談深基坑支護及開挖施工技術

馬海寶

摘要：為了設置建筑物的地下室需開挖深基坑，深開挖還包括為了埋設各種地下設施而必須進行的深層開挖。在此，介紹下深基坑支護設計方案還有監測的目的和要求，并且對于開挖的安全技術也做了論述。

關鍵詞：深基坑，支護結構，施工監測，土方開挖

引言

城市中深基坑工程常處于密集的既有建筑物、道路橋梁、地下管線、地鐵隧道或人防工程的近旁，雖屬臨時性工程，但其技術復雜性卻遠甚于永久性的基礎結構或上部結構，稍有不慎，不僅將危及基坑本身安全，而且會殃及臨近的建構筑物、道路橋梁和各種地下設施，造成巨大損失。從另一方面講，深基坑工程設計需以開挖施工時的諸多技術參數為依據，但開挖施工過程中往往會引起支護結構內力和位移以及基坑內外土體變形發生種種意隨著城市建設步伐的不斷加快，城市建設用地日益減少，使得我們更多地向高度上尋找發展空間。建筑高度越高，隨之而來的是基坑深度越來越深，并且很多建筑工程基坑邊坡緊鄰建筑，這就需要有很好的基坑支護結構。

1深基坑的支護方案主要有下列幾種：

深基坑支護方案，應根據基坑的深度、現場的土質情況、地下水位、場地的大小以及相鄰建筑的層數、荷載、埋深、間矩等情況，合理的選用，既安全可靠、技術先進又經濟合理的方案。設計時對基坑四周市政管道的設置情況也應充分調查清楚，以免發生意外。

1.1在基坑四周設懸臂式擋土樁，主要用于基坑埋深較淺（約5—7m）的工程，樁采用鉆孔灌注樁或打入式鋼管樁。

1.2地下連續墻;

1.3采用逆作法施工。先沿地下室外墻間隔一定距離設鉆孔灌注樁或人工挖孔擴底樁，再逐層往下進行逆作施工。這種方案較經濟，將支護措施與地下工程的主體結構相結合是其優點，但施工難度較大，逆作部分人工挖土速度較慢。

1.4擋土樁與錨桿相結合。基坑較深時全部采用懸臂式很不經濟，應在基坑側臂打入1層或2層錨桿，錨桿豎向間距5m左右。由于錨桿費用較高，所以盡可能采用1層錨桿，這樣不僅節約費用，而且加快基坑開挖的速度。

1.5土釘墻支護;

1.6深層攪拌水泥土樁支護;

1.7旋噴樁帷幕墻支護。

1.8如南海廣場二期基坑開挖深度20至22米，綜合考慮周邊建筑物情況，基坑地層條件、基坑深度、周邊管線及地質情況，就擬采用“攪拌樁（旋噴樁）+旋噴樁（沖孔樁）+內支撐+錨索”的支護形式，止水帷幕上部采用攪拌樁，下部搭接旋樁進行止水，同時在樁間采用掛網噴射混凝土進行護面處理。

2深基坑監測的目的和要求

基坑開挖、支護施工將不可避免地對地層、地下管線、建筑物等造成一定的影響。為確保基坑周邊建筑物及管線安全，做到信息化安全施工，必須對地表、地下管線和周邊建筑物進行全面系統的監控量測。通過監控量測可以達到如下目的：

