淺談高層建筑中深基坑的開(kāi)挖與支護(hù)

羅其龍 葉忠

【摘要】深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)技術(shù)是近些來(lái)隨著高層建筑增加而增多的施工項(xiàng)目。深基坑的開(kāi)挖與支護(hù)，不僅要求保證基坑內(nèi)正常安全，更要防止基坑及坑外土體移動(dòng)，保證基坑附近建筑物、道路、管線不因工程施工而遭遇到損害。本文介紹某高層建筑工程中的深基坑支護(hù)施工。

【關(guān)鍵詞】深基坑；支護(hù)；設(shè)計(jì)與施工

1. 工程概況

某住宅樓工程?hào)|近已建住宅區(qū)、南臨古河填筑后的多層建筑，30 m外為某運(yùn)河，西邊30 mm為河道，北臨縣級(jí)公路；地下水位于自然地面以下1.5 m；工程建筑面積為140431.6m2，其中住房97329.34m2，基坑底標(biāo)高-4.55m，最深處為電梯井-6.95m ，底板厚500mm。地下室27341.4m2；高層（11～17層）15幢；工程總概算約5億元。合同工期為600日歷天。基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土灌注樁、承臺(tái)、地梁相結(jié)合。結(jié)構(gòu)為框架剪力墻體系。

2. 深基坑支護(hù)類型選擇與支護(hù)

2.1深基坑支護(hù)不僅要求確保邊坡的穩(wěn)定，而且要滿足變形控制要求，以確保基坑降水施工的安全、周圍的建筑物 、地下管線、道路等的安全。由單一的支護(hù)、二種以上的復(fù)合支護(hù)等新的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式與穩(wěn)定邊坡的方法。

2.2根據(jù)本工程的具體情況，經(jīng)比較工程西側(cè)建筑物外的10 m處采用單排600 mm，樁長(zhǎng)20m，樁中心間距1.5m的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，兩側(cè)加700水泥攪拌樁作止水的基坑支護(hù)擋土結(jié)構(gòu)；基坑南側(cè)為防止古河道地下水和運(yùn)河水進(jìn)入施工基坑，采用單排700水泥攪拌樁作止水的基坑支護(hù)擋土結(jié)構(gòu)，水泥攪拌樁離地下室南邊側(cè)軸線10m；東、北側(cè)采取自然放坡錨桿支護(hù)。

2.3基坑的開(kāi)挖與支護(hù)。因基坑開(kāi)挖面積較大，基坑采用分層分段挖土，分段支護(hù)的方法進(jìn)行，從兩邊向中間，邊坡比為1：0.7，邊坡修整后用鋼管土釘施工，采用打入注漿法，打入采用專業(yè)錨桿鉆孔機(jī)成孔施工，孔徑不小于100；用48×3.2鋼管（6m），@1000俯角10°作錨釘打入邊坡，鋼管外端與250×250的8鋼筋網(wǎng)焊接，然后高壓噴射混凝土漿厚80mm。

2.4基坑施工設(shè)有專用通道供作業(yè)人員上下。設(shè)置的通道，在結(jié)構(gòu)上必須牢固可靠，數(shù)量、位置滿足施工要求并符合有關(guān)安全防護(hù)規(guī)定，防護(hù)欄按照有關(guān)規(guī)定設(shè)置、制作。

2.5對(duì)基坑內(nèi)的電梯井坑或坑中坑，采取長(zhǎng)4.5～6 m的鋼板+工字鋼樁臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行施工，用施工開(kāi)挖的挖掘機(jī)械打入，待電梯井施工完成后再用該機(jī)拔起鋼板。

3. 基坑的排水與監(jiān)測(cè)

3.1排水設(shè)施：為減少和防止地表水進(jìn)入基坑，自然地面處（基坑外1m）的平臺(tái)上設(shè)置300×400的集水溝，四周貫通，每隔15m左右設(shè)一500×500×500的集水井，利用泵排除地表水；每一個(gè)土方開(kāi)挖面的基坑內(nèi)均設(shè)置環(huán)狀臨時(shí)排水溝，并四周跟通，確保基坑干燥，有利于支撐施工和機(jī)械進(jìn)入基坑內(nèi)挖土；在基坑底設(shè)置牢固的磚砌排水溝，由坑內(nèi)排向基坑外及四周盲溝，每隔20m設(shè)置集水井500×500×500，利用集水井抽水泵向上排水；所有排出的水經(jīng)場(chǎng)內(nèi)設(shè)置的沉淀池沉淀后，排向市政污水管溝內(nèi)。

