董子權(quán) 潘琦

德成建設集團有限公司 湖南 常德 415000

引言

基坑工程是建筑工程中一個必不可少的組成部分，而深基坑作為基坑工程中的超危工程，其施工質(zhì)量關(guān)系到整個施工周期。深基坑工程的安全、可靠直接關(guān)系著上部結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性和耐久性。

1 深基坑工程特點

1.1 綜合性強、受制因素多

深基坑工程涉及水力學、土力學、混凝土結(jié)構(gòu)工程、基坑監(jiān)測設計、施工技術(shù)和施工工藝等。且受工程當?shù)氐淖匀粴夂颉⒅苓叚h(huán)境影響大。在深基坑工程支護體系的設計與施工中，必須全面的掌握項目所在地的地質(zhì)條件、氣候水文條件等情況，弄清楚基坑周邊環(huán)境與基坑開挖之間的相互作用關(guān)系。

1.2 臨時性和風險性大

一般情況下，深基坑工程作為臨時性工程，支護結(jié)構(gòu)的安全儲備量相對較小，因此施工風險性較大。由于深基坑工程施工技術(shù)復雜，專業(yè)性強，易發(fā)生事故，在施工過程中應對支護結(jié)構(gòu)、周邊建筑、管線、道路及地下水位等進行監(jiān)測，并制定相應的應急處置措施。

1.3 區(qū)域性強

深基坑工程具有很強的區(qū)域性，每個地區(qū)的每個基坑所處的地質(zhì)條件不一，如處于軟土層、黏土層、砂土層以及淤泥質(zhì)土層等一系列不利基坑開挖的土層中，基坑工程的差異性也將變大，即使是在同一地區(qū)的深基坑工程中，巖土層結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)過較大差異的情況，由于巖土層結(jié)構(gòu)及水文條件的多變性，往往造成了基坑實際開挖的土層情況及地下水位情況與地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)不符[1]。

1.4 周邊環(huán)境條件要求嚴格

鄰近的高大建筑物、地下管線及地下構(gòu)筑物等對基坑的變形要求高，施工因素復雜多變，氣候條件、季節(jié)性施工、周邊地下水等均會對基坑工程產(chǎn)生重大的影響。綜合多種不確定性因素，導致基坑工程在設計與施工中的復雜多變。

2 深基坑工程施工現(xiàn)狀

2.1 深基坑支護方案不合理

深基坑支護方案應該由具備相應資質(zhì)的設計單位進行設計，但現(xiàn)實中存在不具備相應資質(zhì)的施工單位自行進行支護方案設計，給出的方案缺乏理論支撐，尤其是深度小于5m的基坑由于不需要進行專家論證，施工單位隨意性更強，加之相關(guān)單位的相關(guān)人員審核審批不嚴，導致方案本身就存在安全隱患。

2.2 實際施工質(zhì)量達不到設計要求

在建筑工程深基坑的施工過程中，施工質(zhì)量與設計要求差異性大的情況較為普遍，一是施工管理人員的技術(shù)素養(yǎng)及管理意識問題，二是基層作業(yè)人員的操作不規(guī)范，三是材料性能不能完全達到設計要求，且不排除有偷工減料的情況，在此等施工環(huán)境下，導致深基坑的施工質(zhì)量日益下降，影響基坑穩(wěn)定性及周邊構(gòu)筑物及管線的安全。

2.3 土方開挖方式及進度不合理

基坑土方開挖須分層分段開挖，以保證支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，一些項目為了開挖進度要求，盲目趕工期，未遵循分層分段開挖的原則，將原本規(guī)定的開挖層數(shù)一再減少，導致支護結(jié)構(gòu)短期內(nèi)受側(cè)壓力而變形。而這種情況一般出現(xiàn)在5m至10m的深基坑工程中[2]。

3 工程實例

3.1 項目概況

常德市某醫(yī)院綜合大樓總建筑面積76911m2，其中地上建筑面積63838m2，地下建筑面積13073m2?？蚣艚Y(jié)構(gòu)，項目緊鄰市政道路及原有高層住院大樓，建筑高度66.9m?；由疃葹?.40m～7.50m。為確?；又苓吔ㄖ?、管線、道路的安全和正常使用以及主體地下室的施工空間，經(jīng)項目的設計人員綜合考慮，基坑側(cè)壁支護采用雙排樁、單排樁+局部內(nèi)支撐梁的形式，安全等級為一級。支護樁采用長螺旋鉆孔灌注樁，樁徑800mm，內(nèi)支撐主要作用于基坑側(cè)壁轉(zhuǎn)角部位。地下承壓水受臨近河流水位影響較大，勘察期間水位標高高于基坑底標高，基坑降排水采用積水明排+減壓井降水的形式，止水帷幕采用支護樁間高壓旋噴樁豎向帷幕及局部水平封底。

