陳劍 付正飛

摘 要：某基坑工程規(guī)模較大，應(yīng)用的基坑支護(hù)技術(shù)相對(duì)多元化，采用噴錨支護(hù)+錨桿支護(hù)+地下連續(xù)墻+預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)+排樁支護(hù)，施工方案安全、可靠，支護(hù)方案經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，下文以此為例，對(duì)建筑工程施工中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)進(jìn)行了詳盡論述。

關(guān)鍵詞：建筑工程;基坑支護(hù);施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）20-0118-02

自上世紀(jì)九十年代以來(lái)，我國(guó)建筑基坑工程技術(shù)就逐步發(fā)展，迄今為止，經(jīng)歷了二十余年的發(fā)展，基坑工程設(shè)計(jì)理念、施工方法有了深刻的變化，如今“環(huán)境保護(hù)”成為了基坑工程施工的主題，“理論+實(shí)踐”也成為了基坑施工業(yè)界的共識(shí)。早期，基坑施工主要以“極限平衡法、卜魯姆法、盾恩法、相當(dāng)梁法”為主，但這些方法和基坑施工時(shí)土體、巖體的實(shí)際受力情況仍舊存在一定的差異，且不能夠揭示土體、巖體的結(jié)構(gòu)位移。大量基坑工程事故表明，“穩(wěn)定性”是基坑施工必須考慮的核心要素，所以“滑動(dòng)穩(wěn)定性、抗隆穩(wěn)定性、地下水涌出”等等因素成為了基坑施工中的主要因素。如今，工程建設(shè)“節(jié)地”趨勢(shì)越發(fā)明顯，建筑工程大多朝著“深、高”的方向不斷發(fā)展，深基坑支護(hù)施工危險(xiǎn)系數(shù)也在提高，所以必須系統(tǒng)性的梳理建筑工程施工中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)，以為相關(guān)工作提供可靠的理論參考。

1 工程概況

某工程擬建場(chǎng)地位于市內(nèi)開(kāi)發(fā)新區(qū)，工程總用地面積約為16500m2，由一棟37層的塔樓和8層的裙房構(gòu)成，地下建筑共3層，工程總建筑面積約120000m2，工程建設(shè)投資近7億元。其中基坑施工面積為11500m2，地下室建筑面積約18200m2，基坑平面布置圖為一個(gè)不規(guī)則的幾何圖形，開(kāi)挖深度為13.5m[1]。為保證工程建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，避免深基坑施工出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故、質(zhì)量安全事故，同時(shí)為降低工程建設(shè)造價(jià)、加快施工效率，決定本工程采用“噴錨支護(hù)+預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)+超前鋼管樁支護(hù)+深層攪拌樁”支護(hù)，工程中應(yīng)用的支護(hù)技術(shù)方法較多，且工程施工質(zhì)量要求相對(duì)較高，規(guī)模和國(guó)內(nèi)多數(shù)深基坑工程類似，故具有較高分析探究?jī)r(jià)值。

2 工程基本情況

工程擬建場(chǎng)地為沖積平原，地面此前經(jīng)過(guò)人工調(diào)整，為平坦且寬闊的綠化草地，四周無(wú)建筑物以及交通要道，“三通一平”施工基礎(chǔ)條件良好。為保證工程穩(wěn)步推進(jìn)，在正式開(kāi)始施工前，由專業(yè)地質(zhì)勘測(cè)公司對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行了全面的勘察，從下而下，分別為：素填土、沖積層、殘積層、紅色上白堊系巖層。具體如下：

（1）素填土。人工素填土呈雜色、褐紅色，整體質(zhì)地疏松，含水量在25-40%左右，土質(zhì)為粉質(zhì)粘土、粉土、建筑生活垃圾，厚度為1.75-4.85m，平均厚度為2.75m;（2）沖積層。沖積層由中砂、粘土、粉質(zhì)黏土構(gòu)成，厚度為2.79-6.59m，頂板埋深為1.72-4.65m;（3）殘積層。殘積層由可塑性粉狀粘土、硬塑土、堅(jiān)硬狀粉質(zhì)黏土構(gòu)成，厚度為1.15-9.25m，頂板埋深為5.85-9.35m;（4）紅色上白堊系巖層。由中風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖、微風(fēng)化巖構(gòu)成，巖層的起伏程度相對(duì)較小，為本工程下部基巖，其頂板埋深為7.86-17.46m。

擬建場(chǎng)地下部有少量地下水分布，其中孔隙水帶有一定的壓力，同時(shí)風(fēng)化帶中有少量的裂隙水，地下水水位年間變化幅度較小，主要依靠上部降雨滲透補(bǔ)足，其埋深約1.15-2.36m。

