建筑深基坑支護工程技術及實施要點研究探討

郝付東

摘 要：隨著經濟的高速發展和城市建設的需要，高層及超高層建筑的大量涌現， 深基坑工程越來越多，同時密集的建筑物、復雜的深基坑形式，使得基坑開挖的條件越來越復雜，故對基坑開挖與支護的計算與設計理論、施工技術等的要求越來越高。為此，本文主要分析了建筑深基坑支護工程技術及實施要點，以供廣大同仁交流探討。

關鍵詞：建筑深基坑支護;特點;施工要點

深基坑施工是民用建筑施工中比較重要的分項工程，而深基坑的支護結構則是確保基坑順利施工的前提和基礎。因此，必須對深基坑支護施工的質量進行控制。

一、深基坑支護的概述

深基坑支護是指為保證地下結構施工及基坑周邊環境的安全，對深基坑側壁及周邊環境采用的支檔、加固與保護的措施。

（一）深基坑工程施工特點

1、基坑深度不斷增加。為了使用方便、節約土地，符合城市管理規定及人防需要等，建筑不斷向地下發展。2、建筑工程基坑周圍環境復雜。建筑工程所處的地質條件差的問題較為突出。城市中，高層和超高層建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并緊靠重要市政公路。而一般情況下，這些地方的原有建筑結構陳舊，地上與地下管線密布。因此，基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩定，也要保證周圍的建筑物和構筑物的安全和不受破壞。3、深基坑支護的方法越來越多，如混凝土灌注樁、SMW工法樁、深層攪拌樁、鋼板樁、地下連續墻、錨釘墻等，還有各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯合支護。

（二）支護結構的選擇原則

支護結構應根據基坑周邊環境、開挖深度、工程地質與水文地質、施工作業設備和施工季節等條件綜合考慮，做到因地制宜，因時制宜，合理設計，嚴格控制，使方案具有創造性和靈活性。

二、基坑支護方案選取

以福州恒華財富中心工程為例，該工程屬于深基坑工程;而且地質勘察結果表明，本深基坑工程的地下主要為細砂和深厚淤泥質土層。地下室基坑形狀為圓形，因此可以充分利用圓形拱的受力特點進行基坑設計。從本深基坑工程的場地地形條件、地質條件、基坑特點等方面綜合考慮，基坑設計采用分臺階進行支護，上級邊坡深3.5m，采用雙排攪拌樁+土釘墻的復合結構進行支護;下級邊坡采用咬合樁拱壁+多道圓環拱內支撐結構型式支護。

三、深基坑施工技術要點

（一）基坑開挖

本深基坑工程的土方開挖應遵守分區、分層、分段、對稱、均衡、適時的原則。整個基坑分為兩大區域，即周邊區，支護工作區（按支護底邊線向坑內約8m范圍）及中心區（即相對自由開挖區）。周邊區必須服從支護結構施工單位對土方開挖的技術要求進行開挖，中心區由土方開挖單位自主開挖。本基坑直立支護段對應的基坑周邊區必須分層、對稱開挖，以便使基坑分段對稱受力。

（二）基坑支護

1、土釘墻面層施工

直立段支護型式面層護面采用掛ф6.5鋼筋網@200×200mm，土釘部位設置2根通長水平Φ16加強筋和Φ16桿體鋼筋與土釘頭部焊接牢固后，噴射細石混凝土C20厚100mm護面。放坡段面層結構見圖紙說明。

2、自鉆式或擊入式鋼管土釘施工

根據本深基坑工程的施工現場條件，采用自鉆式或擊入式鋼管土釘（錨桿）采用Φ48鋼管，壁厚不小于δ3.25，自鉆式采用機械帶動旋轉鉆進，用頂漿法注入水泥漿（遇砂層、流塑狀易塑徑的淤泥層時邊注水泥漿邊鉆進）。其抗拔力設計值不低于5kN/m。

3、水泥攪拌樁施工

本基坑的水泥攪拌樁樁徑采用D600mm，間距取500mm，采用“四噴四攪”工藝，按“噴漿法”施工。攪拌樁水泥摻入比12%～15%，對應的水泥用量≥70kg/m，水泥采用P.O.32.5R普硅水泥，水灰比0.5～0.55，對應的容重約為1.7±0.05。樁位允許偏差為50mm，垂直度允許偏差為1%，樁徑允許偏差為4%，相鄰樁施工間隔時間不超過2小時，攪拌樁的設計強度為15天0.6MPa、21天1.0MPa、28天1.2MPa，基坑土方必須在攪拌樁養護21天后開挖，開挖前必須對水泥攪拌樁進行抽芯檢測。

