建筑工程中的基坑支護

【摘 要】本文結合某會展中心深基坑工程案例，介紹了深基坑支護技術在該工程中的具體應用。

【關鍵詞】深基坑 施工技術

1.工程背景

1.1工程概況

某會展中心的主樓設計為32層，地下室平面為正方形形式，底板外緣邊長37.5m。緊鄰主樓的分布數棟2-4層的裙房建筑，主樓東側為4-6層裙房。裙房設計中未設置地下室，所以在基坑處理工程中僅需對主樓做基坑支護即可。 在設計中對于基坑的基本數據勘測為：主樓室外現場地需相對標高-1.3m、-7.2m，底板厚2.3m，下設0.3m墊層，基坑底面-9.5m，H=9.5-1.3=8.2m。

1.2基坑支護方案

根據該工程地質條件、工程環境、基坑挖深和工程經驗，選擇使用了鋼筋混凝土灌注樁。對選定的方案作了兩個對比方案，最終選擇了圓環支護方案。

設計采用Φ800直徑鋼筋混凝土灌注樁在頂部作帽梁并加設四道對撐（Φ700鋼管支撐）和四道角撐，環梁支護若環梁全部位于底板以外（直徑50.6m），對基坑挖土和基礎施工無任何影響，但占用紅線較多，挖土量增大；采用直徑44m的圓環梁支撐，四角部位環梁位于基礎底板上方，對基坑土方開挖和基礎施工稍有不利，但影響很小，最后選定了直徑44m的環梁支撐方案。

2.基坑支護方案

基坑為高層建筑和道路，采用鉆孔咬合樁加四道錨索支撐，角點處增加角撐。基坑北側距深圳地鐵1號線約18m，距會展中心5號出口7m，地鐵1號線開挖深度約15.8m，并且存在一條埋深達9m的電纜溝，結合本側距地鐵有一段距離的實際情況，設計考慮做鉆孔咬合樁加五道錨索的支撐體系。

3.基坑支護工藝技術探討

工程采用鉆孔灌注樁圍護墻，其樁位偏差和樁身垂直度偏差、樁孔成孔的質量、鋼筋籠的加工質量和下放位置、混凝土的強度等級、防滲帷幕水泥土攪拌樁的施工質量、支撐和圍擦的施工質量和形成時間等均影響這種支護體系的強度、穩定、變形和抗滲能力。

3.1為配合土方開挖工程施工，將整個支護結構劃分為4個施工階段，該工程支護環梁、帽梁施工如下：1段上帽梁-2段上帽梁-3段上帽梁-4段上帽梁；1段支撐區土方開挖至-2.9m-1段環梁-2段支撐區土方開挖至-2.9m-2段環梁；3段支撐區土方開挖至-2.9m-3段環梁-4段支撐區土方開挖至-2.90m-4段環梁。根據不同的位置，環梁側模采用不同的支模方法：在角部現澆板區采用厚磚胎模，其他區域采用鋼模板。底部均鋪50mm土石硝。無論采用何種模板均保證截面尺寸正確、側面頂面混凝土外觀感質量優良。支護結構所需鋼筋的加工場地和機械設備安排。在正對大門的場地中央土方最后開挖區域采用鋼管圍出一塊40×40m2的場地作為支護結構鋼筋加工場地，布置對焊機1臺、切斷機2臺、彎曲機1臺。材料和半成品必須對方整齊。環梁混凝土澆注共分4個施工段，每個施工段內不留施工縫。環梁、帽梁等水平支撐系統采用商品混凝土，帽梁混凝土必須達到強度的70%以上方可進行下一步土方開挖。

3.2基坑降排水技術

3.2.1根據設計，在基坑內將井點位置實地放樣，并作出保護裝置。因工期緊，井點成孔與井點管埋設幾乎與支護同步施工重要。

3.2.2采用鋼護筒，護筒高2200mm，埋入地下1850mm，露出地面350mm，護筒外以粘土填實，上制一個300mm×200mm的滲漿孔。

3.2.3本工程采用就地造漿，旋轉鉆機成孔，孔徑Φ600mm，井深為設計井深加0.5m。應及時排放注入清水。

3.2.4當井口鉆至要求深度時，空轉鉆頭，并連續向孔內注入泥漿，以沖洗井內鉆碴，直至井內排出的泥漿比重基本近似于泥漿的比重，即可邊旋轉邊逐根拆除鉆桿。

3.2.5、在井口上端立一個八字形三角架，以吊繩逐節下落濾管及井管。井管外包鍍鋅鐵絲網，井管接口處采用內插竹條連接并以鐵絲捆扎牢固，下落時使井管居于井孔中間。

3.2.6井管、濾管安裝就位后，立即向井管與孔壁間的空隙內回填砂礫濾料，采用粗砂摻小園礫石。回填時要保證粗濾料靠近井管、濾管一側堆填.以免擠歪井管，應人工以鐵揪向井管周圍對稱投料。

