建筑基坑支護專項施工技術探討

宋新生 （1.安徽省地質礦產勘查局313地質隊，安徽 六安 237000；2.安徽巖土鉆鑿工程有限責任公司，安徽 六安 237000）

0 引言

近幾年來，隨著城市建設的快速發展，我國建筑工程的數量和規模不斷擴大，建筑工程的質量也逐漸成為人們關注的重點問題。在建筑工程施工過程中，需要采用先進的生產工藝和設備來保證建筑工程的施工質量。基坑支護專項施工技術作為建筑工程施工中最為基礎的技術之一，對建筑工程后期的順利施工起著基礎性作用。基坑支護不僅為主體地下結構的施工創造條件和保證施工安全，更為重要的是保護周邊環境不受到危害[1]。在實際的施工過程中，既需要保證高層建筑的穩定和使用安全，而且還要提高地下空間的利用效率，這就促進了基坑工程和支護技術的應用和實施[2]。工程施工容易受到一些外來因素的影響，例如人為干擾、環境干擾等，這些因素會對工程施工產生嚴重影響，甚至引發相關的安全事故[3-4]。本文根據工程實例，探討了基坑支護專項施工技術，為今后的工程施工提供一定參考，提高在建工程的建設質量。

1 項目概況

合肥市某基坑東側和北側為在建的住宅小區，基坑西側南側（臨軌道交通側）場平標高14.000m，基坑東側北側場平標高15.600m。基坑周邊未發現影響基坑施工的相關管線。本項目地下兩層，±0.00 相當于吳淞高程15.600m，共分為9個剖面，基坑支護形式如下。

①1-1 斷面/AB 段：一級放坡+懸臂樁支護，沿基坑頂梅花形布置縱橫間距@1000 壓密注漿，進入原狀土不小于0.5 m。放坡比為1:1.2，坡面為80 mm厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片，設置四層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L 為4～6 m。鉆孔樁Φ900@1800，樁長L 為11.5～17.0m，樁頂部位設置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標高為10.6 m，與坡道交接位置冠梁降低600 mm。開挖后樁間設置80 mm厚C20噴射混凝土夾鋼筋網片。

②2-2 斷面/BC 段：放坡+支護樁支護+斜撐（角撐），沿基坑頂梅花形布置縱橫間距@1000 壓密注漿，進入原狀土不小于0.5 m。放坡比為1:1，坡面為80 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片，設置兩層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L 為3～4m。鉆孔樁Φ900@1400/1800，樁長L=12.0～13.2m，樁頂部位設置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標高為12.6 m。設置7處鋼拋撐XC，L≈9.8 m，預頂力為320 kN，鋼拋撐施工前需預留坡頂寬3 m，放坡比為1:0.7臨時土方，留土區域土體雨季采用彩條布覆蓋。開挖后樁間設置80 mm厚C20噴射混凝土夾鋼筋網片。

③3-3 斷面/CD 段：一級放坡+懸臂樁支護，沿基坑頂梅花形布置縱橫間距@1000 壓密注漿，進入原狀土不小于0.5 m。放坡比為1:0.7，坡面為80 mm厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片，設置四層插筋Φ16@1500，插筋長度L=1.2 m。紅線至冠梁位置設置60 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片。鉆孔樁Φ900@1800，樁長L=11.5～17.0m，樁頂部位設置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標高為15.6 m，拐角部位設置Φ609×16 鋼管角撐一處，長4.829 m，預頂力300 kN。開挖后樁間設置拱墻。

④4-4 斷面/DE 段：一級放坡+懸臂樁支護，沿基坑頂梅花形布置縱橫間距@1000 壓密注漿，進入原狀土不小于0.5 m。放坡比為1:0.7，坡面為80 mm厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片，設置四層插筋Φ16@1500，插筋長度L=1.2 m。紅線至冠梁位置設置60 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片。鉆孔樁Φ900@1800，樁長L=17 m，樁頂部位設置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標高為15.6 m。開挖后樁間設置拱墻。

