湖畔首府基坑支護與土方開挖的協同施工管理研究

0 引言

城市深基坑工程在軟弱地層中面臨支護結構與土方開挖的時空協同難題。以漳州湖畔首府項目 5.96m 深基坑為例，其凸顯出諸多典型挑戰： 淤泥層流塑特性（標貫值1.6～3.7級）導致支護樁側向位移敏感，孔隙承壓水系統引發滲流潛蝕風險，鄰近陽光東路荷載限制加劇變形控制難度。傳統施工模式中SMW工法樁施工周期與土方分層開挖的工序沖突造成設備利用率不足 42% ，靜態監測反饋滯后，導致累計沉降超限率達 37% 。本研究構建支護－土方三維時空耦合矩陣，建立基于實時位移速率（ ?2mm 天）與地下水位波動（ Δh?0.5m ）的動態調整模型，開發BIM協同平臺集成支護參數優化與運輸路徑規劃，實現6個開挖分區精準銜接。工程數據表明，該方法將冠梁層施工間隔壓縮至3.2天，周邊管線變形量控制在預警值 70% 以內，為軟土地區提供了深基坑多工序協同的系統解決方案。

1基坑支護施工工藝

1. 1 錨索鉆孔與清孔

錨索鉆孔作為基坑支護施工的關鍵環節，其質量直接決定了錨索的穩定性和承載性能。本工程采用履帶式錨桿鉆機進行施工，該設備具有定位便捷、角度調節精準、鉆進效率高等優勢。施工過程中嚴格控制鉆桿角度偏差在 ±2^° 范圍內，確保鉆孔方向與設計完全吻合。針對局部含砂地層，采用鋼套管跟進工藝，要求套管穿透砂層 1.0～2.0m ，從而有效防止塌孔并提升成孔質量；在非砂層區域，鋼套管跟進深度控制在 1～3m ，主要發揮導向定位功能。采用回轉鉆進配合泥槳循環護壁工藝，確保孔壁穩定性。成孔后通過高壓泥漿泵進行多次循環清孔，徹底清除孔內殘留物，以避免注漿時出現泥漿沉積影響錨固效果。

鉆孔深度按設計要求適當超深，確保錨索安裝到位。對高含水量地層或穿越砂層的情況，采用套管鉆孔工藝，并要求成孔后立即注漿封孔以防孔壁坍塌。現場施工中如遇嚴重塌孔或錨索無法順利下放等情況，必須立即退出錨索，重新進行鉆進和清孔作業，嚴禁強行插入導致錨索變形或損壞。

1.2錨索制作與安放

錨索的加工精度和工藝質量直接關系到其受力性能和使用壽命。錨索采用高強度鋼絞線，長度計算方式為設計長度加上錨頭（腰梁）厚度 0.8m ，以確保錨索在安裝后具備足夠的錨固長度。錨索的拼裝在特用組裝架上進行，每根鋼絞線在組裝前需進行全面檢查，要剔除存在銹蝕、齒痕或斷絲的鋼絞線，確保錨索質量符合要求[1]。錨索結構采用棗核形設計，由導向帽、架線環、束線環、隔絕波紋管、對中支架和注漿管組成。為提高注漿效果，沿錨索全長布置注漿管，同時根據設計要求，采用二次注漿法，在錨索中段布設二次高壓注漿管，以保證漿液充分充足自由段與錨固段空隙，進而增強錨固效果。

錨索安裝過程中，先對鉆孔質量進行復檢，保證了孔徑、深度、傾角滿足設計要求。錨索下放時應防止歪曲和壓彎，以保證居中安插的位置。注漿管與錨索同步放入孔內，其管端距孔底保持在 50～100mm 的距離，方能保證注漿的均勻。錨索的插入深度不低于設計長度的 95% ，以保證錨固段長度滿足要求。