3 支護(hù)方案選擇

本工程具有以下特征：一是本工程的施工面積相對(duì)比較大，基坑面積11500m2，所以不考慮用內(nèi)支撐的方式實(shí)現(xiàn)基坑支護(hù)，所以采用噴錨支護(hù)+錨桿支護(hù)+地下連續(xù)墻+預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)+排樁支護(hù)，通過(guò)多種支護(hù)方式的綜合應(yīng)用來(lái)達(dá)到相應(yīng)的支護(hù)效果;二是本工程地質(zhì)條件以及周邊施工環(huán)境相對(duì)比較好，地層結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單，上部基本由粘性土、素填土構(gòu)成，下部為典型的風(fēng)化巖層、殘積層，不存在粉細(xì)砂、淤泥等，基坑支護(hù)條件良好;三是因?yàn)楸竟こ烫幱谑覂?nèi)新開(kāi)發(fā)區(qū)，紅線周邊沒(méi)有市政道路，道路和擬建場(chǎng)地的距離相對(duì)比較遠(yuǎn)，同時(shí)周邊沒(méi)有建成的建（構(gòu)）筑物，在施工的過(guò)程中不會(huì)受周邊環(huán)境所影響;四是本工程體量大，但是施工周期卻相對(duì)比較短，工程旨在建成新開(kāi)發(fā)區(qū)的地標(biāo)，質(zhì)量要求高[2]。

4 支護(hù)方案設(shè)計(jì)

邊坡支護(hù)：邊坡支護(hù)采用掛網(wǎng)、錨固、噴砼的方式實(shí)現(xiàn)，同時(shí)其中設(shè)置有深層攪拌樁，砼強(qiáng)度為C20，厚度為100mm，邊坡支護(hù)下部設(shè)置有排水溝，預(yù)應(yīng)力錨索角度為30°，YF=150kN，排水溝下部設(shè)置有超前鋼管;深層攪拌樁：基坑止水帷幕設(shè)置有深層攪拌樁，其直徑為600mm，深層攪拌樁的搭接長(zhǎng)度為150mm，攪拌樁在基坑四周循序布置，里排攪拌樁內(nèi)設(shè)置有超度為15m，直徑為108mm的超前鋼管，鋼管按照1m的間距水平排列，土釘設(shè)置有9排，按照距離1400mm垂直排列，從上至下，土釘?shù)拈L(zhǎng)度（m）分別為18、20、18、16、18、18、15、12、9，所有土釘?shù)膬A角都為15°，所有土釘?shù)闹睆綖?5mm。面層鋼筋采用200mm×200mm的方式雙向布置，為有效控制基坑變形的問(wèn)題，在基坑局部設(shè)置有預(yù)應(yīng)力錨索，預(yù)應(yīng)力錨索和土釘（第五排18m土釘）交叉間隔布置[3]。

5 深基坑施工

5.1 基坑開(kāi)挖施工

本工程土層的持力性相對(duì)比較差，為避免在施工的過(guò)程中土體的流變性失去控制，避免基坑滑坡，危及設(shè)備、人員的安全，根據(jù)“時(shí)空效應(yīng)”原理開(kāi)挖基坑?！皶r(shí)空效應(yīng)”原理同時(shí)考慮到基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形問(wèn)題和基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形和周邊地層之間的相互關(guān)系，協(xié)調(diào)開(kāi)挖的空間尺度以及開(kāi)挖程度。本工程施工過(guò)程可用“分層、分塊、對(duì)稱、平衡、限時(shí)”五個(gè)詞概括，國(guó)內(nèi)外大量基坑施工案例都證明了“時(shí)空效應(yīng)”原理的實(shí)用性以及高度適用性[4]。

本工程基坑施工面積大，分塊開(kāi)挖是利用“時(shí)空效應(yīng)”來(lái)對(duì)土體變形進(jìn)行有效控制的基本措施，這不僅僅是在穩(wěn)定性層面上來(lái)協(xié)調(diào)施工方法，同時(shí)也有利于提高施工效率，控制基坑的暴露時(shí)間。主要方法為“分層盆式開(kāi)挖”，在開(kāi)挖的過(guò)程中首先開(kāi)挖基坑中央的土體，然后根據(jù)實(shí)際情況，在坑邊留置一定的“盆邊土”，利用“盆邊土”的“反壓”作用就能夠有效的控制基坑變形。在“底板支撐”、“中央支撐”完成之后，可根據(jù)“對(duì)稱、平衡”的原則，以15m左右的分段循序開(kāi)挖“盆邊”，并及時(shí)支撐，讓邊緣支撐和中央支撐合并為一個(gè)整體，以這種方法循序推進(jìn)，并完成土方開(kāi)挖工作[5]。

5.2 地下連續(xù)墻成槽施工

地下連續(xù)墻在本工程中有著至關(guān)重要的作用，目前常用的工藝為抓斗式成槽機(jī)械施工、回轉(zhuǎn)式機(jī)械施工、雙輪銑削式成槽機(jī)械施工。通常來(lái)說(shuō)，軟弱土層以及通常采用抓斗式成槽機(jī)械施工，本工程考慮到土層實(shí)際情況，選用抓斗式成槽機(jī)，其作業(yè)原理和一般抓斗挖土機(jī)相同，設(shè)備上部設(shè)置有垂直度調(diào)整裝置以及平衡度調(diào)整裝置，在施工的過(guò)程中，可有效控制槽段的垂直度以及位置。本工程在施工的過(guò)程中，尤其注意控制槽壁的穩(wěn)定性，目前我國(guó)針對(duì)槽壁穩(wěn)定開(kāi)發(fā)了多種添加劑，如分散劑、防漏劑、加重劑等等。通過(guò)優(yōu)化配比泥漿，就能夠有效保證槽壁的穩(wěn)定性，本工程主要采用CMC泥漿來(lái)穩(wěn)固槽壁。