⑤5-5 斷面/EF 段：二級放坡+土釘墻支護，沿基坑頂梅花形布置縱橫間距@1000 壓密注漿，進入原狀土不小于0.5 m。放坡比為1:1 和1:0.7，坡面為80 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片，平臺以上坡面設置兩層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L=3～6 m，平臺拐角處設置一道豎直向下插筋Φ16@1500，插筋長度L=1.2 m。平臺以下坡面采用三層預應力鋼筋土釘2Φ20@1500，L=8 m，與水平向夾角15°，孔徑100 mm，軸向拉力標準值100 kN，預加力50 kN。坡角處設置一道豎直向下插筋Φ16@1500，插筋長度L=1.2 m。

⑥6-6 斷面/FG 段：放坡+支護樁支護+斜撐（角撐），放坡比為1:1，坡面為60 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片，設置兩層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L=1～2 m。 鉆孔樁Φ900@1400，樁長L=13.6 m。樁頂部位設置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標高為12.5 m。設置7處鋼拋撐XC，L≈9.9 m，預頂力為280 kN，鋼拋撐施工前需預留坡頂寬3.66 m，放坡比為1:0.7 臨時土方，留土區域土體雨季采用彩條布覆蓋。開挖后樁間設置80 mm厚C20噴射混凝土夾鋼筋網片。

⑦7-7 斷面/(GH/IA 段)：放坡+支護樁支護+斜撐（角撐），放坡比為1:1，坡面為60 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片，設置兩層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L=1～2 m。鉆孔樁Φ 900@1400，樁長L=13.2 m。樁頂部位設置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標高為12.5 m。設置5 處鋼拋撐XC，L≈11.24 m，預頂力為290 kN，鋼拋撐施工前需預留坡頂寬4.7 m，放坡比為1:0.7臨時土方，留土區域土體雨季采用彩條布覆蓋。開挖后樁間設置80 mm厚C20噴射混凝土夾鋼筋網片。

⑧8-8 斷面/HI 段：支護樁支護+斜撐，鉆孔樁Φ900@1400，樁長L=15.2 m。樁頂部位設置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標高為14 m。設置2 處鋼拋撐XC，L≈12.24 m，預頂力為300 kN，鋼拋撐施工前需預留坡頂寬4.7 m，放坡比為1:0.7 臨時土方，留土區域土體雨季采用彩條布覆蓋。開挖后樁間設置80 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片。

⑨9-9 斷面/（FG/IA 段鋼管角撐部位）：放坡+支護樁支護+角撐，放坡比為1:1，坡面為60 mm 厚C20 噴射混凝土夾鋼筋網片，設置兩層鋼管土釘Φ48×3.0@1500，土釘長度L=1～2 m。鉆孔樁Φ900@1400，樁長L=13.2 m。樁頂部位設置寬×高為900 mm×800 mm 通長冠梁，冠梁頂標高為12.5 m。拐角部位設置Φ609×16 鋼管角撐一處，預頂力280 kN。鋼管兩段設置防墜鋼絲繩與冠梁固定牢固，開挖后樁間設置80 mm厚C20噴射混凝土夾鋼筋網片。

2 施工工藝技術

為了確保工程工期、質量和施工安全，在充分考慮施工現場條件的前提下，結合施工工藝的要求，對施工現場進行合理的規劃，施工總體部署圖如圖1 所示。

圖1 施工總體部署圖

2.1 土方挖運施工

2.1.1 總體方法

以挖機為主，人工為輔（近墊層地方）的方式進行開挖；采用挖機配自卸車施工；本工程由于場地狹小，大批量出土的受場地限制。故擬投入15～20 t自卸車和挖機，一般每天出土量不少于3000m3。

2.1.2 施工技術措施

基坑開挖前圍護結構有關技術參數需符合設計要求。在開挖前測得各測點的初讀數，并在基坑開挖過程中進行跟蹤監測。基坑邊設置暢通的排水明溝，阻止地面水流入坑內，每層土坡臺階和坑底，在挖土同時挖好臨時排水溝、集水坑，用水泵排水。基坑大開挖至要求的預留土方標高。嚴禁超挖，若局部超挖處要用砂填實，嚴禁用土回填。在整個基坑開挖中，必須對土釘墻及周圍環境密切監測，并根據監測信息、反饋資料及時改進施工或采取措施。按設計要求用挖機出坡面，然后用人工進行修理。護坡施工必須與基坑土方開挖同步進行，開挖每一層土方的同時，先用小型挖掘機對邊坡進行初步修整，緊接著立即安排壯工用鏟鍬人工修整邊坡，并對修整好的坡面進行土釘施工，并同步進行面層混凝土噴射支護施工。根據施工圖要求的標高，從水準基點引進基準標高作為確定土方量計算的基點，采用方格網法測量場地標高。基坑土方開挖應先按照分層開挖要求標高開挖，當挖至距離坑底0.5 m 時，應沿基坑每隔2～3 m 打入一根小木樁，并抄上標高，以此做為清底的標高依據。基坑開挖應盡量防止擾動地基土，當基坑挖好后應及時進行下道工序施工，避免長時間暴露，當因天氣原因等不能及時進行下道工序施工時，應預留150～300 mm 的土不挖，待下道工序開始前再挖至設計標高。

