深基坑工程施工技術探析

吳超

摘要：隨著城市建設的發(fā)展，基坑施工越來越多，深基坑工程施工主要包括基坑支護體系施工和土方開挖，是一項綜合性很強的系統(tǒng)工程。本文結合工程實際，對深基坑工程施工進行了分析，以供參考。

關鍵詞：基坑支護；深基坑施工

一、工程概況

該大廈為框架結構，地上26層，地下2層，總高度112m，總建筑面積約7.3萬多m2，地下室約2.7萬m2，基礎采用PHC—AB500（125）型錘擊管樁。基坑開挖面積約1.7萬m2，基坑周長約528m，基坑開挖深度約10 m。基坑北面為市政道路，西南面為大量水塘。場地范圍內(nèi)地層自上而下有第四系人工填土層，粉質(zhì)粘土硬塑、堅硬，并有較厚鐵質(zhì)層。場地淺層地下水多屬潛水—微承壓水類型，其補給來源于大氣降水及地下水側向徑流。

二、深基坑施工技術應用

該工程為高層建筑物，基礎設計等級為乙級，結構安全等級為二級。由于基坑面積較大，基坑深度較深，結合周邊環(huán)境，最終確定施工方案如下：先實行鉆孔灌注樁排樁加預應力錨索支護施工，基坑支護完成后開挖第一層土方至-2.65米，進行噴射混凝土及冠梁施工，并進行第一排錨索施工及張拉，隨后開挖第二層土方至-6.65米，進行腰梁施工，并進行第二排錨索施工及張拉，同時完成管樁基礎施工，樁基檢測完成后繼續(xù)進行下部土方開挖至地下室底板墊層底標高-10.45 m～-14.05 m范圍，同時進行截樁處理，完成深基坑施工，進入下一步承臺和地下室施工。該施工方案體現(xiàn)了技術可行、安全穩(wěn)固、施工便捷和經(jīng)濟合理等特點。

（一）基坑支護施工技術應用

深基坑支護結構所承擔的土方壓力大小直接關系施工安全，由于地質(zhì)情況的多變性及周邊環(huán)境的復雜性，基坑支護方案的選擇顯得非常重要。根據(jù)巖土情況和工程概況，設計單位將該工程基坑各側支護設計安全等級定為二級，采用鉆孔灌注樁排樁加預應力錨索支護形式，樁頂混凝土冠梁，鉆孔灌注樁外為雙排攪拌樁止水，鉆孔樁間采用單管旋噴樁填滿，冠梁頂以上1∶1放坡面噴射混凝土，圍護樁及旋噴樁均進入第六層土層（粉質(zhì)粘土層），基坑底部處于第四層及第六層的中砂及粉質(zhì)粘土層上。這種方案的選擇起到了很好的防滲和支護作用，有效地保障了地下結構施工任務。

1.鉆孔灌注樁施工。

基坑周長約528 m，鉆孔灌注樁樁徑1000 mm，樁長15.1 m，樁間距約1.6 m，樁內(nèi)配通長鋼筋籠。施工中采用跳打方法，8臺樁機分段施工，按照“測量定位→硬地坪及泥漿池準備→護筒埋設→樁位復核→鉆架就位校核→鉆孔→第一次清孔（泥漿循環(huán)→泥漿處理→泥漿外運）→測孔深沉淤→下放鋼筋籠（鋼筋籠分批驗收）→下放導管→第二次清孔（泥漿循環(huán)→泥漿處理→泥漿外運）→測定沉淤→安放隔水球→灌注水下商品混凝土（泥漿循環(huán)→泥漿處理→泥漿外運）→鉆架移位”流程施工，現(xiàn)場管理對成孔、清孔鋼筋籠及水下混凝土等環(huán)節(jié)施工質(zhì)量均有嚴格要求。

