论建筑工程深基坑支护施工技术

　　摘要：深基坑工程的施工是一个循序渐进的过程.施工单位应按先设计、后施工的程序施工，并尽量做到边施工、边监测.还要遵循“分层开挖，先撑后挖，随挖随撑，对称均衡，限时限量”的原则，杜绝盲目施工和野蛮施工的现象，加强对整个深基坑施工过程的控制，保证工程顺利、安全地完成。

　　关键词：建筑工程;深基坑支护;施工技术;质量控制

　　近年来，随着大批高层和超高层建筑的建设，开发商为提高建筑用地率，加之国家有关规范对基础埋置深度和人防工程的要求，多层、超高层建筑地下室的设计必不可少.有的地下建筑甚至有三四层，最深的达数十米。地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。但由于深基坑支护为临时建筑.不在建筑主体施工的范围内，为节省投资、降低成本及加快进度.业主、施工单位往往只强调基坑支护施工的临时性.而忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性.认为只要深基坑在完成主体±O.00m时未垮掉便解决问题，有的施工单位甚至认为挖一个大坑、简单地处理一下坑壁即可，致使深基坑施工时安全质量事故时有发生。不仅延误了工期，还造成了巨大的经济损失。

　　1工程实况

　　某大厦高30层，建筑面积为158680m2，地下两层，层高4.2m，分别为汽车库、设备房，战时作人防工程。基坑深10.8m，局部为 l1.5m，下面为钻孔灌注桩基，地质条件较差，地下水位较高，第4～2层为粉砂层，顶面标高为-l3m～-17m之间，存在微压潜水，渗透系数为 1.03E-03，属于易发生管涌地层，地下水位标高为-3.6m;建筑场地位于市中心闹市区，三面为市政道路，一面为新建成的6层大型公共建筑，有1层地下室。该建筑采用摩擦型预制方桩基础，与本工程仅有沉降缝分隔。

　　2基坑支护方案

　　我公司委托设计院进行基坑支护方案的设计，并邀请省市这方面的专家对方案进行了评审。监理主持方案的评审工作，并向各位专家详细介绍了现场及周边情况及支护要求，请设计单位提供了相邻建筑物的设计图纸和要求，根据专家意见，由设计院对原方案进行修改，最后确定的基坑支护方案为：围护墙体首先考虑采用墙体整体性好、止水性能强、造价较低、施工进度较快的SMW工法方案。基坑采用顺作法施工，地下主体结构施工完毕后将SMW工法内型钢芯材拆除。在原有建筑一侧，由于其主体工程已先行施工，基坑开挖面为地下4m左右，其底板结构与本工程结构距离较近，故该侧考虑采用SMW工法水泥土搅拌桩加土钉作围护结构。

　　围护墙体按地下室区域不同采用两种型式：

　　(1)一般侧围护墙体采用SMW工法，水泥搅拌桩的直径2ΦlO00mm+Φ850mm@600mm，搅拌桩顶标高为-2.95m，底标高为-22.85m，内插H850×300×12×25型钢，插一跳一，型钢顶标高为-1.85m，底标高为-21.85m。

　　(2)原有建筑物有地下室部分的相邻侧SMW工法水泥搅拌桩的直径2Φ700mm@5OOmm，搅拌桩顶标高为-5.20m，底标高为-17.85m。土钉墙采用Φ48mm×3.0mm～Φ48mm×3.5mm钢管作锚杆，垂直方向共设置五排，间距为1.0m～1.2m，水平方向间距为lm，采用梅花形布置;锚杆长度分别为9m、12m;第l排～4排与水平面夹角为100，最底层一排与水平面夹角为 150。搅拌桩顶设圈梁，面层采用Φ6.5mm@150mm×150mm的钢筋网和lOcm厚C20喷射混凝土护面。

　　支撑体系结构型式：

　　基坑结构形状大致呈L形48m×40m。按中部对撑、四周角撑的布置形式，支撑中心间距一般为lOm。基坑围护墙项圈梁断面尺寸1300mm×900mm，钢筋混凝土支撑为800mm×800mm，其中心标高为-3.40m。

　　立柱为钻孔灌注桩加钢格式结构，立柱钻孔灌注桩充分利用工程桩。钢格构断面为450mm×450mm。顶部圈梁与原建筑物相接处的结构外墙需局部加强，室内设H钢短撑传力，墙外设吊筋连接。

　　降水方案采用轻型井点和深井井点降水相结合，基坑内外结合的方案，按土方开挖进度组织降水深度，快到底部时要适当使基坑内水位降至一13.5m以下，协调各专业加快基础底板的施工进度。该方案的特点是SMW工法搅拌桩深度达到-22.9m，止水效果好，H型钢在基础回填时可以拔除重复使用，节省了工程造价，缩短工期。

　　3施工的主要技术参数及要求

　　施工顺序：施工SMW工法围护结构→立柱桩→现浇顶圈梁及支撑→坑内预降水→分层开挖土方、原有建筑物侧打设土钉，相互交替进行至基坑坑底→施工地下室主体结构至±0.OOm以上。

　　3.1SMW施工法

　　水泥掺和比为20%，墙体抗渗系数小于lO～7cm/s，28天无侧限抗压强度>1.2MPa，浆液配比须根据现场试验进行修正，参考配比范围为水泥：膨润土：水=1:0.05:1.6。桩体垂直偏差应不大于1/200，桩位偏差不大于20mm，且偏向基坑外。搅拌桩采用标准连续方式施工，搭接型式为全断面套打，相邻桩施工时间不得超过混凝土初凝时间，水泥和原状土须均匀拌和，下沉和提升均为喷浆搅拌，下沉速度为0.5～1.Om/min，提升速度为1.0～2.Om/min，确保有效桩长范围内桩体强度的均匀性。