2.1了解基坑周圍土體在施工過程中的動態變化，明確施工對原始地層的影響程度以及可能產生失穩的薄弱環節。

2.2了解支護結構的受力和變位狀態，并對其安全穩定性進行評價。

2.3了解工程施工對地下管線、建筑物等周邊環境條件的影響程度，確保它們仍處于安全的工作狀態。

2.4了解施工降水效果對周邊地下水位的影響程度。

2.5將量測結果反饋到施工中，及時修改施工參數和步驟進行信息化施工。

2.6監測工作進行一段時間或施工某一階段結束后，都要對量測結果進行總結和分析。

3深基坑土方開挖安全技術要點

3.1一般安全要求

1.31土方施工前，必須查明地下有無埋藏物。如有相關管理單位拆遷完畢后，方可開挖

1.32開挖基坑，根據設計文件或施工規范放坡、分層開挖、嚴禁超挖。

1.33開挖基坑時，嚴禁掏土。

1.34人工挖土，多人操作時相互間應保持安全距離。

1.35設置上下爬梯，供作業人員上下。

1.36基坑周圍2.0米內，不得堆放土、料和機具設備。

1.37距離構筑物距離較近時，開挖基坑前應對構筑物進行防護后，方可進行開挖。施工過程中，應設施工防護人員進行監控觀察土體和路基邊坡的穩定。

1.38基礎、邊墻、墩臺身施工完畢，拆除加固支撐時，應自上而下，逐段逐層進行。

3.2安全施工要點

3.21提出合理的開挖程序及開挖施工參數。這是確保基坑穩定和控制基坑變形符合設計要求的關鍵，其基本要求為：（1）有支護（錨拉）的基坑要分層開挖，分層數為基坑所設支撐道數加一。每挖一層及時加好一道支撐或設好一道錨桿。當采用土釘墻或噴錨網支擴方案時，應按設計每挖一層土做一層支護、隨挖隨支護;（2）有內支撐的基坑，每層土的開挖，對同時開挖的部分，其位置和深度，以保持對稱為原則，防止基坑支護結構承受偏載;（3）保證支撐、圍檁或拉錨的施工質量，科學組織、精心施工;（4）規定施工場地、土方、材料、設備的堆放場地及數量，限定基坑旁邊的超載;（5）確保排水、堵水及降水的措施，嚴防圍護墻體發生水土流失而導致基坑失穩;（6）合理確定地基加固的范圍、質量要求及檢驗方法;（7）選擇滿足出土數量和時間要求的開挖設備、運輸車輛及道路和堆放條件;（8）提出監測設計，落實按監測信息指導施工防止事故的方案。

3.22考慮時空效應的開挖及支撐施工。

基坑開挖的幾何尺寸（長、寬、高）和擋墻開挖部分的無支撐暴露時間，對基坑圍護墻體和坑周地層位移有明顯的相關性。這里反映了基坑開挖的時空效應的規律。考慮時空效應的開挖及支撐施工應根據下述諸因素進行：（1）基坑規模、幾何尺寸、圍護墻體及支撐結構體系的布置;（2）基坑地基加固和施工條件;（3）選擇基坑分層、分塊、對稱、平衡限時開挖和支撐的順序，并確定各工序的時限。（4）在施工方案中對如下施工參數進行規定：①開挖分層的層數，每層分部開挖的數量，②分部開挖的時間限制：③分部開挖后，完成支撐的時間限制;④支撐預加軸力（采用鋼支撐時）;⑤當采用盆式開挖時，其貼靠擋土墻的支承土堤的每步開挖寬度和高度;⑥每步開挖所暴露的部分墻體，在開挖卸載后無支撐的暴露時間、暴露的寬度和高度。

4容易出現的問題及應變處置措施

4.1圍護結構出現滲水、漏泥或開挖面以下出現冒水，應變處置措施4.11采取止水堵漏措施;4.12發現薄弱環節，及時采取加固措施。

4.2土方開挖不均衡，支撐施工不及時致使支護系統受力和變化速率過大，應變處置措施：4.21加快開挖和支撐的施工進度，增加支撐預加軸力的次數;4.22調整開挖及支撐施工次序，減小每步開挖的空間尺寸，使基坑受載均衡。

4.3圍護結構剛度、強度不足，變形過大，應變處置措施︰4.32對支撐加設預緊力;4.33加強支撐的豎向間距;4.34在坑內堆載或坑周卸載。

4.4基坑隆起過大，應變處置措施∶4.41在最下層開挖時，采取分塊挖、分塊澆筑墊層混凝土，以控制墻體位移;4.42采用中心島法挖土;4.43超前在坑底進行塊凝壓力注漿;4.44壓載。

5結語

由于各工程場地的地質、環境條件千差萬別，在每個深基坑工程設計施工的具體技術方案的制定中，必須因地制宜，切不可生搬硬套。深基坑工程施工存在較大危險性，易發生較大工程事故，因此，深基坑工程需專家組審核通過方可施工，嚴禁超挖、無證開挖。對基坑進行變形監測，注意基坑邊坡位移變化的信息化管理，超出預警位移量時立即采取補救措施防止基坑邊坡塌方影響周邊建筑物安全。

參考文獻

[1]建筑基坑支護技術規程JGJ120

[2]建筑邊坡工程技術規范GB50330