在提高下放精度時，注漿管與錨頭需在齊平處標記，下放過程中應同步固定錨索與注漿管，以防止其脫落。若發現錨索無法順利送入孔內，應及時取出，檢查孔內是否存在塌孔、堵塞等情況，必要時重新鉆孔后再進行安裝。

1.3錨索注漿與張拉檢測

錨索注漿是施工的關鍵環節，直接影響錨索的承載力和錨固效果。施工采用底部注漿工藝，通過高壓注漿泵將水泥漿從孔底向上灌注，確保漿液充分填充，避免空洞或密實度不均的問題。注漿材料選用42.5R普通硅酸鹽水泥，水灰比嚴格控制在 0.35～ 0.45，并經篩濾后注入。注漿壓力維持在 0.5～ 1.0MPa ，并保持連續作業，以防止漿液分層或流失[2]。為提高注漿飽滿度，采用同步拔管法，使漿液均勻包裹錨索，確保密實分布。為提升水泥漿早期強度，摻入 3% 三乙醇胺，以縮短凝結時間，增強錨索初期承載力。

注漿完成后養護10天，隨后進行錨索張拉。張拉采用分級加載方式，逐步施加至設計荷載并鎖定。張拉設備包括千斤頂、油壓表和高壓油泵，使用前需進行系統標定，確保張拉力精度。張拉腰梁的承壓面須平整，并嚴格垂直于錨索軸線，以避免偏載影響受力性能。

施工前，需在典型土層中選取3根錨索進行抗拔試驗，以評估土層摩阻力和錨索承載性能。正式施工階段，按總錨索數量的 10% 且不少于6根的標準進行驗收檢測。加載采用分級施加，荷載分級不少于8級，最大加載量不低于設計荷載的2倍。每級荷載施加后立即測量錨索位移，并持續觀測，當拔升值lt;0.01mm 時，方可判定該級荷載下位移穩定，繼續加載。若出現以下情況之一，則終止加載并判定該級荷載為極限抗拔力：錨索拔升值持續增長且1h內未穩定；新增荷載無法施加或保持穩定；鋼絞線被拔斷。通過上述措施，可確保錨索支護系統的穩定性和長期安全性。

2 土方開挖施工

2.1土方開挖要求與施工控制

土方開挖是影響基坑支護結構整體穩定性的關鍵工序。施工前，先完成監測點布設，確保監測系統能夠實時反映基坑變形情況。開挖前，采用電磁感應與探地雷達相結合的技術對地下管線進行精確定位，明確其埋深及走向，以避免施工損壞[3]。

開挖過程嚴格遵循分層分段原則：一般土層每層開挖深度不超過 2m ，淤泥層控制在 1m 以內；土釘墻段開挖至土釘設計標高以下 0.3m ，待上層支護結構達到設計強度后方可進行下層施工。采用GPS測量與激光掃描技術實時監測開挖深度、坡面平整度及邊坡坡度，從而確保開挖精度。

邊坡坡率嚴格按1：1.5控制，開挖面高差不超過1m ，以便最大限度減少土體擾動，防止地基沉降。土方開挖嚴格遵循均勻、對稱、適時的原則，坑邊堆載高度限制在 1.5m 以內，以避免超載引發基坑失穩。

實際開挖深度控制在設計標高 +0.3m 范圍內，偏差不超過 -0.05m ；分層厚度嚴格控制在 1.9m ；邊坡穩定性偏差 lt;0.8mm ，地表沉降量不超 10mm ；土體含水率穩定在 14.8% ，各項指標均符合規范要求。監測數據表明，土方開挖質量控制精準，基坑結構穩定性良好，施工技術措施有效，完全滿足安全及規范標準。

2.2土方開挖分區規劃與路線設置

土方開挖分區根據基坑支護結構布置、工程地質條件及開挖深度要求進行科學劃分，共分為6個施工區段。各區段采用“分層、分段”的開挖方式，確保土方卸載均勻，有效控制基坑變形。