3.2 地質(zhì)情況

基坑范圍內(nèi)的地層自上而下依次為雜填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂、卵石、粗砂。基坑頂部雜填土厚度在3m以上，下部為約1m左右的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，基坑底部位于粉質(zhì)黏土層及粉土層中，工程基坑側(cè)壁支護樁持力層為卵石層。

3.3 施工方法

3.3.1 工藝闡述。

3.3.1.1 工程地理位置靠近河流，地下水位受河流水位及季節(jié)性影響較大，在基坑施工前進行地下水位的監(jiān)測，在前期的水位監(jiān)測中，由于基坑施工處于枯水季節(jié)，地下承壓水頭位于基坑底以下50cm以上，滿足基坑施工條件，遂暫未采取減壓井降水的措施，經(jīng)與設計及地勘單位溝通后，依據(jù)地下水位監(jiān)測結(jié)論，再根據(jù)實際情況采取減壓井降水的措施。

3.3.1.2 除F-F1、G1-H段外，其余段均為單排支護樁，采用長螺旋鉆孔灌注樁，（長螺旋鉆孔灌注樁適應于常德市的工程地質(zhì)條件，經(jīng)過多年的實踐證明，是一種成熟的施工工藝，施工效率高、效果好）樁徑800mm，樁間距1200mm，支護樁施工完成后進行止水帷幕的施工，由于場地內(nèi)地下水受附近的河流水位影響較大，按照市水利局的要求，基坑底需進行局部抗洪補救，為控制施工成本，先只按抗洪補救的要求進行基坑局部的水平封底，其他部位再根據(jù)開挖情況隨時進行調(diào)整方案。由于場地內(nèi)地下水受場外影響較大，采取三管法高壓旋噴樁豎向止水帷幕+局部水平封底（結(jié)合抗洪補救的要求）的形式。

3.3.1.3 F-F1、G1-H段臨近高層建筑，支護結(jié)構(gòu)采用雙排樁的形式，雙排樁間距3000mm，樁徑800mm，樁間距1200mm，排樁之間采用連梁連接，使之形成整體，提高基坑側(cè)壁穩(wěn)定性。

3.3.1.4 基坑側(cè)壁各陰陽角處采用混凝土梁形成內(nèi)撐結(jié)構(gòu)體系，提高支護結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

3.3.1.5 地下室結(jié)構(gòu)外墻及頂板施工完畢且砼強度等級達到設計要求后，進行基坑肥槽的回填，回填料采用C15素混凝土，當回填混凝土達到標號強度后，拆除混凝土內(nèi)支撐梁，以達到換撐的目的。

3.3.2 深基坑支護技術(shù)的應用。

3.3.2.1 排樁支護。實例工程東南面臨近既有建筑處采用排樁支護，排樁支護結(jié)構(gòu)體系在基坑支護工程中主要包含以下兩個特點：第一，結(jié)構(gòu)體系中雙排樁通過樁間連梁連接成一個整體，使之組成一個超靜定結(jié)構(gòu)，在排樁與連梁的相互作用下約束基坑側(cè)壁土體的變形，增加支護結(jié)構(gòu)的整體剛度與穩(wěn)定性，確?；幼冃翁幱诳煽胤秶畠?nèi)；第二，在排樁支護結(jié)構(gòu)中，支護樁與周邊土體的相互作用會形成簡單的土拱效應，這一效應能夠改變側(cè)向土分布壓力，同時全面強化深基坑支護效果；第三，懸臂式排樁支護結(jié)構(gòu)不需要專門設置支撐，對開挖深度在6-10m的基坑，只需根據(jù)受力情況在支護結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角部位采用角撐加強即可，這種支護結(jié)構(gòu)體系降低了基坑大范圍機械開挖及其他施工作業(yè)的難度。

3.3.2.2 高壓旋噴樁止水帷幕+局部水平封底。三重管高壓旋噴樁利用三重管高壓旋噴樁機鉆孔至設計深度后，利用高壓泥漿泵，通過安裝在鉆桿桿端置于孔底的特殊噴嘴，在高壓條件下，向周圍土體噴射固化水泥漿液，同時鉆桿以一定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升，高壓射流使鉆桿周邊一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞，并強制與固化漿液結(jié)合，凝固后在土體中形成具有一定性能和強度的固結(jié)體，且樁體相互搭接形成了封閉性良好的帷幕，從而達到改良并加固土體以及豎向止水帷幕和水平封底的目的。在實例工程中，地下水位受臨近河流水位影響大，由于高壓旋噴樁豎向帷幕及水平封底的應用，在整個基坑開挖過程中地下水位均處于操作面以下50cm以上，應用效果良好。

