谈深基坑支护及开挖施工技术

　　摘要：为了设置建筑物的地下室需开挖深基坑，深开挖还包括为了埋设各种地下设施而必须进行的深层开挖。在此，介绍下深基坑支护设计方案还有监测的目的和要求，并且对于开挖的安全技术也做了论述。
　　关键词：深基坑，支护结构，施工监测，土方开挖
　　引言
　　城市中深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。从另一方面讲，深基坑工程设计需以开挖施工时的诸多技术参数为依据，但开挖施工过程中往往会引起支护结构内力和位移以及基坑内外土体变形发生种种意随着城市建设步伐的不断加快,城市建设用地日益减少,使得我们更多地向高度上寻找发展空间。建筑高度越高,随之而来的是基坑深度越来越深,并且很多建筑工程基坑边坡紧邻建筑，这就需要有很好的基坑支护结构。
　　1深基坑的支护方案主要有下列几种：
　　深基坑支护方案，应根据基坑的深度、现场的土质情况、地下水位、场地的大小以及相邻建筑的层数、荷载、埋深、间矩等情况，合理的选用，既安全可靠、技术先进又经济合理的方案。设计时对基坑四周市政管道的设置情况也应充分调查清楚，以免发生意外。
　　1.1在基坑四周设悬臂式挡土桩，主要用于基坑埋深较浅(约5—7m)的工程，桩采用钻孔灌注桩或打入式钢管桩。
　　1.2地下连续墙；
　　1.3采用逆作法施工。先沿地下室外墙间隔一定距离设钻孔灌注桩或人工挖孔扩底桩，再逐层往下进行逆作施工。这种方案较经济，将支护措施与地下工程的主体结构相结合是其优点，但施工难度较大，逆作部分人工挖土速度较慢。
　　1.4挡土桩与锚杆相结合。基坑较深时全部采用悬臂式很不经济，应在基坑侧臂打入1层或2层锚杆，锚杆竖向间距5m左右。由于锚杆费用较高，所以尽可能采用1层锚杆，这样不仅节约费用，而且加快基坑开挖的速度。
　　1.5土钉墙支护；
　　1.6深层搅拌水泥土桩支护；
　　1.7旋喷桩帷幕墙支护。
　　1.8如南海广场二期基坑开挖深度20至22米，综合考虑周边建筑物情况，基坑地层条件、基坑深度、周边管线及地质情况，就拟采用“搅拌桩（旋喷桩）+旋喷桩（冲孔桩）+内支撑+锚索”的支护形式，止水帷幕上部采用搅拌桩，下部搭接旋桩进行止水，同时在桩间采用挂网喷射混凝土进行护面处理。
　　2深基坑监测的目的和要求
　　基坑开挖、支护施工将不可避免地对地层、地下管线、建筑物等造成一定的影响。为确保基坑周边建筑物及管线安全，做到信息化安全施工，必须对地表、地下管线和周边建筑物进行全面系统的监控量测。通过监控量测可以达到如下目的：
　　2.1了解基坑周围土体在施工过程中的动态变化，明确施工对原始地层的影响程度以及可能产生失稳的薄弱环节。
　　2.2了解支护结构的受力和变位状态，并对其安全稳定性进行评价。
　　2.3了解工程施工对地下管线、建筑物等周边环境条件的影响程度，确保它们仍处于安全的工作状态。
　　2.4了解施工降水效果对周边地下水位的影响程度。
　　2.5将量测结果反馈到施工中，及时修改施工参数和步骤进行信息化施工。
　　2.6监测工作进行一段时间或施工某一阶段结束后，都要对量测结果进行总结和分析。
　　3深基坑土方开挖安全技术要点
　　3.1一般安全要求
　　1.31土方施工前，必须查明地下有无埋藏物。如有相关管理单位拆迁完毕后，方可开挖
　　1.32开挖基坑，根据设计文件或施工规范放坡、分层开挖、严禁超挖。
　　1.33开挖基坑时，严禁掏土。
　　1.34人工挖土，多人操作时相互间应保持安全距离。
　　1.35设置上下爬梯，供作业人员上下。
　　1.36基坑周围2.0米内，不得堆放土、料和机具设备。
　　1.37距离构筑物距离较近时，开挖基坑前应对构筑物进行防护后，方可进行开挖。施工过程中，应设施工防护人员进行监控观察土体和路基边坡的稳定。
　　1.38基础、边墙、墩台身施工完毕，拆除加固支撑时，应自上而下，逐段逐层进行。
　　3.2安全施工要点
