工民建中深基坑開挖與支護施工技術分析

鄭寶霞

【摘要】我國近年來國民經濟得到快速發展，工民建施工大規模建設，深基坑施工不斷增多。本文針對工民建中深基坑施工開挖和支護主流技術特點進行分析，以施工實例應用進行說明，提升新時期深基坑施工技術水平。

【關鍵詞】工民建;深基坑開挖和支護;施工應用;特性;措施

1、引言

我國在新時期下國民經濟各行各業得到充分發展，工民建在近幾年發展迅猛，成為城鄉建設重大支柱產業之一。隨著大量高層建筑投資建設，深基坑施工在工民建中越來越常見，在不同的地下空間中進行深基坑的開挖和支護困難較多，施工現場中不可預見性風險因素多，施工單位除了選擇安全系數高、施工工藝合理的開挖和支護技術，現場專業的深基坑監測也十分重要。因此，工民建中對深基坑的開挖和支護的作業不同工藝，需要施工單位熟練運用并不斷改進工藝，以保障深基坑的施工質量。

2、深基坑開挖和支護技術時代特征

深基坑開挖和支護技術在不同施工環境中需要對應的工藝，當前主要的技術特點有如下幾個方面：

2.1開挖基坑施工深度不斷擴大

近年來城市建設規劃不斷擴展，高層建筑投資建設大量增加，工民建廠房也在擴大，地下空間利用功能擴展性越來越強，在有限的城市空間中發展多種功能的綜合體，工民建工程產品利用綜合最大化，導致開挖和支護的技術難度不斷增加。

2.2深基坑開挖技術難度大

在新時期實施深基坑開挖過程中，施工開挖與相鄰地鐵、密集型商場、高大建筑物、保護性歷史文物距離過近，遇上開挖土質復雜時如粘土、淤泥、回填砂、石塊和建筑垃圾等復雜地質及地下水豐富的情形，開挖過程中在超深情況下如何采取多種形式技術措施降低對周圍建筑物的正常影響，控制超挖、防范基坑周邊建筑出現失穩等，這類施工環境極大地增加了開挖和支護的技術難度。

2.3開挖、支護技術需要聯合多種不同手段

深基坑與普通基坑相比，既要考慮對周邊道路、建筑、管線的影響，也要考慮到土質物理性能、降排水手段等多種因素，從安全可靠、經濟合理、施工簡便進行整體研究，僅靠單一技術手段難以完全達到開挖、支護技術最佳效果，通常需要聯合多種形式手段才能滿足施工要求和滿足設計性能指標。

2.4施工條件受自然環境、氣候影響大

施工開挖深基坑往往面積范圍比較大，工民建高層建筑開發規模通常連成一片施工，深基坑深度過大時很容易受惡劣氣候影響，容易出現周圍建筑或道路沉降過大、地下水流失過多的現象，一旦遇上惡劣的天氣如連續不斷的暴雨、大雪、臺風等情況，深基坑內部的土體成分極易出現變化，支撐結構失穩危險性急劇增加，需要施工單位及時采取防范性基坑坍塌的加固應急措施。因此，如何在復雜自然環境和長時間暴露在不同氣候變化的基坑保持周圍建筑物實現安全穩定，成為施工單位需要面對的重要技術性難題。

3、深基坑開挖和支護技術實例應用

工民建深基坑開挖和支護施工技術應用較廣泛，常用支護方法有土釘墻、排樁支撐、水泥深層攪拌樁、鋼筋混凝土樁、錨噴支護、鉆孔灌注樁擋墻等，下面以舜宇路北側、中山北路西側地塊工業研發用房項目（一期）地下室基坑工程為實例說明深基坑開挖和支護技術綜合應用。

3.1工程概況

項目總建筑面積為149218.7m2，一期建筑面積56624.5m2。主要建筑物包括1幢10F小高層辦公樓、3幢5F多層辦公樓、8幢2～3F辦公樓及地下室。

基坑形狀不規則，基坑東西向長約250m，南北寬約78m，開挖面積約為14683.8m2，圍護延長約706m?；油谏顬?.5-6.0m;電梯井1.70m，墊層厚度按300mm計算。場地上部淺層孔隙潛水賦存于地表下雜填土及下伏粘性土中，雜填土層土體松散，粘性土層透水性較差?；涌拥字饕獮榈?-1層，該層土為淤泥質黏土層。

3.2基坑特點情況分析

施工單位項目部組織專業技術人員針對基坑勘察報告進行初步分析，基坑挖深6.0m，安全等級定為二級。場地周邊環境較狹隘，南側鄰近舜宇路，地下室側壁距離紅線最近約9.0m，場地周邊有大量重要的電纜管線及主干道路，地下室東側和北側均有架空220V高壓線，地下室側壁距離管線最近約118.3米，基坑對周圍市政道路變形要求較高，要做好防失穩和防沉降保護措施，基坑附近注意高位工程樁保護。

地下室基礎開挖施工時有可能會出現滲水現象，開挖時應提前做好基坑隔水。第2-1層的淤泥質黏土是基坑內部土體重要影響層（圖1），直接影響到基坑的整體穩定性，也會導致基坑底部土層隆起，且土層透水性不佳，需要采取降排水措施。基坑選用預應力管樁或鉆孔灌注樁施工完成后，其孔隙承壓水往往會沿樁土界面上升，在樁基周圍形成出水點，對樁的承載性能及基礎施工會有一定影響。見圖1