5.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)施工

支護(hù)結(jié)構(gòu)施工線進(jìn)行超前鋼管樁、攪拌樁、止水帷幕的施工，本工程攪拌樁的直徑為600mm，攪拌樁搭接長(zhǎng)度為150mm，止水帷幕墻體的寬度為1050mm，攪拌樁采用普通硅酸鹽水泥配漿，利用漿液和泥土的化學(xué)反應(yīng)作用，并在其中摻入16%水泥，形成一個(gè)抗?jié)B、穩(wěn)定的支護(hù)結(jié)構(gòu)。成樁采用“四攪四拌”工藝，利用雙向水泥土樁攪拌設(shè)備，保證攪拌樁能夠直接穿過(guò)中砂、粗砂、巖層，最終讓其達(dá)到良好的抗?jié)B效果。

直徑為108mm鋼管樁在相鄰位置攪拌樁成樁3d后開(kāi)始施工，其目的是讓深層攪拌樁能夠具有一定的強(qiáng)度，從而保證施工的安全性、穩(wěn)定性。鋼管樁的厚度為3mm，鋼管樁下部為錐形，并每隔0.5m設(shè)置一處注漿孔，利用角鐵焊接在鋼管樁上部保護(hù)注漿孔。在施工的過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制鋼管樁成孔質(zhì)量，其直徑需要控制在130mm以上，成孔的垂直度偏差不得超過(guò)1%，鋼管在放入鉆孔之后，開(kāi)始注漿。

攪拌樁以及鋼管樁施工完成之后，等待攪拌樁、鋼管樁的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，然后開(kāi)始進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索施工。值得注意的是，這部分施工和“盆邊土”開(kāi)挖協(xié)同進(jìn)行，施工順序?yàn)椋和练介_(kāi)挖→修坡→初凝混凝土→鉆孔→安裝土釘→注漿→鋼筋網(wǎng)編織→焊接土釘→噴射砼。土釘墻需要根據(jù)“盆邊土”分段開(kāi)挖進(jìn)行施工，具體的分段長(zhǎng)度需要根據(jù)土體位移情況判斷，本工程大多數(shù)時(shí)間都控制在12-15m左右，在土壤條件比較差的地段，考慮到施工極其容易引起坍塌等等問(wèn)題，所以采用直徑為48mm的鋼管將土釘直接釘入土層中。

5.4 施工監(jiān)測(cè)

施工監(jiān)測(cè)是保證深基坑支護(hù)施工安全、穩(wěn)定的基本舉措，采用土釘墻支護(hù)的基坑，施工監(jiān)測(cè)最重要的就是觀測(cè)土釘墻施工區(qū)域地面沉降以及土體的水平位移，本工程對(duì)錨索軸力、土釘應(yīng)力、地下管線也進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)聘請(qǐng)第三方監(jiān)測(cè)單位輔助施工，以保證工程的安全開(kāi)展。針對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移，本工程工布設(shè)有23個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位;針對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)，本工程布置了20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位;針對(duì)土體側(cè)向位移，本工程布設(shè)有8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位;針對(duì)地下水涌出等問(wèn)題，本工程設(shè)置有8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)，本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的最大水平位移為37mm，支護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移為26mm，最后對(duì)應(yīng)力不足、軸力不足的土釘、錨索進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)。

6 施工體會(huì)

本工程在施工過(guò)程中，地下水的處理比較關(guān)鍵，尤其是噴錨支護(hù)，務(wù)必要做好防水、排水，否則不僅會(huì)影響施工進(jìn)度，甚至有可能釀成嚴(yán)重的施工安全事故，所以需采用攪拌樁止水帷幕，并設(shè)置相應(yīng)的排水溝;土釘墻在施工的過(guò)程中，可采用信息技術(shù)來(lái)進(jìn)行有效分析，針對(duì)土釘、錨索應(yīng)力不足的，可采用補(bǔ)強(qiáng)的方式處理;工程中錨索和土釘間隔交叉設(shè)置的方法，對(duì)基坑的變形有著明顯的控制效果，在該處設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，基坑位移量極小。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著工程建設(shè)行業(yè)的不斷發(fā)展，二十余年以來(lái)，出現(xiàn)了諸多新技術(shù)、新方法、新理念、新設(shè)備，這些因素支撐著我國(guó)基坑工程朝著大、深的方向不斷發(fā)展?；右?guī)模的拓展也在對(duì)相應(yīng)的技術(shù)方法提出更高的要求，廣大從業(yè)者對(duì)此要有足夠的認(rèn)識(shí)，切勿固守于陳舊的技術(shù)方法，而是要在全面了解現(xiàn)有技術(shù)方法的基礎(chǔ)上，不斷探究、創(chuàng)新，以為工程建設(shè)行業(yè)的不斷發(fā)展提供可靠支持。

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