浅谈深基坑支护施工

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图书分类号TU745.5 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02

摘要：深基坑施工是民用建筑施工中比较重要的分项工程，而深基坑的支护结构则是确保基坑顺利施工的前提和基础。因此，必须对深基坑支护施工的质量进行控制。本文首先介绍了建筑深基坑支护的常见形式及技术要求，进而分析了建筑深基坑支护的施工技术，并在此基础上提出建筑深基坑支护施工的质量控制要点。

关键词：民用建筑；深基坑支护；施工质量控制

Abstract: This paper describes the deep common form of excavation support and technical requirements, and then analyzes the construction deep excavation support construction technology, building deep excavation support, quality control points and on this basis.Key words: civil; deep foundation pit; construction quality control

一、民用建筑深基坑支护的常见形式及技术要求

（一）常见的深基坑支护形式

1.混凝土挡土墙+基底加固。该支护形式的主要优点是工程造价相对较低、便于施工，并且能够有效地控制基坑边坡的隆起和深层滑动情况；缺点是施工工期长、对环境污染较大、基底加固时的施工质量较难控制、并且无法满足上部结构的施工要求。

2.土钉墙支护。是在基坑开挖期间采用排列较为密集的钢结构杆件置于原位土体中，并喷射混凝土面层，使土体、杆件以及混凝土面层形成混合土体，达到支护的目的。该支护形式的优点是施工工期短、工艺简单、成本相对较低。

3.复合土钉墙支护。主要是由混凝土搅拌桩等超前支护组成的防渗帷幕，能够有效地解决喷射面与土体的粘结问题，并且具有较好的隔水性。基坑深度一般为 5～10m，比较适合在距离周围建筑物较远且对变形要求较高的基坑中使用。其优点是工期短、成本低、施工工艺简单。

4.喷锚网支护。是一种比较先进的支护形式，比较适合在土质条件较差的地方使用，具有施工灵活、设备简单、支护费用低、对基坑附近建筑物影响程度小等优点。

（二）深基坑支护的技术要求

民用建筑深基坑支护的主要作用是在基坑开挖过程中用以挡土和挡水，并以此来确保基坑开挖施工能够顺利进行，防止由于基坑坍塌对周边建筑、地下管线等造成危害。在民用建筑的支护结构当中一小部分是临时性的，大部分基本都是永久性埋于地下，如地下连续墙等。因此，支护结构不仅应能够确保基础安全，同时还要便于施工、经济合理。民用建筑深基坑支护的基本要求如下：其一，应采用技术先进、结构简单、可靠性高的施工技术，同时还要确保支护体系能起到挡土的作用，以保持基坑边坡的稳定；其二，应确保基坑周围建筑、道路以及地下管线等的安全；其三，基础施工应在地下水位以上进行；其四，经济上应合理，并注意环保和施工安全。

二、民用建筑深基坑支护的施工技术

在民用建筑的深基坑支护中，具体的施工流程一般包括以下几个步骤：

（一）施工前期的准备工作

在进行支护施工之前，需认真对施工现场的标高以及基坑开挖深度进行复核，并对基坑周边的建筑物类型、道路和地下管线等的详细资料进行调查，施工过程中一旦出现与勘查报告及设计要求不符的情况时，必须立即通知相关设计单位进行调整。

（二）支护桩施工

支护桩的施工是整个支护过程中较为重要环节，成桩的质量优劣直接影响整个支护结构的质量，因此，必须对施工过程的主要工序进行严格控制，如成孔、清孔、制作及安放钢筋笼、混凝土的配合比等。

（三）锚杆施工

锚杆是一种较为新型的成拉杆件，其一端与挡土墙进行可靠联结，另一端则锚固于地基的岩石中，主要是利用锚杆与岩石之间的锚固力来承受各种向外的倾覆力。当基坑开挖至锚杆的标高之后，应先进行土层锚杆施工，具体步骤为：钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆，浆液通常采用水泥砂浆，注浆结束后，开始安装钢腰梁、台座、垫板、穿外锚具、最后进行张拉锚固，并在现场进行试验，确定锚杆符合设计要求后方可结束。