施工組織嚴格按照分區順序推進，每個作業區采用階梯式開挖工藝。現場設置專用退土坡道，位于基坑陽光西路一側，坡道尺寸為 20m （長） ×6m （寬），采用長臂挖掘機進行坡道開挖及土方轉運作業[4]。基坑底部采用 300mm 厚碎石墊層處理，以確保施工機械作業穩定性。

施工全過程采用智能監測系統，對基坑周邊地表沉降、支護結構位移等關鍵參數進行實時監測，并根據監測數據動態優化開挖參數，從而確保基坑安全穩定。

2.3土方開挖質量管理與驗收標準

土方開挖質量直接影響基坑支護結構的安全性和施工順利進行，施工過程中采用激光掃描儀、水準儀、全站儀等設備對基坑開挖尺寸、標高、坡度等關鍵指標進行測量[5]。

質量管理的核心在于土方開挖誤差控制，施工現場采用自動化測量技術，定期對基坑各監測點數據進行采集，測量結果見表1。

表1土方開挖質量檢測數據

基底標高偏差控制在 ±30mm 范圍內，基坑寬度與坡度均滿足設計要求，誤差分別控制在 -20mm 和-0.02以內，土方表面平整度偏差不超過 5mm ，基底土性符合設計標準，邊坡沉降數據控制在 8.2mm ，低于 10mm 的允許值。整體質量檢測結果表明，基坑開挖精度高，地基穩定，變形控制合理，施工工藝可靠，滿足了設計規范和質量要求。

施工過程中嚴格把控開挖精度，當監測發現基坑開挖深度偏差超出允許范圍時，立即采取針對性措施：一方面通過人工精細修整控制偏差范圍，另一方面及時調整挖掘機作業參數，確保基坑受力體系穩定。針對局部超挖區域，采用級配砂石進行分層回填并機械夯實，經檢測確認基底承載力完全符合設計要求。最終監測數據表明，基坑開挖施工質量各項指標均達到設計標準，整體質量控制成效顯著。

4結論

綜上所述，土方開挖施工質量是確保基坑穩定性和安全性的關鍵因素。通過采用GPS測量、激光掃描及自動化監測系統等先進技術實施全過程精細化管控，成功將基坑坡率嚴格控制在 1：1.5 設計值范圍內，分層開挖深度精確符合設計要求。監測數據表明：開挖深度誤差控制在 ±30mm 以內，地表沉降量不超過 10mm ，邊坡位移穩定且未出現超限變形現象。

施工過程中采取碎石鋪墊和鋼板加固等措施優化機械行駛路線，科學布置退土坡道，顯著提升了土方運輸效率。質量檢測結果顯示：基坑標高、寬度、坡度等關鍵參數均滿足設計要求，邊坡沉降量與地基擾動程度均處于可控范圍，支護結構始終保持穩定狀態。

通過實施分區開挖與支護施工協同作業，配合實時監測系統動態調整施工參數，既確保了施工安全又提高了作業效率。自動化監測數據表明：基坑沉降變形可控，基底土性參數符合設計要求，邊坡穩定性良好。實踐驗證，本工程采用的施工技術方案合理可行，質量控制成效顯著，各項指標均滿足規范要求。

參考文獻：

[1］常睿鑫，王金平．低空多視角測量技術與BIM技術在傳統聚落三維實景建設中的應用［J/OL]．太原理工大學學報，2025-03-07.

[2］彭華，王曉菁，李子晨，等．應用樁基托換技術的深基坑工程下穿地鐵高架橋變形控制研究［J]．工程力學，2025，42（S1）：173-182.

[3」郭文麗.深基坑支護施工技術在建筑工程管理中的應用原則與技術分析［J]．城市建設理論研究（電子版），2025（7）：107-109.

[4］李琳.淺析 BIM+Web 協同管理技術在建筑施工中的應用[J]．中國建筑裝飾裝修，2025（2）：87-89.

[5］戴雅蕓.基于BIM技術的道路工程施工進度管理應用分析[J].大眾標準化，2025（1）：149-151.