3.2基坑監(jiān)測(cè)：在基坑開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)密切監(jiān)測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、工程樁水平變位、土體和鄰周房屋道路及地表的變形，根據(jù)這些變形的發(fā)展情況，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)非地下室工程樁部位的土體變形情況，并保護(hù)工程樁不受挖土影響其位移，指導(dǎo)基坑開(kāi)挖和地下室工程施工的進(jìn)行。

3.2.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容：

（1）深層土體水平位移觀測(cè)，沿基坑施工荷載較大的側(cè)邊埋設(shè)測(cè)斜管，以確定圍護(hù)體系是否安全。

（2）沉降，在基坑邊土釘噴錨的坡頂設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，觀測(cè)邊坡的位移、裂縫等穩(wěn)定情況，在土釘墻圍護(hù)擋墻邊坡設(shè)觀測(cè)點(diǎn)。

3.2.2監(jiān)測(cè)要求。對(duì)毗鄰建筑物和重要管線、道路應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)，并有觀測(cè)記錄。

（1）要求監(jiān)測(cè)單位根據(jù)上述監(jiān)測(cè)內(nèi)容和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，擬訂出詳細(xì)的監(jiān)測(cè)實(shí)施方案，在基坑開(kāi)挖施工前布置好所有測(cè)點(diǎn)，并將測(cè)得的原始數(shù)據(jù)及周圍環(huán)境的現(xiàn)狀調(diào)查記錄在案。

（2）在基坑開(kāi)挖和地下室施工期間，每天觀察一次，如遇位移或沉降速率較大時(shí)，則應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)。

（3）觀測(cè)數(shù)據(jù)即時(shí)填入相應(yīng)表格，并當(dāng)天提供給建設(shè)、監(jiān)理、施工單位，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，及時(shí)聯(lián)系并采取應(yīng)急措施。

（4）每天觀測(cè)到的數(shù)據(jù)應(yīng)繪制成相關(guān)的曲線，每天提供結(jié)果。

（5）深層土體水平位移警戒值為5cm。

4. 基坑開(kāi)挖支護(hù)的應(yīng)急措施在基坑開(kāi)挖和地下室工程施工中，在結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)圍護(hù)監(jiān)測(cè)情況，采取如下應(yīng)急處理措施。備用砂袋、鋼管、鋼筋、水泥、噴漿機(jī)具及其他施工機(jī)械。確保基坑邊坡的安全性和穩(wěn)定性。

4.1坑壁滲水。由于基坑處于雜填土、粉質(zhì)粘土等土層中，如遇臺(tái)風(fēng)雨季、地下障礙物或施工不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)坑壁滲水現(xiàn)象。當(dāng)漏量不大時(shí)，采用“導(dǎo)堵結(jié)合”方法，即用導(dǎo)管引流后，用

速凝砼封堵，或加鋼絲網(wǎng)片高壓噴漿封堵。當(dāng)水土泥漿涌入量較大時(shí)，須在噴錨外高壓注漿，在內(nèi)側(cè)用上述方法封堵。

4.2土釘墻擋墻變位、護(hù)坡裂縫。土釘墻變位、裂縫等現(xiàn)象的發(fā)生，以及存在較大位移時(shí)，采取的對(duì)策是首先卸土卸載，同時(shí)壓入6m長(zhǎng)48鋼管@1000，作為超前錨桿，并在鋼管內(nèi)高壓注入水泥漿，同時(shí)立即在坑內(nèi)側(cè)拋石。在采取以上應(yīng)急措施的同時(shí)，必須積極創(chuàng)造條件，晝夜突擊，盡快鋪筑基坑底的砼墊層，特別是靠近坑邊的砼墊層，并在胎模砌筑后回填坡腳，以提高基坑抵抗土體變形的整體能力。

5. 結(jié)束語(yǔ)

（1）深基坑支護(hù)工程是近二十年來(lái)隨著城市高層建筑發(fā)展而發(fā)展的一門新的實(shí)踐工程學(xué)，它還有待于理論上的完善，如何取一種在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、安全上都合理的支護(hù)類型，必須充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、 工程地質(zhì)條件以及工程要求，可以用單一的支護(hù)方式，也可以用二種以上的復(fù)合式組合方式進(jìn)行，但不管采用任何方式都必須保證基坑支護(hù)的安全。

（2）基坑支護(hù)作為一個(gè)結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)要滿足穩(wěn)定和變形的要求，即通常規(guī)范所說(shuō)的兩種極限狀態(tài)的要求，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所謂承載能力極限狀態(tài)，對(duì)基坑支護(hù)來(lái)說(shuō)就是支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動(dòng)或周邊環(huán)境的破壞，出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。一般的設(shè)計(jì)要求是不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)相對(duì)于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù)，不致使支護(hù)產(chǎn)生失穩(wěn)，而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建筑物的安全使用。