（四）土方开挖

在基坑土方开挖过程中，一般挖土量都会比较大，尘土会使周围的居民受到一定的影响，所以在开挖过程中，应采用分层开挖的方式进行，这样就可以一边挖一边运，避免了大量的土方堆积。土方开挖的速度应根据对围护结构监测结构的变化而变化，一旦结构发生位移、沉降等异常现象时，需立即停止，并及时查明原因，采取相应的措施进行处理。

三、民用建筑深基坑支护施工的质量控制要点

民用建筑深基坑支护的施工阶段是整个工程中较为关键的阶段，因此，必须对该阶段的质量进行严格控制。

（一）深基坑施工

在民用建筑深基坑工程中，包括许多重要环节，如挖土、防水、挡土及维护等，是一项较为复杂的系统工程，一旦其中任何一个环节出现失误，都将会对整个工程造成影响，严重时还会发生安全事故。因此，施工单位必须严格按照施工流程和有关的技术规范等组织施工，并对重要位置的施工制定详细可行的施工方案，同时还应加强过程控制。例如，在确定土方开挖方案时，需对基坑的地质报告、地下设施以及周边建筑物等实际情况进行详细分析，如果是特殊土体则应精心组织施工，对于软土地区而言，基坑的开挖深度不宜过大；膨胀土地区尽量不要在雨季进行开挖。

（二）深基坑周围土体止水效果的控制

由于地下水对深基坑工程的施工影响较大，因此，在地下水位较高的地区进行深基坑施工，必须制定详细的止水方案。在制定具体的止水方案时，应从防、降、排这三个方面加以考虑，并根据地勘部门提供的详细地质资料，分析地下水的主要成因，同时还应对基坑周围的环境进行深入了解，绝对不能仅靠不间断的抽水来降低水位，不然很有可能造成基坑附近的土体发生流失，致使周边建筑物不均匀沉陷，严重时甚至会发生管涌，不仅增加了处理难度，而且还会延误工期。止水帷幕是深基坑支护中较为常用一种止水措施，为了确保支护工程能够顺利进行，在止水帷幕施工时需注意以下几点：1.确保桩体质量合格；2.确保桩的密实度和搭接长度符合要求，防止桩头开叉、蜂窝、空洞等现象的发生；3.严禁在支护结构上随意开口，否则不仅会使支护结构的安全受到影响，而且还破坏了止水帷幕的效果，地下水则很容易从开口位置渗入。

（三）深基坑支护的信息化管理

深基坑支护信息化管理的主要手段是安排较为专业的施工监测人员对基坑及周围环境进行实时监测，并根据监测到实际情况与预期性状进行对比分析，发现异常情况及时采取相应措施进行处理，确保工程安全。深基坑支护的具体监测内容如下：1.支护结构顶部的水平位移情况；2.支护结构及周围建筑、道路的沉降、裂缝情况；3.基坑底部隆起情况。上诉监测内容除了应每天进行一遍目测之外，还应每隔 10m 左右设置一个观测点，并在基坑开挖后，每隔 3 天左右监测一次，位移较大时可调整为 1 天 1 次。监测到的结果必须能够真实反映被测目标的动态趋势，并绘制变化曲线图。另外，在开挖较深的基坑时，需对支撑的内应力进行测试，当应力值达到设计值的 90%时，应采取必要的防范措施。

（四）突发事件的处理

在民用建筑深基坑支护施工过程中，经常会发生一些不可预见的事件，为了确保支护结构的质量，需制定应急预案。常见的突发事件如下：1.基坑内流沙、管涌；2.支护结构局部出现沉降、裂缝；3.气象异常；4.相邻工地施工的影响；5.地下障碍物妨碍施工正常进行等。上诉突发事件一旦发生后，应及时启动应急预案，并组织有关单位研究解决对策。