3.2.7為排除井孔內濾料中的泥漿和破壞因鉆孔時附著在井壁上的泥皮及滲入土層中的泥漿，達到恢復土層原來的結構態，使地下水暢通地經濾料流入濾管內以水泵抽走，進行二次洗井。

3.2.8在井內安設潛水泵，可用繩吊入濾水層部位。潛水電機、電纜及接頭應有可靠絕緣，并設保護開關控制。設置深水井時，電動機的機座應安放平穩牢固，為防止逆轉，應有阻逆裝置，防止轉動軸解體。上述工作完畢后，即可進行試抽水。

3.2.9土方開挖后視場地情況，沿基坑四周及必要部位設置斷面為300x40mm的排水溝，排向坑邊的降水井。根據支護設計要求，上帽梁兼做擋水臺、室外場地硬化時的馬路按坡。

3.3土方開挖施工前應確定基坑開挖線、軸線定位點、水準基點、變形觀測點等，并在設置后加以妥善安排。邊坡開挖應分段分階進行，分段長度不大于20m，分階高度不大于1.8m。噴射混凝土面層達到設計強度的70%后方可開挖下層土方及支護施工。基坑壁開挖后應立即掛網噴射混凝土，防止粘土層崩塌。

4.基坑支護施工技術

為確保基坑變形不超過容許范圍，須控制每道工序質量，即支護樁成樁階段、土方開挖和內支撐施工階段、內支撐拆除階段。

基坑開挖和內支撐梁施工交替進行，內支撐主梁的截面為1.0m×1.2m，連系梁為0.6m×0.8m，內支撐柱直徑為1m，共68根。

4.1內支撐柱采用鋼筋混凝土柱和部分鋼柱，用人工挖孔的 方法 在土方開挖前做好。

4.2內支撐梁采用鋼筋混凝土結構，施工分三道四榀進行，與土方開挖配合施工，挖一層施工一層。

4.3錨索施工：基坑北側五排錨索，基坑南側四排錨索，配合土方開挖分層施工。

5.基坑結構與支護監測

5.1基坑支護監測內容

5.1.1主供水管。基坑北邊距支護20m貫穿1m直徑主供水管，根據該地區土質條件較差的特點，基坑挖土時，支護部位監測時該位置如變化較大，應停止挖土，回填支護邊坡，穩定位移，坑外采用卸載及注漿加固處理，保證主供水管不變形位移，確保供水管正常使用。

5.1.2靜壓樁與支護交叉施工安排。因工期緊，需要靜壓樁與支護交叉施工，考慮靜壓樁土應力釋放的影響，交叉施工安排為靜壓樁施工二分之一時，在已施工的靜壓樁區域施工深攪樁；施工順序兩邊推進，根據靜壓樁施工進度，安排深攪樁的進度，然后根據分段的強度進行正常支護施工。

5.2圍護結構的監測。

5.2.1圍護結構完整性及強度監測。以灌注樁為支擋結構時，可用低應變動測法對樁身縮頸、離析、夾泥、斷裂等缺陷程度和缺陷部位以及樁身強度進行檢測。以旋噴樁、水泥攪拌樁為支擋結構時，可用低應變法或輕便觸探法檢測樁身強度和均勻性。

5.2.2圍護結構頂部水平位移監測。基坑開挖初期，可每隔2-3天監測一次，隨著開挖過程進行，可適當增加觀測次數，以1天觀測一次為宜。當位移較大時，每天觀測1-2次。圍護結構頂部水平位移是圍護結構變形最直觀的體現，是深基坑監測工作中最重要的一個監測項目。

6.結束語

在基坑的施工管理中，應盡量減少支護結構的暴露時間，對于控制基坑水平位移是相當有意義的。在本工程的施工管理中實現了開挖土方和支撐系統的協調，嚴格按照“平衡、對稱、分塊分層、限時”的原則進行，并根據監測結果調整開挖速率，說明整個基坑工程支護是成功的。為以后類似工程提供了范例。