　　型钢采用Q235B钢，应符合钢结构规范的技术要求，钢桩垂直度控制在1/200，型钢插入不超出搅拌体，在白重作用下沉放，对搅拌桩与H型钢沉放的间隔时间应严格控制，特别是型钢沉放定位须严格控制。

　　3.2支撑与围护

　　(1)钢筋混凝土圈梁及钢支撑应在基坑开挖前掏槽施工，并在混凝土达到设计强度的80%以后再开挖基坑。

　　(2)钢筋和混凝土施工按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)进行。

　　3.3土方开挖及降水要求

　　(1)土方开挖应根据工程的具体要求进行，土方开挖按施工组织设计进行;

　　(2)土方开挖应根据结构要求分层、分区域、对称、平衡、限时进行;

　　(3)土方开挖过程中，基坑周边不均匀堆载应严格控制;

　　(4)土方开挖应与支撑设置密切配合，做到开挖到位后及时设撑;

　　(5)在开挖至基坑底面时，应及时分区浇筑相应的垫层，再进行桩头凿除和钢筋绑扎工作，以减少基坑暴露时间和墙体变位：

　　(6)在基坑内布置真空深井泵进行超前降水，降深尽可能均匀。降水深度为开挖面以下1～l.5m;

　　(7)对于场地内有微承压水层，施工期间需实测实际水头，并采取相应措施。基坑外轻型井点降水5m。

　　3.4环境保护及措施

　　根据本工程的结构特点、施工方法、场地工程地质及环境条件，初步拟定本工程环境保护的重点是：制定详尽的施工组织设计;基坑周边堆载限额为201kPa以内。对施工期工程影响范围以内的地下各种管线、房屋建筑等进行监测和保护;对工程弃土和泥浆妥善处理。

　　对于开挖基坑旁2.0倍深度范围以内的地下管线应分别在一定位置设置监测点。基坑开挖期间应密切监测并设定预警值，必要时采取技术措施进行保护。

　　3.5施工监测

　　3.5.1监测目的和要求

　　围护结构深基坑开挖过程中进行信息化施工监测，有利于随程掌握围护结构及周围土体的动态变化，确保基坑工程的安全和质量，对基坑周围的环境进行有效的保护。监测单位应根据设计及规范要求制定监测大纲，及时提供有关监测资料和监测报告。

　　3.5.2监测内容

　　(1)围护墙墙顶水平位移、沉降监测，围护墙竖向变形监测;

　　(2)基坑外土体侧向变形、地面沉降、坑底隆起监测;

　　(3)支撑及围令轴力及应力监测;

　　(4)立柱桩沉降监测;

　　(5)基坑内外地下水位监测;

　　(6)基坑周围地下管线的垂直和水平位移监测;

　　(7)附近建筑物沉降及倾斜监测。

　　3.5.3监测要求

　　(1)在围护结构施工前，需测得初读数;

　　(2)在基坑降水及开挖期间，须做到一日一测。在基坑施工期间的观测间隔，可视测得的位移及内力变化情况适当增减;

　　(3)监测数据应表明设计施工工况，以表格图示形式呈报监理和设计院;

　　(4)地下管线及相邻建筑物的测点布置应与有关管理部门和监理商定。

　　3.6土钉墙

　　(1)土钉墙施工须紧跟在开挖作业后面，挖一层支护一层，随挖随支，应尽可能缩短坡壁的暴露时间。

　　(2)土钉所用锚管采用Φ48mm×3.0(3.5)mm钢管制作，钢管前端呈锥形。

　　(3)锚管注浆配合比为：水泥：煤灰(或细砂)：水1：0.3：0.5。注浆时应先高速底压从孔底注浆，当水泥浆从孔口冒出后再低速高压从孔口注浆，浆液注满后应保持压力约5min。为增加水泥砂浆的早期强度，浆液应渗入适量的早强剂或速凝剂。

　　(4)编网和喷射混凝土：钢筋网采用6.5mm@150mm×150mm，在喷射混凝土前，钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在喷射混凝土时不应出现振动;土钉锚管通过井字衬垫和加强筋与钢管网片焊接牢固，焊缝长度应>50mm，混凝土中粗骨料最大粒径应<12mm，水灰比采用0.45，通过掺入促凝剂和高效减水剂调节混凝土，初凝时间为5mm，终凝时间为 lOmin。

　　(5)上排土钉喷射混凝土后不得低于24h，土钉注浆后不得低于45h，然后才能施工下排土钉。

　　通过以上技术要求，做到围护、支撑、降水、挖土、监测五位一体的综合控制，事实证明达到了理想的效果，在整个地下室土建施工过程中未发生边坡失稳现象，保证了人员、工程、设备等的安全，相邻建筑物及周边道路无超规范的下沉和裂缝。

　　4小结

　　(1)在方案的设计阶段一定要对地质情况和周边环境进行深入细致的调查了解，在设计时充分考虑各种不利因素，针对不同的工况和地质条件，选择合适的基坑支护形式。

　　(2)施工过程要密切注意天气变化，制定各类相应的紧急预案，各方都要考虑应对重大危险源的措施，材料、设备储备必须到位。

　　(3)对工程的监测必须要连续化、专业化，信息沟通一定要及时，有应急人员随时待命，不得远离现场。

　　(4)施工顺序非常重要，参建各方都要加强现场作业的协调，排出值班表，特别在土方开挖阶段，及时适当地安排好每层深度;土方开挖后及时进行基坑排水和围护施工，同时与监测单位密切配合，做到先降水后开挖。

　　(5)做好监测资料的及时传送、整理和临界警示。

《论建筑工程深基坑支护施工技术》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 论建筑工程深基坑支护施工技术

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-14235