房屋建筑工程深基坑支護施工技術研究

摘要：從計算深基坑土體壓力和錨桿長度、深基坑坑壁支護和土體加固、漿囊袋注漿預應力錨桿施工方法、深基坑土方開挖與回填、深基坑排水和降水施工等方面，闡述了深基坑支護施工技術。將該項施工技術應用于某房屋建筑工程深基坑支護施工過程中，通過檢測驗證了應用本文設計的深基坑支護施工技術，可減少深基坑支護的施工位移量，提高深基坑穩定性，增強深基坑作業的安全系數。

關鍵詞：土體壓力；深基坑支護；錨桿；深基坑降水

0" "引言

高層房屋建筑工程的施工過程復雜，風險程度高，如果初期的基礎工程施工存在問題，就會為后續工程留下嚴重的安全隱患。深基坑的施工質量直接影響高層建筑的穩固性，施工單位及其施工技術人員要高度重視深基坑支護施工質量，要按照相關規范和設計方案，采用適當的施工技術做好深基坑支護工作，確保高層建筑整體結構的穩固。對于建筑規模龐大、地質結構復雜的高層建筑，其深基坑支護要求更高、施工工藝更加嚴格。為保障高層房建工程深基坑安全施工，施工技術人員需要認真研究設計圖紙，掌握地質地貌，在此基礎上制定切實可行的施工方案，根據施工現場的實際情況制定相契合的作業方案，在保障深基坑施工安全的前提下，高質量完成深基坑施工任務。

1" "深基坑支護施工技術要點

1.1" "計算深基坑土體壓力和錨桿長度

1.1.1" "計算深基坑土體壓力

在進行深基坑施工之前，劃分出深基坑施工區域，計算出深基坑土體壓力值和錨桿長度值。深基坑土體壓力值計算公式如下：

Eα=1/2KαgR2√L" " " " " " " "（1）

式（1）中：Eα表示深基坑土體壓力值，Kα表示深基坑土體壓力系數，g表示深基坑土體質量，R表示深基坑開挖深度，L表示錨桿長度。計算出深基坑土體壓力值，還需計算出錨桿長度，然后方可實施錨桿支護操作。

1.1.2" "計算錨桿長度

深基坑錨桿長度，一般采取桿端反力法進行計算。深基坑錨桿長度計算公式如下：

L=Lm+[（Lm/2）（K-1）]+P/K" " " " "（2）

式（2）中：Lm表示錨桿錨固段的長度，K表示抗拔系數，P表示設計抗拔力。

深基坑錨桿長度還應根據土體實際條件，在計算得出錨桿長度的基礎上進行適當調整，錨桿長度基本上是基坑深度的1倍左右，一般不短于5m。

1.2" "深基坑坑壁支護和土體加固

1.2.1" "深基坑坑壁支護

根據深基坑的深度和土質情況，采取排樁式水泥攪拌樁、樁端連系梁（冠梁）和腰梁組成深基坑坑壁支護結構。該坑壁支護結構的形成過程如下：在深基坑開挖之前，使用三軸攪拌樁機沿著深基坑外側進行水泥攪拌樁施工，然后在攪拌樁頂部進行連系梁施工，將攪拌樁之間連接牢固。隨著土方開挖，沿著攪拌樁中部設置1～2層腰梁，該腰梁與攪拌樁連接。

1.2.2" "深基坑土體加固

為了控制深基坑坑壁外側土體壓力，采用分層分段開挖和邊開挖邊加固的方法，對坑壁外側土體進行加固施工。加固方法如下：待深基坑局部坑壁挖掘到設計尺寸后，在此局部設置腰梁，并在攪拌樁和腰梁中心位置向土體中設置預應力錨桿，通過錨桿將攪拌樁和腰梁與深基坑周邊土體進行加固。隨著完成土方開挖施工，最終完成整個深基坑坑壁支護和土體加固施工。

