關于建筑工程基坑施工的探析

摘要：本文主要是結合筆者在工作中的經驗，對瓏昕澤第基坑圍護工程設計進行了探析，內容涉及：圍護體系方案選擇、圍護體系具體做法、基坑開挖的施工及要求、基坑工程現場監測及應急措施、圍護結構計算說明、圍護結構設計施工圖等。

關鍵詞：基坑施工；概況；方案

一、工程概況

場地位于杭州市余杭區臨平南苑街道，場地北側為下塘河，南側為東大街延伸段和上塘河，西側為正在擬建的臨平大東安社區綜合改造工程居民安置地塊。

工程由10幢12～18層高層住宅樓、沿街3層物業經營用房及1F的會所組成，基礎采用預應力管樁基礎。地下室平面呈不規則形狀，地下室面積約20419.005m2，基坑總周長844m。

二、圍護體系方案選擇

根據基坑工程的開挖深度、地質條件和環境條件，可以考慮的圍護方案包括：（1）放坡開挖；（2）水泥攪拌樁重力式擋墻圍護結構；（3）復合土釘墻圍護結構；（4）內撐式圍護結構。

放坡開挖是最為經濟的圍護形式，具有施工速度快、土方開挖方便等優點，在條件許可的情況下應優先采用。但本工程局部開挖范圍為淤泥質粘土，邊坡穩定性較差，尤其雨季時在滲流力作用下易產生整體失穩。放坡需較緩的坡度和較寬的放坡平臺，需占用較大的場地，土方開挖量大。另外，在地下室施工完畢后填土方密實度差，易產沉降和建筑物周圍散水和地面開裂。

水泥土重力式擋墻也具有施工速度較快，土方開挖方便等優點。但在軟土中應用時圍護結構位移偏大。由于圍護結構的寬度較大，需占用一定場地，同時圍護結構造價并不低。

內撐式排樁墻圍護結構具有受力合理、變形易控制、可靠性、對周圍環境影響小等優點，但圍護造價相對較高。

土釘墻圍護結構具有經濟性好、施工方便、施工工期短等優點，目前在軟土地基的基坑工程中得到了廣泛的應用。當坑底處于軟弱土層中時，為防止在基坑開挖過程中出現隆起破壞和整體滑移，可在坡腳打入水泥攪拌樁以形成復合土釘墻，有利于提高坡腳土體的承載力和基坑的整體穩定性，并減小圍護結構的位移。

根據本工程實際情況，在基坑西側考慮存在土釘障礙物，因此采用咬合樁圍護，其余三側采用水泥攪拌樁復合土釘墻圍護結構。

三、圍護體系具體做法

1、鉆孔灌注樁做法

鉆孔灌注樁樁徑800mm，樁長為12.0～13.0m，樁身混凝土強度為C25，內配14Φ22主筋，樁底以上2.0～3.0m主筋減半，箍筋為φ8@200螺旋筋，每隔2.0m設Φ14加強筋一道。樁頂上設壓頂梁一道，尺寸為1000*700。

2、水泥攪拌樁做法

水泥攪拌樁樁徑為600mm，主動區樁身搭接為150mm，樁長詳見各剖面圖，水泥攪拌樁水泥摻入量為被加固土重的15%，外加SN201（液體添加劑）0.15%，也可根據施工需要在水泥中摻入適量的外摻劑，攪拌樁頂連接鋼筋網并噴射混凝土。

3、土釘墻

土釘墻采用C20噴射砼，面板厚度100mm，分二層施工：噴射第一層混凝土厚度為30～40mm，然后成孔、安裝土釘、綁扎鋼筋網片、噴射混凝土第二層混凝土至設計厚度；所有土釘墻面層均配Φ6.5@200×200鋼筋網。

鋼管土釘全部為Φ48×3.0焊接鋼管，鋼管制作見“基護-08”圖中詳圖，施工時鋼管端部應作封閉狀，鋼管離基坑壁2.5m沿長度方向開始設置滲漿孔，滲漿孔每隔0.5m旋轉90度設置一個，梅花型布置，并在滲漿孔上焊倒置管片。（如在軟土層施工時鋼管頭要擴大至89mm。）

土釘注漿材料采用純水泥漿，水泥采用32.5復合硅酸鹽水泥，水灰比為0.5。注漿終了壓力不小于0.3～0.5MPa，注漿須慢速進行，注漿前應用清水進行洗孔。

4、基坑止（排）水系統做法

基坑坡頂外四周挖設400（b）×400（H）mm截、排水溝，同時在上部填土層中設置泄水管，排除地表水，將地面雨水、施工廢水集中后，排入周邊已建道路。排水溝也可考慮用φ300mm波紋管替代，間隔30m設一集水井，集水井挖設800（b）×800（H）mm。在基坑開挖過程中，需要時可邊開挖邊設置臨時性盲溝和集水井，及時排除坑內積水，直至開挖到坑底，當局部存在粉土層中含水量較高時，明溝無法排除坑內積水時，可考慮臨時增設自吸泵降水，一般10m2設一臺即可。坑內排水溝應離開坡腳0.50～1.00m，嚴禁沖刷坡腳。