4、咬合樁施工

咬合樁定位施工時要充分確保誤差小于20mm，樁的垂直度偏差小于3‰。咬合樁采用搓管樁機施工，施工時液壓系統將鋼套管超前壓入土中，然后用沖抓錘將套管中的泥土抓出成孔。成樁直徑為1200mm，樁間距1000mm，咬合200mm，先進行素混凝土樁的施工，后進行鋼筋混凝土樁的施工。

（三）基坑監測施工

施工監測是深基坑支護的重要手段之一，位移、沉降的變化與實際地質條件、支護方案、施工組織管理、施工工藝及外界環境條件等都有密切的關系，所以應恰當設置位移沉降等基坑安全監測點。本工程堅持動態設計與信息化施工的原則，有效地成為保障本深基坑工程支護安全的重要手段。針對本深基坑工程特點，特采取了如下基坑監測措施，以確保基坑監測準確無誤：

1、監測項目與測點布置：本深基坑工程監測項目包括必測的支護結構的頂部水平位移觀測和深度水平位移觀測（測斜）、坡頂位移與沉降觀測;選測的項目包括攪拌樁內力監測。共設置14個位移觀測點，8個沉降觀測點，12個混凝土支撐應力觀測點。

2、安全監測頻率：①本基坑開挖前三天應對所有測點平行測量3次，取其平均值作為初值。②當基坑開挖后，各測點及各測試項目每天觀測1～2次，在開挖過程中視其發展趨勢而定，若測值不穩定，應加密觀測次數，直至每2～3小時一次，直至穩定為止。基坑土方開挖到底后，若位移沉降值穩定，可每3～5天觀測一次，直到基坑可進行土方回填為止。

3、本基坑安全設計等級及相應的位移、沉降控制值：①本基坑下邊坡的安全設計等級為一級，咬合樁支護結構水平位移最大允許值為30mm，預警值為24mm;因上級邊坡（即復合土釘墻支護段）支護結構的變形將受下級邊坡變形的影響，故上級邊坡支護結構最大允許值為50mm，預警值為40mm。支護結構的應力值達到設計允許值的80%以上時即需預警。②沉降、位移觀測結果要求在當天及時整理，最遲在2天內反饋給設計單位及工程有關各方。遇險情時或數據有異常情況時必須第一時間告知設計人員及各方。③當實際基坑變形值達到預警值時，應及時將全部觀測資料函知設計人員，并召開專題會議，由設計人員踏勘現場，聽取情況匯報，共同分析有無異常現象，確定是否需要采取補強加固措施，是否需要啟動應急預案。

四、施工過程預防性措施

鑒于本深基坑工程深度較大，本深基坑支護工程施工時，應采取以下預防性措施處理方案：

①針對新出現的與原設計考慮的環境條件不相符的新情況，必要時進行加固處理，增加支護體系的整體剛度。②由于本深基坑工程較深，當邊坡支護結構變形值或結構應力值接近允許值，必須立即提出處理方案對支護結構進行補強加固處理，加固措施應確保支護結構有足夠的剛度。③當本深基坑支護施工時出現上述情況時，應首先考慮在坑底采用土方、砂袋等進行反壓加強或增設斜向支撐等措施;盡可能減少坡頂堆載;同時在條件允許的情況下，也可在坡頂部位進行挖土卸荷。

①要求及時用水泥砂漿對已出現的坡頂裂縫進行封堵，必要時進行灌漿填縫處理。②及時清理坡頂堆放物，以免影響對邊坡裂縫發生、發展的觀測，坡頂不得有觀測不到的死角。

③不允許坡頂堆載及動載（例如載重車）超過設計允許值，如果一定要增加堆載，必須通知設計單位對邊坡進行加固處理。

五、結語

總之，深基坑工程具有綜合性、復雜性、不確定性和風險性，是一項綜合性很強的系統工程。正因如此，無論是結構設計還是施工組織都應當從整體功能出發，將各組成部分協調好，只有做好施工監測工作，精心設計施工方案，嚴把施工質量關，才能完全達到預期的施工目的，最終保證工程的順利進行。

參考文獻：

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