方登峰

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣西總隊，廣西 桂林 541000）

1 概述

深基坑支護是巖土施工中最富挑戰(zhàn)性的課題之一。深基坑支護既關系到了我國土力學中最經(jīng)典的結構強度和穩(wěn)定性難題，又關系了結構變形難題，同時還關系到深地基結構和支撐構件的共同影響[1]。而對上述難題的了解以及措施的研究，是隨著土力學基礎理論、分析技術、測量技術，以及施工機具、人員施工技能的提高，而逐步完善的。樁錨支撐系統(tǒng)是深基坑支護系統(tǒng)中最常見的形式一種，即用灌注樁作護墻樁，用土層錨索提高水平拉力。本文就深基坑支護系統(tǒng)進行系統(tǒng)研究。

2 深基坑支護樁

所謂支護樁，是指一個主要承受側向推力的樁，一般用于道路支護，地基支撐以及滑坡處理。支護樁類通常有如下幾種：鉆孔灌注樁、鉆孔灌注樁、預應力管樁、鋼樁、鋼板樁、水泥混凝土樁等[2]。

3 深基坑施工技術要點分析

3.1 工程技術。深基坑是一個非常復雜的工程，在任意一個環(huán)節(jié)發(fā)生了問題，都有可能造成重大建筑施工事故，影響建設工程的順利進行施工，更嚴重的情況下還可能會導致工程工作人員的重大損失。所以，在建筑施工的整個過程中，工作人員必須要嚴格地遵循施工流程，以原建筑圖紙為準則，嚴格地實施標準化作業(yè)，以確保工程安全。

3.2 應急技術。深基坑應急技術大致有三種，依次為土壤滲漏急救、位移應變和滲漏急救。滲漏應變指的是在墻面上產(chǎn)生強烈而不連續(xù)的水，或者在坑底布局處產(chǎn)生大量積水等。與土壤滲漏的特點恰恰相反，滲漏的流速相對較大。當深基坑支護發(fā)生滲漏時，一般將長20～30mm 的管道，直接打入坑內(nèi)，讓水清除，然后再進行滲漏防護的處理。一旦發(fā)生了滲水的狀況，就必須使用大排水溝進行將河水外排，此外，在施工中需要將滲水層的內(nèi)側降低為標高。而移動應變則指在出現(xiàn)偏移以后，針對偏移的狀況進行不同的對策。在此處理過程中，還需要快速地對偏移的特性和安全隱患進行正確的評估[4]。

3.3 監(jiān)測技術。檢測手段是深基坑支護施工的主要構件。一般來說，檢測的主要對象是：礦坑內(nèi)是否有滲透、泄漏、位移等現(xiàn)象，還有其他的應力位指標[5]。此外，還要對檢測的成果加以分析、深入研究，并同時描繪報警曲線圖等。當深基坑的應力位指數(shù)過高時，系統(tǒng)將會出現(xiàn)自動告警。然后，再針對檢測結果及時處理問題，并把相應信息及時反饋到上級部門以及施工單位。

4 深基坑支護樁錨施工技術的應用實例

4.1 工程概述。某建設的商住小區(qū)，地址在江邊，距長江河大約600 米左右，擬建建筑物樓高約50 米，并修建兩層地下室結構，在小區(qū)東側則有一幢高約18 米的商業(yè)建筑，建筑物外墻與本項目的地下室外邊線最小距離僅為2 米，小區(qū)南面為20 米的扶外路，地下室外邊線距離道路邊線的距離為2.2 米。根據(jù)現(xiàn)場勘查資料的顯示，工程影響范圍內(nèi)的地質(zhì)從上至下依次是雜填土、粉質(zhì)粘土、粉細砂層、中粗礫砂層、強風化粉質(zhì)泥巖、中風化粉質(zhì)泥巖等。受場地制約，放坡開挖將直接影響相鄰建筑物以及道路的正常通行[6]，存在較大的安全風險和隱患。

4.2 基坑圍護結構的選型。結合該項目的實際情況，本著安全第一，科學合理的基本宗旨，經(jīng)過專家論證，該工程的基坑圍護采用機械鉆孔灌注咬合樁支護方案。

4.3 建筑構件的安全性級別和設計期限，地基的安全性級別均為第二級；屬于臨時支護，使用年限一般不大于一年，待小區(qū)的地下結構全部澆筑完畢或完全回填后，完成使命[7]。

