建筑深基坑支護施工技術

安志聰

摘要：深基坑工程的施工是一個循序漸進的過程，施工單位應按先設計、后施工的程序施工，并盡量做到邊施工、邊監測，還要遵循“分層開挖，先撐后挖，隨挖隨撐，對稱均衡，限時限量”的原則，杜絕盲目施工和野蠻施工的現象，加強對整個深基坑施工過程的控制，保證工程順利、安全地完成。

關鍵詞：高層建筑；基坑支護；施工技術

前 言

近年來，隨著大批的高層和超高層建筑的建設，開發商為提高建筑用地率，加之國家有關規范對基礎埋置深度和人防工程的要求，多層、高層、超高層建筑地下室的設計必不可少，有的地下建筑甚至有三四層，深的達十多米，于是，地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程。但由于深基坑支護為臨時建筑，不在建筑主體施工的范圍內，為節省投資、降低成本及加快進度，業主、施工單位往往只強調基坑支護施工的臨時性，而忽略了基坑支護施工的重要性、復雜性及風險性，認為只要基礎工程完成時，基坑支護未垮掉便解決問題，有的施工單位甚至認為挖一個大坑、簡單地處理一下坑壁即可，致使深基坑施工時安全質量事故時有發生，不僅延誤了工期，還造成了巨大的經濟損失。

一、深基坑支護結構選擇

深基坑支護結構選擇，一般應先考慮本單位現有施工機構，優先考慮本工程基礎樁相同類型樁作為基坑支護結構，如工程樁采用鋼筋混凝土灌注樁，則基坑支擴結構應盡量選用這種樁型，其直徑可相應選用較小直徑，這樣可減少進退場費用。當基坑較深圍護樁布置允許時，應盡量選用兩排支護樁，這種布置方式力學性能較好，前后排樁與樁頂圈梁形成剛架結構，樁間土參與協同工作。改善圍護樁的受力狀況，達到減少樁的配筋量。當圍護樁要求達到防滲要求，基坑深度小于7m，地表雜填土中磚瓦碎片含量較多時，不宜單獨選用水泥攪拌樁，攪拌樁改為水泥注漿。北方粘土地區，基坑較深，可選用鋼筋混凝土樁加錨桿支護形式，但南方一般不適用，可選用大直徑鋼筋混凝土灌注樁，樁頂加鋼筋混凝土圈粱，轉角處加斜支撐。凡是地基土為淤泥，且基坑又較深時，不宜選用鋼板樁，選用鋼筋混凝土地下連續墻。

二、基坑支護設計

1.基坑支護方案的選擇

綜合分析基坑地理位置、土質條件、開挖深度及周邊環境，該基坑開挖深度較大，為8.0m；位于市中心，場地周邊環境較狹小，無放坡開挖條件，場地西側有供水管道及地下管網通過，場地南側有供水管，一但有失穩現象發生，經濟和社會影響較大。軟弱土埋深達12.0m，為當地少見的軟弱土基坑；地下水位較高，且基坑底部有強透水性地層分布；地勢低，坑頂標高34.02m。

2.支護的結構設計

在工程設計計算中，根據朗肯土壓力理論，按懸壁結構考慮，采用等值梁法按樁底固定法求得樁最小嵌固深度為8.40m，已進入中風化巖層。本工程明確采用深埋結構計算法，綜合考慮本基坑周邊地層所能提供的錨固力，經過多次試算，最后確定實際樁嵌固深度為6.50m，實際樁長14.50m，采用雙排錨桿拉結。

3.支護方案與止水帷幕

基坑段采用人工挖孔灌注護壁樁與錨桿聯合支護體系。護壁樁樁徑φ1000mm，樁間距1.80m，樁芯砼標號C 25。在護壁樁間采用兩排錨桿，孔徑φ130，入射角35°，錨桿采用錨具錨于2×20槽鋼壓梁上，鎖定荷載50kN。第一排錨桿拉于-2.00m處，錨桿長22.0m，自由段長7.5m，采用2φ32粗螺紋鋼筋為拉桿，設計軸向抗拉力400kN。第二排錨桿位于-5.00m處，錨桿長16.0m，自由段長6.0m，采用1φ32粗螺紋鋼筋為拉桿，設計軸向抗拉力190kN。