2.水泥攪拌樁施工。

在鉆孔灌注樁外側設置兩排深層水泥攪拌樁用于止水，樁徑550 mm，樁間距、排間距均為400 mm，樁間搭接距離為150 mm，樁長15.6 m。水泥攪拌樁施工流向按鉆孔灌注樁的施工順序提前進行，采用4臺樁機分兩組向不同方向施工，每臺樁機配備1臺灰漿泵和2臺灰漿攪拌機，按照“樁位放線→清挖排障→移機就位、對孔位→一次攪拌鉆進→攪拌噴漿提升（拌制漿體）→二次攪拌鉆進→攪拌噴漿提升（拌制漿體）→移機下一樁”流程施工。相鄰樁施工間隔時間不超過2小時，成樁工藝要求四次攪拌二次噴漿。施工過程中及時復核樁位（偏差應≤10 mm）、校正機架垂直度（偏差為5%）、更換鉆頭確保樁徑達到設計要求，確保攪拌體均勻，防止噴漿中斷、冒漿、抱鉆及搭接開叉等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.旋噴樁施工。

為確保形成封閉止水，在鉆孔樁之間設置兩條單管旋噴樁，旋噴樁位于靠近攪拌樁一側，樁徑600 mm，樁間距為400 mm，樁間搭接距離為200 mm，樁長為15.6 m。旋噴樁采用4臺樁機，在攪拌樁完成后2天內(nèi)完成，按照“測量定位→機具就位→鉆孔至設計標高→旋噴開始→提升旋噴注漿→旋噴結束成樁”流程施工，相鄰兩樁施工時間間隔不小于48小時，間距不小于4 m～6 m，施工時確保樁位準確、樁身垂直、樁頂標高和強度、樁體連續(xù)性等，防止縮徑及夾泥。

4.噴射混凝土施工。

在土方開挖至-2.65 m時進行1∶1放坡施工，坡面掛Ф1.0@25×25電焊網(wǎng)，面噴混凝土，強度C20，厚50毫米，垂直于坡面插1米長Ф12鋼筋，間距為1.5米。按照“放線→制作控制三角板，據(jù)此控制土方開挖→人工修坡→沿坡面人工打入固定電焊網(wǎng)片Ф12鋼筋→噴第一層混凝土→編掛電焊網(wǎng)→噴射混凝土拌制→噴射混凝土及放坡段面層保護”流程施工，與土方開挖配合密切，分層分段進行，土方分層開挖后及時采用人工修坡。

5.冠梁、腰梁施工。

基坑開挖土方至-2.65 m時進行一道冠梁施工，冠梁設置在鉆孔灌注樁樁頂，截面1000 mm×600 mm，混凝土強度等級C30，內(nèi)配縱向鋼筋8Φ22+7Φ12，箍筋Ф8@200；開挖土方至-6.65米時進行一道腰梁施工，截面1000毫米×600毫米，混凝土強 度 等 級 C25，內(nèi) 配 縱 向 鋼 筋 8Φ16，箍 筋Ф10@200。按照“基礎清理→綁扎鋼筋→設錨頭預埋件、立模板→澆筑混凝土→養(yǎng)護→拆模”流程施工，在土中打入鋼筋固定模板，按設計角度預留好錨索孔洞，鋼筋制作安裝和混凝土施工嚴格按照施工規(guī)范進行。

6.預應力錨索施工。

冠梁、腰梁施工完成后進行預應力錨索施工，設有2排預應力錨索，水平角30度。按照“測量放線→鉆機就位校準角度→開鉆成孔（護壁泥漿配制）→錨索預制→錨桿安放→清漿洗孔→漿液配制→注漿→錨具安裝→張拉鎖定”流程施工，采用專業(yè)錨桿鉆孔機、壓力注漿機和張拉機等設備，錨索桿體直接下入孔中，然后連接注漿機壓漿管注漿，注漿采用兩次注漿工藝，待錨索頭部冠梁、腰梁施工約4天后（預應力錨索注漿后間隔時間為4天～7天）進行張拉鎖定。（二）土方開挖施工技術應用

深基坑土方開挖應分塊分層對稱進行，開挖時應避免亂挖造成支護系統(tǒng)的受力不均勻，并加強基坑監(jiān)測和排水降水措施。該工程基坑開挖土方量約15萬m3，實行分層分段流水作業(yè)施工，第一次挖至-2.65 m，進行冠梁施工及第一道錨索張拉鎖定，并按設計要求修整邊坡，掛鋼筋網(wǎng)噴護坡混凝土；第二次挖至-4.7米；第三次挖至-6.65 m，進行腰梁施工及第二道錨索張拉鎖定，在該層面進行預應力管樁施工；第四次在管樁施工完成后挖至-10.35 m～-13.95 m的底板高度，留下約100 mm土層進行人工挖土修整。