4.4 基坑圍護結構設計

4.4.1 工程采用了動態(tài)設計、信息化施工的方式實施?；拥膰o結構設計要與現(xiàn)場監(jiān)控相結合，并根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控的反饋情況及時加以分析，實現(xiàn)了動態(tài)控制和信息化管理的目的。

4.4.2 的圍護結構要合理地調(diào)節(jié)變化，保持地基穩(wěn)定性。保持周圍建（構）筑物的安全穩(wěn)定，并保障基坑內(nèi)四周路面和周圍各種管道的安全使用。

4.4.3 對基坑土方施工，堅持分層、均勻、及時的原則。施工時，施工單位要準備施工設備組織設計，嚴禁超挖。

4.4.4 超載取值：路邊地面超載按20Kpa。

4.4.5 鉆孔灌注的咬合樁、冠梁混凝土強度等級均為C25，混凝土使用早強型的硅酸鹽混凝土，強度為P.042.5 水泥。

5 深基坑支護結構受力計算

5.1 土壓力計算

5.2 被動土壓力計算

有資料報道，護墻樁土壓力實測值和設計數(shù)值的差異很大。在粘土地方有的工地，預壓主土壓力僅為朗肯主土壓力的一/3，而被動土壓為朗肯被動土壓的1/2。因為實際土壓偏小，護墻樁的計算彎矩也偏大，所以鋼材配置偏多，耗費了鋼材。在軟土地區(qū)主動土壓力實測值接近計算值。產(chǎn)生這一差別的原因是與粘聚力參考c 有關，其次是計算方法，還有因圓截面的配筋問題。

5.3 單層錨桿護壁樁計算

受力如圖1 所示。

圖1 單層錨桿護壁樁受力示意圖

單層錨桿護壁樁可按等值梁法進行計算。假定樁插入土中比較深，樁下端作為固定端，單錨點作為鉸支點，如圖1所示。正負彎矩轉(zhuǎn)折點的位置在計算時可用土壓力為零的位置代替。

計算步驟：

5.4 求最大彎矩

按簡支梁先求剪力為零處，求出Mmax。

①多層錨桿護壁樁計算；②計算主被動土壓力系數(shù);③計算土壓力距坑底的距離;④分段計算梁的固端彎矩;⑤用彎矩分配法平衡支座彎矩; ⑥分段計算各支點反力與荷載;⑦計算樁插入基坑深度;⑧計算護壁樁斷面尺寸及配筋。

6 錨桿

錨桿是把來自結構物的拉力傳遞到穩(wěn)定的土層中。

土層錨桿由多個部件構成。土壤錨索按照主動滑動面分成錨固長度段和非錨固長度段。錨固段是混凝土錨索在土上以摩擦力的傳導作用的區(qū)域，主要是將混凝土、水泥基層或膠結等材料以壓漿的形態(tài)投入鉆孔中混凝土而形成的。自由段不與鉆孔土臂聯(lián)系，只將錨固長度壓力傳給錨頭段。土層錨桿的承載力主要是受拉桿硬度、水平拉桿與錨固定相互之間的握裹力、錨固定與孔室相互之間的摩擦力等各種因素的聯(lián)合影響。

7 基坑土方開挖施工要求

7.1 在工程建設前期，必須召集相鄰住宅物業(yè)、市政、電力、給排水、通信等相關單位會議，就建筑設計施工方案征求有關各方意見；對可能引起爭議的部位應該照相或錄像，進行標記，做好原始記錄，并經(jīng)各方證實。在施工過程中要保證鄰近建筑物、構筑物、路面、地下管道等的安全和順利通過。

7.2 本工程基坑施工順序為：咬合樁施工→天車橫梁→土方分層開挖→地下室結構施工→主體結構施工至±0.00→基坑回填壓實。

7.3 鋼筋混凝土頂梁養(yǎng)護齡期達到設計要求后，方可繼續(xù)挖至坑底。

7.4 基坑開挖應嚴格按照設計要求進行，不得超挖?；又車d不得超過設計荷載極限條件，基坑頂部3 米范圍內(nèi)禁止堆放。

7.5 土方開挖應分層均勻，土方開挖面高差不應超過2.0m，以保證開挖過程中土體的穩(wěn)定性。

7.6 設計標高30cm 以上的地下基礎墊層土方和承臺部分必須直接通過人力挖掘，防止坑內(nèi)混凝土體擾動。一旦開挖達到設計標高后，應立即澆注水泥墊層。

8 基坑降水施工要求

地表雨水及施工用水在基坑外設置貫通式地面排水溝?；觾?nèi)應按照實際開挖要求布置縱橫向截水溝，每隔20m 左右在基坑下部布置集中排水口，進行基坑內(nèi)部有要求的排水作業(yè)。