3.3深基坑支護綜合性為基礎出發點制定技術方案

項目部技術部門制定深基坑支護方案以安全穩定、經濟適用、施工簡捷為基礎出發點綜合考慮支護系統技術方案，熟悉并深入理解工程地質勘察報告、圖紙、氣候、出入土路線、地下管線等資料，驗算后確定支護系統。

項目部根據不同支護特點進行分析對比，比選不同的支護工藝如下：

（1）大放坡支護施工工藝

選擇大放坡支護工藝，施工無需另外設置支撐系統，直接挖土施工方便，施工時間較短且速度快，直接開挖支護工程成本造價低，大放坡施工對基坑周邊環境條件要求高，本工程基坑地下室周圍分布較多的高位工程樁，現場不具備大面積卸土放坡環境，因此大放坡工藝方案不適宜采用。

（2）土釘墻施工工藝

常規深基坑選擇土釘墻施工工藝較多見，土釘墻施工工藝按照基坑坡度、開挖深度需要提前做好基坑排水設施和現場地下管線保護，土釘墻現場施工作業噪音小，工程投入成本少，無需特別支護結構設置，挖土簡單，施工方便，支護速度快。本工程基坑坑底主要為第2-1層，該層土構成為淤泥質黏土層，土質條件差，加入開挖地下室分布的工程樁為高位，地下管線保護難度要求高。因此，要確保基坑高位工程樁穩定性和安全性，不考慮采用土釘墻施工工藝。

（3）排樁支撐（或樁錨）施工工藝

排樁支撐（或樁錨）施工工藝主要優點是對基坑控制失衡變形能力較強，在土質條件較差可適用，對周邊建筑物及市政道路影響比較小，放坡條件不高可以大大節省施工開挖場地。工藝缺點施工工序較多，現場作業不方便，施工時間較長，投入勞動力、機械設備多，工程成本較大。本工程土質淤泥質黏土層為主，土質差，開挖深度難度不大，從現場施工安全性和工程投入成本綜合考慮，本工程可采用排樁支護施工工藝。

綜合多種施工工藝分析，保證基坑施工開挖期間周邊道路、管線及基坑內外工程樁安全前提下盡可能節省控制工程成本，保證施工機具投入條件下選擇SMW工法樁+內支撐支護形式，有利于控制基坑變形，而且應用這種支護方式在附近周圍地區大量實施應用效果較好，技術比較成熟容易控制基坑質量。

3.4 SMW工法樁施工工藝應用

本工程深基坑支護采用φ650@450三頭水泥攪拌樁，內插H型鋼的SMW樁，嵌固深度12.5m，經過驗算，抗滑安全系數Kh = 1.861滿足設計安全要求。水泥攪拌土的試塊每隔24h每臺樁機均要做一組。按照試驗室比例進行水泥漿配制，完成后的使用時間不超過2h，前后搭接施工的相鄰攪拌樁施工時間時不能超過10h，控制連續澆灌時間，避免出現施工中間停頓造成水泥攪拌樁施工冷縫現象。

成樁采用二次攪拌二次噴漿工藝，提前開挖溝槽接收返流水泥漿液，開挖前基坑內部預降水直接達到坑底，對上行提升和下行鉆進的水泥漿灌入量進行精密計算，泥土攪拌過程中下沉或提升速度不能過快，控制在0.5m/min左右，避免造成水泥樁攪拌不均勻現象。

針對SMW工法容易出現的質量通病，項目部配備經驗豐富的SMW工法專業勞務隊伍和精心保養的水泥攪拌機械設備，科學實施預防質量通病控制措施：控制好的水泥漿液的配合比符合質量要求，澆灌攪拌水泥樁時間連續不間斷，制作完成的攪拌樁2h內插入已均勻涂好減摩劑的H型鋼，注意控制H型鋼平整度、垂直度指標，控制樁中心偏位在40mm以內，型鋼拔出后的空隙及時回填灌漿，基坑開挖后及時設置支撐。

3.5基坑挖土施工

基坑內開挖到底板墊層標高后，挖掘機在基坑四周挖到5m寬時，設計標高200—300mm后的12h內馬上進行墊層澆筑，待達到一定強度后使用剛性支撐再進行局部地梁施工。開挖過程中注重實施信息化現場基坑變形、沉降監測，專人定時記錄并及時反饋。

3.6基坑內部降水、排水控制

基坑內部設置自流管井降水。排水由坑外和坑內組成，坑外排水注意避免雨水大量流入基坑，設置大功率潛水泵，坑外排水間隔15m磚砌排水井，排水蓄溝沿基坑四周連通，坑內排水間隔15m磚砌集水井，排水盲溝連通后用水泵排出積水。

結語：

隨著我國工民建施工項目不斷增加，深基坑作業逐漸成為常見施工任務，施工單位依照現場具體情況科學篩選深基坑開挖和支護施工工藝，針對不同施工環境綜合應用實施專業化基坑支護，保證現場降排水設施正常運轉，注重基坑變形科學監測，做好現場應急處理預案，不斷提升深基坑施工技術應用水平。

參考文獻：

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