1.土方開挖施工。

土方開挖投入普通挖掘機4部，長臂挖掘機4部，伸縮臂挖掘機2部，小型挖掘機2部，配備施工人員25人，高峰期土方挖運量達到1000立方米/天。根據(jù)基坑底板分隔縫，分6段開挖，4部挖掘機分兩班同時作業(yè)。由于場區(qū)較為寬闊，開挖時在基坑的西面修建臨時車道供汽車運土和樁機管樁運下基坑，車道的坡道約為10度，運土和運送樁機管樁的車輛統(tǒng)一從該坡道進出。

2.安全防護措施。

基坑土方開挖后，冠梁周邊立即進行護欄維護，護欄采用鋼管形式，立柱間距1.8 m、高度1.2 m，兩度橫桿，欄桿外圍做300 mm×300 mm排水溝，溝外的施工地面做硬底化處理。基坑開挖按規(guī)定要求進行，嚴禁機械碰撞基坑支護結構部分。

3.排水降水措施。

為了便于施工及有利于基坑邊坡穩(wěn)定，土方開挖前先做好定位放線工作，及時配合基坑圍護單位做好排水系統(tǒng)的布設。在施工區(qū)域內(nèi)投入12臺水泵作為排水設施，土方開挖過程中在坡腳開挖臨時排水溝，土方開挖完成后沿基坑底周邊設置磚砌排水溝，場地向排水溝方向做成0.002的坡度。臨基坑圍護線放坡，沿基坑邊500 mm寬工作面周邊設置通長300 mm×300 mm磚砌截水溝，攔截進入基坑的污水及雨水，溝側砌120 mm厚磚，溝內(nèi)側采用M10砂漿抹面20 mm厚，溝底搗C10混凝土100 mm厚墊層。為避免打樁引起的超孔隙水壓力和擠土效應，采取降水井降低水壓，確保管樁施工質(zhì)量。每隔50 m或陰轉角處做1000 mm×1000 mm×1000 mm集水井，通過水泵抽排至坑頂排水溝，再經(jīng)沉淀池沉淀后排入市政管網(wǎng)。

4.工程樁保護措施。

在工程樁完成施工后還將開挖土方約3.8 m，為了避免工程樁的斷裂及斜倒，樁間土采用人工開挖，小型挖機歸堆，大型挖機裝土，樁四周土均勻卸荷，避免對樁形成側壓力，在開挖過程中成約1∶2.5坡度，樁兩側土的高差不超過0.5 m，工程樁露出1米左右立即對其截樁，防止樁被撞斷。

5.基坑實時監(jiān)測分析。

基坑監(jiān)測是深基坑施工過程中一個重要的安全保障措施，在基坑施工期間，應設立合理有效的監(jiān)測系統(tǒng)，并嚴格按規(guī)范要求進行觀測。該工程除了要求施工單位和監(jiān)理單位進行初步監(jiān)測外，業(yè)主還另行委托了專業(yè)監(jiān)測公司進行基坑監(jiān)測。專業(yè)公司在基坑施工過程中進行了地下水位、支護結構側斜和頂部水平位移、基坑四周地面沉降、預應力錨索應力、周邊市政道路及地下管線等全過程全方位監(jiān)測，密集布置監(jiān)測點，每天觀測，及時了解基坑的位移、沉降等變化情況，及時發(fā)現(xiàn)基坑位移、沉降量過大或變化速度過快等異常現(xiàn)象。監(jiān)測公司每周出具監(jiān)測報告，通過對觀測數(shù)據(jù)的分析研究，及時與設計等有關單位進行研究，并采取快速有效的加固處理措施，做到精細化設計與施工，確保基坑施工安全。

三、結束語

總之，深基坑的開挖與支護結構施工是一個系統(tǒng)工程，涉及面較廣，在城市空間發(fā)展中的應用將越來越頻繁，同時，也將面臨更多更新的挑戰(zhàn)，深基坑各種技術和管理方法將快速發(fā)展，并得到全面而深入的應用和推廣。