2.2 圍護樁（支座樁、立柱樁）施工

本工程支護垂直支護設計采用圍護樁。采用旋挖干成孔工藝施工。圍護樁設計采用機械成孔。結合地質勘察報告及工程實際，本次圍護樁施工擬采用旋挖干成孔灌注樁。成孔灌注樁施工流程詳見圖2。

圖2 成孔灌注樁施工流程圖

圍護樁旋挖法（支座樁、立柱樁）施工步驟為測量放樣及埋設樁位→鋼護筒埋設→鉆機就位→鉆機鉆孔→鉆孔施工時垂直度的控制→鉆孔清孔→成孔、成孔檢查→鋼筋籠制作與安裝→安放導管→灌注混凝土。

2.3 冠梁施工

冠梁一般指蓋梁，是支承、分布和傳遞上部結構的荷載，在排架樁墩頂部設置的橫梁。冠梁施工工藝流程如圖3 所示。

圖3 冠梁施工工藝流程圖

冠梁施工步驟為準備工作及基槽開挖、樁頭鑿除→鋼筋綁扎→立模→澆筑→拆模。

2.4 樁間拱墻施工

樁間拱墻采用240mm 厚，MU7.5煤矸石磚，M5 混合砂漿砌筑。拱墻砌筑每間隔50 cm 設置一道拉結筋，分層砌筑拱墻。拱墻背面的土用人工修整成弧形，在砌筑拱墻時，磚縫一定要用砂漿填滿，拱墻背面空隙用細石混凝土填實。由于樁與樁之間拱墻寬度只有800 mm，拱墻砌筑時，弧線要順，墻體鉛垂。工藝流程圖如圖4所示。

圖4 樁間拱墻施工工藝流程圖

拱結構以受壓為主，拱內彎矩很小，采用拱圈擋土結構支護深基坑時，拱圈具有自動調節和平衡作用于拱圈上的土壓力的能力，因而擋土結構本身強度破壞或失穩的可能性很小，并且坑口的水平位移也很小，從而提高了基坑支護的安全和基坑周邊建筑物及道路管網的安全。支護樁間拱墻詳圖如圖5 所示，樁間拱墻制作如下：

圖5 支護樁間拱墻詳圖

磚砌拱墻支護至底板墊層底標高；

磚砌拱墻上下間隔50 cm 設置一道拉結筋，采用Φ6.5mm 的圓鋼，端部植入兩側支護樁不小于10 cm。

2.5 壓密注漿施工

壓密注漿指用很稠的漿液灌入事先在地基土內鉆進的孔中并擠向土體，在注漿處形成漿泡，漿液的擴散對周圍的土體產生壓縮。施工工藝流程圖如圖6所示。

圖6 壓密注漿施工流程圖

施工步驟為放樁位線→打孔→漿液拌制→注漿→當漿液出注漿管返至地面，終止壓漿，清洗。

3 結語

本工程基坑圍護施工作為分部工程，除了以上施工技術外，還應有安全保證措施、文明施工措施和應急處置措施等。應根據支護體系特點及地質情況，在辯識、分析評價施工中危險因素和風險的基礎上，確定工程危險因素，例如：基坑坍塌；基坑結構位移過大引起的不均勻沉降，導致附近已有設施的破壞如道路、管線斷裂；由于土體卸載而引起的不均勻豎向位移（過大的差異沉降會引起結構次應力將對原結構體系產生危害性影響）；基坑開挖過程中出現坑壁滲水或至坑底出現的涌水、涌砂現象，從而造成基坑大范圍積水，從而導致基坑邊坡失穩等。