四、基坑開挖及施工要求

1、施工前應復核場地內外標高，如與設計不符，應進行修整，如果場地標高相差過大，基底標高調整較大或其它異常情況應及時與設計聯系。

2、土釘墻施工前應摸清周邊管線，土釘應避開管線和工程樁施工。

3、圍護樁的施工

圍護樁樁身配筋應嚴格按照設計圖紙制作，施工時應確保圍護樁質量，特別是樁身垂直度的控制平面定位。圍護樁養護，設置好各有關監測項目。

4、為了減少因土體開挖而產生的土側壓力（擠土效應）對物業經營用房建筑基礎的影響，基坑開挖時物的工程樁和基礎應在基坑開挖前完成。

5、開挖至冠梁頂標高后，開挖溝槽，鑿樁頭，澆注冠梁，養護。

6、水泥攪拌樁復合土釘開挖要求：

水泥攪拌樁施工：

結合土方開挖順序，合理組織施工水泥攪拌樁，施工時應確保樁身質量，特別是樁身垂直度的控制和平面定位，水泥攪拌樁確保樁間搭接寬度，嚴格控制攪拌頭提升速度，確保攪拌質量。

土釘墻支護施工要求：

開挖土方應采用中心島式開挖，分層分段先開挖完成土釘工作面，每層開挖深度不得超過土釘以下0.3m，分段開挖長度一般不得超過20m，開挖時應采用間隔開挖的方式進行。當施工至第三排土釘時必須跳挖，跳挖長度8～10m。基底最后30cm土方采用人工開挖和機械清除結合進行，中心島的開挖應和墊層施工同時進行，邊開挖邊鋪設塊石墊層，如果墊層來不及鋪設則應停止中心島的開挖，墊層應鋪至支護結構坡腳。

開挖出工作面后應立即施工土釘，土釘施工必須避開臨近待建建筑物的工程樁。挖土應密切配合土釘施工，坑壁暴露時間不得超過12小時，上層錨管施工完畢至下土方開挖間隔時間不宜小于48小時。挖至基底標高后應立即鋪設墊層，坑底暴露時間不宜超過24小時。

土方回填：

土方按有關標準回填，可采用基坑開挖出來的粉質粘土和粘質粉土直接回填，夯實，不可用軟土回填，回填技術要求詳見北京聯華建筑事務有限公司地下室結構設計總說明。

本圍護體系不允許作塔吊基礎之用，塔吊基礎應另行專門設計。基坑外場地堆載不得超過設計值。泵車位置、出土口位置及施工通道布置，待與施工方協商確定后，視實際開挖情況擬作適當加固處理，具體加固措施可待挖土方案確定后再定。

五、基坑工程現場監測及應急措施

本工程建議進行如下監測：

1、圍護土體深層水平位移和豎向位移的監測；

2、基坑坡頂的水平位移及沉降的監測；

3、周邊管線、建筑物沉降觀測。

4、地下水位監測。

在基坑開挖期間，對上述監測內容應每天測試，如遇變化速率較大時，則應增加觀測次數并及時將觀測資料反饋給建設、設計、監理、施工等單位，以便及時分析處理。在監測數據出現異常、位移（速率）較大時應加密監測頻率，并對監測數據進行分析。

監測報警值：

深層土體位移：日位移連續三天超過3mm，基坑西面圍護體最大累計水平位移60mm；其余圍護體最大累計水平位移按45m。

水位觀測：地下水位日變化量超過800mm。

地表水平位移：連續三天水平位移速率大于3mm/d或累計大于30mm。

地表沉降：垂直位移大于3mm/日或累計大于30mm。

當日位移一天超過5mm時，應立即停止挖土，視現場情況采取回填土措施，并加密監測頻率。

應急措施：

1、開挖過程中邊壁出現滲漏現象時，應積極采取有效措施堵漏。

2、開挖過程中圍護體變形過大或變形發展速率過快，應立即停止相應范圍內的土方開挖，調整挖土方案，必要時采取回填措施或設置應急支撐以控制圍護體的變形發展。

3、場地內保證有一臺挖土機可以隨時調用，平時備好一定數量的編織袋，一旦發現位移增大不穩定，可用砂袋回填反壓。

4、為確保基坑及其周圍建筑物的安全，施工現場應具備一定的搶險應急設備及材料，如型鋼、草包、鋼管、水泥、水玻璃等。