1.2.3" "漿囊袋注漿預應力錨桿施工方法

使用漿囊袋注漿預應力錨桿進行深基坑壁土體加固是錨桿加固的一種有效加固方法。漿囊袋注漿預應力錨桿結構示意如圖1所示。

在進行漿囊袋注漿預應力錨桿施工之前，須準備好鉆孔機、注漿泵、PE管制作的注漿管、土工布制作的漿囊袋、鋼絞線制作的錨桿主筋，以及配制好的高強度低收縮率水泥砂漿。同時根據錨桿錨固段的長度計算每根錨桿的用漿量，保證漿囊袋注漿充足。漿囊袋通過適當綁扎，注漿后可形成多個間隔一定距離、且連續不斷的圓柱形錨固體。

在施工準備工作完成后，按照以下步驟進行漿囊袋注漿預應力錨桿施工：一是按照設計位置和深度，使用鉆孔機鉆出錨桿孔，并將錨桿孔清理干凈；二是將準備好的漿囊袋、注漿管和錨桿主筋組合體插入錨桿孔中；三是操縱注漿泵、通過注漿管將水泥砂漿注入漿囊袋中，直到注漿壓力達到設計壓力為止；四是待漿液達到規定強度后，進行錨桿的預應力張拉和錨固，完成張拉后對錨桿質量進行檢查驗收。進行預應力張拉時，將張拉力設置為70kN左右。

1.3" "深基坑土方開挖與回填

1.3.1" "土方開挖準備工作

在土方開挖前，要做好各項準備工作，主要準備工作如下：做好樁位交接工作；落實必要的防護措施，避免施工過程中出現危險情況；召開安全技術交底會議，貫徹安全技術措施；明確施工現場負責人在施工過程中的指揮和協調責任，保證施工順利進行；工程技術負責人要與施工人員進行施工技術溝通，明確土方開挖順序、施工方法和具體要求。

1.3.2" "深基坑土方開挖

深基坑土方開挖必須采用分層、分段開挖原則。在深基坑第一層土方挖掘開始之前，按照設計圖紙上的攪拌樁位置，在每個樁位處灑上石灰標記，在攪拌樁附近挖掘時，不能發生挖掘機撞擊攪拌樁的情況，防止損壞攪拌樁造成質量事故。

在深基坑土方開挖過程中，其基礎標高要符合施工圖紙要求，如果出現基礎標高與施工圖紙不一致的情況，應以施工圖紙為準進行開挖。要將土體分層剝離，其剝離厚度≤1.2m。為避免出現超挖現象，對承臺部位要采取跳挖方式。在開挖到坑底后，要分段鋪設素混凝土墊層，并在72h以內完成。深基坑土方開挖示意如圖2所示。

1.3.3" "深基坑土方回填

在進行深基坑土方回填時，根據土方回填場地大小，選用適宜的夯實設備進行土方分層夯實，各層間分層厚度不得超過250mm。場地狹小時，可使用蛙式打夯機夯實；場地寬裕時，可使用壓實機械進行壓實。在地基和管線段，采用兩側土方均勻回填的方式。

氣候變化會影響土方回填，采取防水覆蓋方式可避免氣候變化帶來的不利影響。要嚴格控制回填土的質量，回填土不得采用潮濕的土料。如果回填用土料表面被雨水淋濕，須先把表面的潮濕土料清除后，再填筑合格的土料。在土方回填過程中，如果發現土料中包含有機雜質，須將其清理后再繼續填筑。在回填和壓實過程中，要加強地基或外墻防水層的保護，避免防水層損壞。