9 鉆孔灌注咬合樁施工要求

9.1 鉆孔灌注咬合樁施工順序。鉆孔灌注樁的施工順序應采用跳躍式施工。先施工B 型樁，后施工A 型樁。建議在B 樁混凝土強度達到50%時開始樁施工。施工順序如下：B1→地下二層→地下三層→A1 級→B4 級→A2 級→B5。

9.2 樁身垂直度控制。要確保咬合樁底面的正確咬合，除了對樁位定位誤差要求控制之外，還應該對其垂直程度加以嚴密的限制。咬合樁施工之前，先檢查并校正套管的垂直度偏差應低于十mm。成孔過程中，用經(jīng)緯儀在二端的交叉垂直方向檢查垂直度，不合格處隨時糾偏，確保樁身垂直度，避免樁間開叉引發(fā)基坑涌水事故。

9.3 鋼筋籠制造與吊放。根據(jù)工藝特點，由于咬合樁鋼筋籠無法分段制造，而需要整根制造，所以在吊放時對鋼筋籠的堅固程度要求較高，且相應吊點部位也需要經(jīng)過合理設定[8]。

9.4 灌注砼。安裝了水泥漏子和隔水橡皮球膽，并把管道提高了洞底0.5m。水泥的初灌量約為1.1～1.5m3，能埋住管道底0.8～1.3m。澆灌過程中，將管道埋設深度保持在3m～10m 左右，最少的埋設深度不能低于2.5m。在澆筑混凝土時隨澆隨提，不要把管道直提到水泥面或埋設在過深處，一次提升高度不能超過6m。在混凝土施工中應避免鋼筋籠上漲幅度大，當水泥面接近鋼筋籠底端時灌注的車速應適當減慢，在水泥面流入鋼筋籠底端約1～2m 處后，仍可適度提高管道，但管道的上升速度要均勻，以防止出料時撞擊過大或鉤帶鋼筋籠。

10 基坑監(jiān)測

10.1 由于基坑支護構件的安全性直接關乎到施工的安全性，所以委托有資格的檢測單位對基坑施工全過程進行了檢測。一旦檢測不到位，將不能進行開挖。

10.2 監(jiān)檢測項目的主要內(nèi)容，為檢查基坑外圍約8m 區(qū)域的支護構件的水平位移，以及基礎設施的沉降傾角。

10.3 施工單位應與監(jiān)測單位密切配合，做好斜管的鋪設和保護工作。

10.4 施工監(jiān)控過程應持續(xù)到整個基坑回填結束。變形超過相關標準或監(jiān)測節(jié)點時，立即停止支架使用。

10.5 在監(jiān)測活動中，出現(xiàn)了上述或其他異常的現(xiàn)象，監(jiān)測人員要及時告知施工單位、建設人員，施工單位應有緊急防患預案，在工地內(nèi)也要確保有一臺挖掘機械可隨時使用，若在施工時，邊坡位置呈上升態(tài)勢而不收斂，及時用挖土機的開掘口向坡腳回填并逆向壓實，位移不再繼續(xù)發(fā)生，在完成相應的加固措施后方可繼續(xù)施工[9]。

10.6 當出現(xiàn)以下情形之一時，應立即報警，如情況特別嚴重，并停止施工，并應對地基及支護構件進行緊急保護措施：①水平位移超過基坑深度的1/200，或水平位移速率大于3mm/d；②在基坑周邊的地面出現(xiàn)大于10mm 的裂縫，同時裂縫仍有可能發(fā)展。

10.7 監(jiān)測標準，如表1。

表1 監(jiān)測標準

10.8 監(jiān)測信息反饋流程

如圖2 所示。

圖2 監(jiān)測信息反饋流程示意圖

結束語

伴隨中國經(jīng)濟社會的發(fā)展，城市化進度也開始逐漸形成了一個態(tài)勢。在這個潮流的推動下，也促進了中國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，尤其是高層建筑和加強了地下的發(fā)展。建筑在滿足人們需求的同時，也不可忽略其建筑質(zhì)量。而當前，由于深基坑施工技術在建筑中運用的范圍也愈來愈廣泛，從而大大提高了建筑工程施工質(zhì)量和建筑的使用壽命。本篇主要闡述了在建筑施工中運用深基坑施工的重點技術，并著重剖析了在建筑施工中運用的針對性注意事項，期望能對各建筑工程領域產(chǎn)生借鑒的意義。