3.3.2.3 內(nèi)支撐角撐。在實例工程中，由于基坑面積較大，受施工條件影響不便于采用內(nèi)支撐對撐的形式，在應力過大的基坑轉(zhuǎn)角部位采用內(nèi)支撐梁的結(jié)構(gòu)形式，多道角撐間利用連梁形成一個整體的桁架結(jié)構(gòu)，受力特性良好。角撐的設置保證了支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，且施工簡便，與冠梁同時施工，地下室頂板達到設計強度后，對支護體系和地下室外墻間的肥槽采用素混凝土澆筑，素混凝土達到一定強度后便可拆除支撐，達到換撐的目的。

3.4 基坑檢測監(jiān)控

在深基坑的土方開挖中，必然會對鄰近建筑物及構(gòu)筑物造成一定的影響，基坑監(jiān)測能夠掌握支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度，通過數(shù)據(jù)分析，可以得出詳細的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以便于支護設計、降水設計和施工方案作出相對應的調(diào)整，達到設計和施工的和諧，并實現(xiàn)最優(yōu)化。確保深基坑支護工程的安全穩(wěn)定。

實例工程中基坑監(jiān)測共布置了五種類型監(jiān)測點：支護樁位移監(jiān)測點共布置23個、周邊環(huán)境監(jiān)測點共布置37個、地下水觀測點共布置25個、深層位移監(jiān)測點共布置6個、內(nèi)支撐軸力監(jiān)測點共布置5個。監(jiān)測頻率為一天兩次。在基坑開挖及后期結(jié)構(gòu)施工中，各監(jiān)測數(shù)據(jù)均處于預警值范圍內(nèi)，基坑支護結(jié)構(gòu)取得了良好的效果。

4 質(zhì)量控制要點

4.1 做好基坑監(jiān)測

基坑的重點監(jiān)測工作主要是土方開挖期間支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，包括支護結(jié)構(gòu)的沉降、位移、地下水位的變化情況等重要內(nèi)容，以及基坑開挖過程中周邊建筑物、市政道路、地下管線、構(gòu)筑物等變形情況等。并在基坑監(jiān)測過程中，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，不斷優(yōu)化監(jiān)測方案，使之科學、合理。

4.2 制定合理的施工流程

首先在施工之前，必須結(jié)合地質(zhì)勘察報告進行實地勘察，了解現(xiàn)場地質(zhì)水文情況以及周邊環(huán)境情況與地質(zhì)勘察報告的差異性。綜合考慮各種因素后制定詳細合理的施工流程，并根據(jù)現(xiàn)場情況，綜合考慮施工中可能出現(xiàn)的各種問題并制定相應的解決辦法，以保證施工的順利進行。其次，在施工前，必須對相關(guān)施工人員進行技術(shù)交底，讓施工人員掌握深基坑施工技術(shù)的技術(shù)要點、施工方法以及應該注意的事項與應對措施，實現(xiàn)規(guī)范化施工、精細化施工，從而確保深基坑工程的施工質(zhì)量。

4.3 嚴格控制支護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量

深基坑支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制主要在于過程控制，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，事后補救比較困難，往往需要花費大量的人力、財力、物力，并且會造成工期延誤。因此，在施工過程中，必須嚴把質(zhì)量關(guān)，確保施工質(zhì)量達到合格及以上標準[3]。

4.3.1 土方開挖期間，重點是開挖中是否對支護樁、內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)造成影響；是否超挖，并嚴格按照“分層分段開挖”的原則，杜絕因土方開挖不合理而造成的土體擾動，盡量減少土體的暴露時間，特別是處于無支護狀態(tài)的土體。發(fā)生異常情況時，必須立即停止開挖，在采取有效措施且情況穩(wěn)定后方可繼續(xù)開挖。

4.3.2 挖出的土方應及時外運，基坑周邊不得堆載或一定范圍內(nèi)限制堆載，以免因荷載過大而造成支護結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。隨著開挖的進行，在坑頂周邊及坑底四周布置排水溝及集水井，積水明排，確保基坑內(nèi)不積水。

4.3.3 做好過程監(jiān)控，完善施工日志及各項內(nèi)業(yè)資料。

4.3.4 做好隱蔽工程驗收，施工過程中，重點監(jiān)控每根支護樁及內(nèi)支撐梁的施工全過程，控制好原材料的進場質(zhì)量、鋼筋籠制作與安裝以及砼的施工質(zhì)量控制。

5 結(jié)束語

根據(jù)深基坑工程施工情況來看，深基坑的施工質(zhì)量與地下水位、地層土質(zhì)特性，周邊環(huán)境及支護結(jié)構(gòu)本身的質(zhì)量有著較大的關(guān)系，如何控制好各種影響因素，保證深基坑工程順利進行，其關(guān)鍵點還是在于施工工序的規(guī)范性、施工人員的管理措施及技術(shù)支撐，深基坑的施工難度較大，支護結(jié)構(gòu)的形式越來越復雜，在應用各種深基坑施工技術(shù)時，應根據(jù)深基坑的獨有特性，制定切實可行的施工方法，如此，才能在保證安全、質(zhì)量、進度、費用幾大目標的實現(xiàn)，最終提升建筑工程的整體效益。