錄可追溯性和完整性。

結語：

綜上所述，深基坑支護施工技術對于保證土建基礎施工質量和安全性具有重要意義。在實際應用中，需要做好前期準備工作，加強施工過程管理和質量控制，確保安全管理工作落實到位。未來，隨著科技的不斷進步和施工技術的不斷發展，深基坑支護施工技術將向智能化、綠色化等方向發展。同時，隨著人們對環境保護和安全生產的要求越來越高，深基坑支護施工技術也將更加注重環境保護和安全生產方面的研究和應用。深基坑支護施工技術是土建基礎施工中不可或缺的一部分。通過前期準備、施工過程、質量控制和安全管理等方面的全面研究和改進，可以進一步提高深基坑支護施工技術的水平，為土建基礎施工提供更加安全、穩定、環保的支持。