　　3.21提出合理的开挖程序及开挖施工参数。这是确保基坑稳定和控制基坑变形符合设计要求的关键，其基本要求为：(1)有支护(锚拉)的基坑要分层开挖，分层数为基坑所设支撑道数加一。每挖一层及时加好一道支撑或设好一道锚杆。当采用土钉墙或喷锚网支扩方案时，应按设计每挖一层土做一层支护、随挖随支护；(2)有内支撑的基坑，每层土的开挖，对同时开挖的部分，其位置和深度，以保持对称为原则，防止基坑支护结构承受偏载；(3)保证支撑、围檩或拉锚的施工质量，科学组织、精心施工；(4)规定施工场地、土方、材料、设备的堆放场地及数量，限定基坑旁边的超载；(5)确保排水、堵水及降水的措施，严防围护墙体发生水土流失而导致基坑失稳；(6)合理确定地基加固的范围、质量要求及检验方法；(7)选择满足出土数量和时间要求的开挖设备、运输车辆及道路和堆放条件；(8)提出监测设计，落实按监测信息指导施工防止事故的方案。
　　3.22考虑时空效应的开挖及支撑施工。
　　基坑开挖的几何尺寸(长、宽、高)和挡墙开挖部分的无支撑暴露时间，对基坑围护墙体和坑周地层位移有明显的相关性。这里反映了基坑开挖的时空效应的规律。考虑时空效应的开挖及支撑施工应根据下述诸因素进行：(1)基坑规模、几何尺寸、围护墙体及支撑结构体系的布置；(2)基坑地基加固和施工条件；(3)选择基坑分层、分块、对称、平衡限时开挖和支撑的顺序，并确定各工序的时限。(4)在施工方案中对如下施工参数进行规定：①开挖分层的层数，每层分部开挖的数量，②分部开挖的时间限制：③分部开挖后，完成支撑的时间限制；④支撑预加轴力(采用钢支撑时)；⑤当采用盆式开挖时，其贴靠挡土墙的支承土堤的每步开挖宽度和高度；⑥每步开挖所暴露的部分墙体，在开挖卸载后无支撑的暴露时间、暴露的宽度和高度。
　　4容易出现的问题及应变处置措施
　　4.1围护结构出现渗水、漏泥或开挖面以下出现冒水，应变处置措施
　　4.11采取止水堵漏措施；
　　4.12发现薄弱环节，及时采取加固措施。
　　4.2土方开挖不均衡，支撑施工不及时致使支护系统受力和变化速率过大，应变处置措施：4.21加快开挖和支撑的施工进度，增加支撑预加轴力的次数；
　　4.22调整开挖及支撑施工次序，减小每步开挖的空间尺寸，使基坑受载均衡。
　　4.3围护结构刚度、强度不足，变形过大，应变处置措施：
　　4.31增加临时斜撑、角撑；
　　4.32对支撑加设预紧力；
　　4.33加强支撑的竖向间距；
　　4.34在坑内堆载或坑周卸载。
　　4.4基坑隆起过大，应变处置措施：
　　4.41在最下层开挖时，采取分块挖、分块浇筑垫层混凝土，以控制墙体位移；
　　4.42采用中心岛法挖土；
　　4.43超前在坑底进行块凝压力注浆；
　　4.44压载。
　　4.5支撑支柱桩不均匀沉降或上浮，应变处置措施
　　4.51在支撑上加载或卸载；
　　4.52设置临时拉系构件，以使支撑稳定；
　　4.53设立竖向十字撑；
　　4.54调整立柱上支托支撑的支托构件标高。
　　4.6支撑因截面不足，有压损可能，应变处置措施：
　　4.61在竖向及水平向增设支撑；
　　4.62加固支撑。
　　4.7雨季挖土施工技术措施。如果在雨季施工，基底土层可能会出现橡皮土，施工人员通常是临时铺设一层碎石，然后夯实，让表面土更加紧实。如果在开挖基坑时出现流沙河，就必须按照以下紧急预案措施进行处理，这样才能预防边坡塌方。首先，在局部流沙部位使用重石稳定其流沙，减少动水压力，同时加快速度，迅速开挖。其次，在此土体部位采用井点降水，让水流压力向下，让土体处在一个稳定的状态，然后快速施工。雨季施工技术措施在施工前要进行认真技术安全交底，确保每个施工环节的安全，全面保证基坑施工的安全。
　　5结语
　　由于各工程场地的地质、环境条件千差万别，在每个深基坑工程设计施工的具体技术方案的制定中，必须因地制宜，切不可生搬硬套。深基坑工程施工存在较大危险性，易发生较大工程事故，因此，深基坑工程需专家组审核通过方可施工，严禁超挖、无证开挖。对基坑进行变形监测，注意基坑边坡位移变化的信息化管理，超出预警位移量时立即采取补救措施防止基坑边坡塌方影响周边建筑物安全。
　　参考文献
　　[1]建筑基坑支护技术规程JGJ120
　　[2]建筑边坡工程技术规范GB50330
　　[3]魏常利,魏晓会.建筑基坑支护工程施工安全技术分析[J].黑龙江科技信息,2010,18:279.
　　[4]宋子福,朱伟峰,马金纯.谈谈土方工程施工的方案设计[J].黑龙江水利科技,2000,(03)

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