考慮到本場地內進行降水后地面沉降對周邊建筑物有影響，本次采用帷幕隔水設計，采用三重管高壓定噴形成隔水帷幕，單排，布孔孔距1.40m，帷幕軸線距基坑開挖邊線1.50m，帷幕防滲施工地層為基坑壁底部的圓礫④層，擺噴板墻頂部深入不透水層1.00m，標高控制為26.50m，底部深入下伏弱透水地層1.00m，形成四周封閉系統。

三、基坑開挖及護壁施工技術

1.基坑施工

根據基坑設計方案，施工順序為先施工隔水帷幕，再進行人工挖孔樁及圈梁施工，待其達至初凝強度后，方進行分層土方開挖，并隨之分層噴錨及錨桿、壓梁等施工，各道工序緊密銜接。

第一排錨桿傾角較大，施工時該排錨桿遇圓礫層時發生垮孔，錨桿長度均未達到設計要求長度，錨桿平均長度為18.0m，現場協調后及時對該排錨桿進行了抗拔試驗，其平均抗拔力僅為10.0T，遠低于設計要求。通過現場挖開挖情況，場地地下水穩定水位為5.2m，原勘察結果中的2.0m水位實際為填土中上層滯水水位。且根據場地開挖到5.5m的地層出露情況，基坑東側粉質粘土已出露，與原勘察結果偏差較大。

綜合以上情況分析，實際水位的降低使原來的計算使用土壓力由298kN/m調減為206kN/m。為保證基坑支護的經濟安全，根據第一排錨桿抗拔試驗結果對第二排錨桿進行了調整，錨桿長度由18.0m變更為22.0m，采用42鋼質無縫鋼管作為鉆具兼拉桿，桿體穿越圓礫層，進入強風化層2.0m，設計軸向抗拉力330kN，雖兩排錨桿抗拔力由590kN調減為430kN，施工結果顯示錨桿完全滿足抗拉及抗彎要求。

2.雨季挖土施工技術措施

2.1 根據基礎大底板的后澆帶分布情況，將基坑分為8個施工區域，每層土的開挖順序為先東、西兩邊，后中間，并大體上由南向北推進，最后在基坑北邊中部收頭。

2.2 雨季施工基底土層常出現橡皮土，采取臨時鋪一層碎石，進行夯擊將表層土擠緊。

2.3 如果基坑挖土時出現流砂，必須采取以下緊急預案措施，防止邊坡塌方。首先，在局部流砂土體采取拋石塊增加土壓重，減少動水壓力，并采取快速施工。其次，也可在此土體部位采用井點降水，使動水壓力方向朝下，使土體保持無水狀態，然后快速施工，穿過流砂土體位置。

2.4 雨季施工技術措施在施工前要進行認真技術安全交底，落實每個技術安全責任。

3.變形觀測

本次施工在坑緣共設置變形及沉降觀測點20個，觀測期間建立監測點和觀測點系統，在施工期間進行連續的觀測，在土方開挖及雨季加密觀測，并及時將觀測結果反饋給建設和設計單位，按變形量控制基坑開挖的安全。據觀測結果，最大位移S=37mm，最小位移9.9mm，最大位移速率為0.183mm/d～0.794mm/d；最大位移點在樁頂，最小點在樁底，樁身位移沿深度方向基本上呈線性變化；挖孔樁位移基本處于穩定狀態，與計算結果基本吻合。

四、結束語

隨著經濟建設的迅猛發展，大型的高層建筑在城市中大量涌現。為了確保建筑物的穩定性，建筑基礎必須滿足地下埋深嵌固的要求，建筑高度越高，其埋置深度也就越深。深基坑的護壁不僅要求保證基坑內的作業安全，而且要防止基坑及坑外土體移動，保證基坑附近建筑物、道路、管線的正常運行。

參考文獻：

[1]陶聿君.對深基坑工程支護技術的論述[J].四川建材，2006（4）：148～149.

[2]張雪松.建筑基坑支護工程安全的影響因素分析[J].黑龍江科技信息，2007（13）：262.

[3]龔曉南等著.深基坑工程設計施工手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1998.