1.4" "深基坑排水和降水施工

1.4.1" "深基坑排水

由于深基坑土質較差，開挖范圍內土層的地下水可能滲透到深基坑內，給深基坑內的結構施工造成不利影響。為此制定了以下排水措施：一是在基坑內采用明渠排水方法，即在距離坑壁1m以外的地方開挖深度為300～500mm的明渠，每隔20m使用1臺潛水泵24h抽水，確保深基坑干凈；二是采用300mm×500mm的磚塊在基坑外修筑排水渠，為防止地表水滲入排水渠，其外部使用水泥砂漿覆蓋；三是為收集地表雨水和施工用水，在地面排水渠的周圍設置15口集水井，經沉淀池沉淀后排入污水理處系統。

1.4.2" "深基坑降水

為保證深基坑正常施工，在深基坑施工之前，需根據其地下水位等情況在其周邊設置若干集水井。在深基坑施工過程中，及時觀測集水井的水位情況，避免施工受到地下水的影響。要定期檢查集水井潛水泵，保證降水正常進行。

為確保斷電情況下降水不受影響，要配備發電機。在深基坑內完成結構施工后，對集水井進行封堵。部分集水井在深基坑底板施工之前封堵，其余集水井在深基坑底板完成施工后封堵。封堵時使用砂礫填充并壓實。

2" "深基坑支護施工案例

2.1" "工程概況

某大型商業房建工程占地面積約為6萬m2，總建筑面積約為10萬m2。該高層建筑工程包括5棟住宅樓和2棟寫字樓。每棟住宅樓和寫字樓的深基坑，根據其土層特征和設計圖紙進行施工。經現場勘測獲得該施工場地的土層特征，如表1所示。

2.2" "確定深基坑支護方案

根據該工程地質條件施工現場具體情況，采取排樁式水泥攪拌樁、連系梁、梁腰組成的深基坑坑壁支護和漿囊袋注漿預應力錨桿深基坑土體加固方式，確保深基坑施工順利進行。按照本文所述深基坑支護施工技術，組織深基坑攪拌樁、連系梁、梁腰和錨桿施工。

2.3" "施工準備工作

在深基坑施工前，施工單位對施工現場開展“三通一平”工作，即將施工現場的臨時用水和用電安排妥當，將施工現場臨時道路進行硬化處理，將深基坑施工場地進行清理平整。根據施工圖紙對深基坑進行測量定位，施劃出水泥攪拌樁位置，設置地表邊坡、排水溝和集水井。檢查三軸攪拌樁機等施工機械的技術狀況，合格后移動至樁孔位置。準備好水泥等施工材料。

2.4" "深基坑支護效果檢測

2.4.1" "檢測方法

按照深基坑支護方案和本文所述深基坑支護施工技術，完成深基坑支護施工。按照檢測標準和施工人員提供的施工基準點，設置深基坑檢測點，對深基坑施工質量進行檢測。檢測方法如下：進行連續3天檢測，深基坑每天位移量應小于3mm，3天總位移量應小于7mm；如果檢測結果未達到該標準值，須對不合格部位予以返工。

2.4.2" "檢測數據

參照上述檢測方法進行深基坑支護位移檢測。為了更加準確反映深基坑位移情況，實際檢測時共檢測了7d并記錄了檢測數據。深基坑支護位移檢測數據如表2所示。

由表2可知，對連續7d的檢測數據進行了記錄，得到的檢測數據表明，7d當中每天的施工位移量均未超過1mm，且任意3d的總位移量未超過3mm，而且7d的總位移量僅為3.5mm，7d平均位移量僅為0.5mm，均符合檢測標準。由此可以看出，應用本文設計的深基坑支護施工技術可以減少深基坑支護的施工位移量，可提高深基坑穩定性，可增強深基坑作業的安全系數。

3" "結束語

應用本文設計的深基坑支護施工技術，進行了某大型商業房建工程深基坑支護施工。根據檢測標準對所施工的深基坑進行了檢測。檢測數據表明，本文所述施工技術取得了顯著成效。但是本文所述深基坑支護施工技術也存在一些問題，例如該深基坑施工方法僅在周圍建筑環境較為簡單的工程中進行了驗證，無法為復雜工程提供理論支持，對此還需進行深度研究。

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