四、具体案例分析

拟建工程占地面积约 1704 平方米，建筑面积 37936 平方米，地上二十～二十二层，地下一层，最大柱荷载约 25000kN/柱。采用桩基础。该工程±0.00 标高相当于黄海高程 6.900m，场地高程为 6.500m，自然地坪相对标高为-0.40m，新建污水处理中心自然地坪为 6.300m，自然地坪相对标高为-0.60m。，计算开挖深度（按承台底算）为4.80m~9.65m。坑中坑高差最大为 4.30m。本基坑周边条件较差，东面为医疗教学综合楼，管桩基础，桩长 12m，承台边线距其最近 1.0m；西面老污水处理站底板边线距给水管线（直径 200、埋深 0.9 米）距离为 6.50m，距雨水管线（直径 450、埋深 1.30 米）距离为 7.00m，距电力管线（直径 100、埋深 1.50 米）距离为 7.50m，距通讯管线（直径 450、埋深 1.00 米）距离为 8.50m，距污水管线（直径 600、埋深 3.00 米）距离为 12.70m；南面基坑上坎线距电力管线距离为 5.20m，基坑上坎线距雨水管线距离为 6.10m，基坑上坎线距燃气管线距离为 7.00m;北面基坑上坎线距污水管 0.65m（直径 400，埋深 2.5 米），基坑上坎线距给水管1.38m（直径 200，埋深 0.9 米），基坑上坎线距雨水管 2.58m（直径 450，埋深 1.3 米）。

（一）场地工程地质条件

本基坑工程所涉及的各地基土层的特征自上而下分述如下：① 杂填土：灰褐色、灰色，湿，松散，主要由粉土组成，含大量植物根茎和少量砾石。该层局部地段为淤填土，黑色、灰褐色，很湿，呈流塑状，有臭味，含树根。② 粉土：灰色、灰黄色，湿，稍密，含云母片和少量贝壳碎屑；无光泽反应，摇振反应迅速，干强度低，韧度低。③-1 粉土：灰色、灰黄色，很湿，稍密～中密，含云母片和氧化铁，该层以粘质粉土为主夹砂质粉土和粉砂；无光泽反应，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。③-2 粉土：灰色，湿，稍密，含云母片和贝壳碎屑；无光泽反应，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。⑤-1 粉砂：灰色，湿，稍密，含云母片，部分地段含砂质粉土和中砂。⑤-2 粉土：灰色、灰黄色，很湿，稍密，含云母片及氧化铁，该层以粘质粉土为主，为⑤-1 层粉砂和⑦层粉质粘土的过渡层；无光泽反应，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。⑦ 粉质粘土：灰黄色、灰色，可塑，含铁锰斑点：切面稍光滑，干强度中等，韧性中等。⑧ 粉质粘土：灰色，软塑，含腐殖质和未完全分解的植物残骸，局部地段为可塑的粉质粘土；切面稍光滑，干强度中等，韧性中等。⑨-1 粉质粘土：灰色，可塑，含腐殖质和植物残骸，局部地段为粉砂；切面稍光滑，干强度中等，韧性中等。

本场地区域内主要分布二层地下水，上层地下水性质属潜水，下次地下水性质属承压水。上层潜水主要分布于填土、粉土内，潜水埋藏较浅，勘察期间在钻孔内测得其埋深在地表下 1.1～1.7m，该层潜水主要受大气降水的影响，地下水随季节性变化，年变幅约为 0.5～1.0m。

本基坑工程的特点是：(1) 基坑挖深在 4.8m～9.65m 左右。(2) 开挖深度以内场地土层以粉土为主，工程性质较好，但地下水丰富，并对基坑工程影响。(3) 场地周边环境较差，东侧与医疗科教综合楼较近，承台边线距其底板边线最近 1.0m；(4) 场地内存在老污水处理站及其原有土钉墙围护；场地西北角拟建新的污水处理站处存在医疗科教综合楼的土钉墙。

（二）基坑围护方案

根据以上特点，从经济、安全、可行的原则出发，本基坑围护方案如下：

(1) 首先对老污水理站及其原有土钉墙进行处理，以免影响施打工程桩；处理方案为：首先将老污水处理站顶部拆除，然后在底板上打设管井降水；利用现状污水处理站西侧的外墙以及原有的土钉墙围护结构对西侧进行围护；对其他侧进行放坡（坡率 1:0.7），边开挖边拔除原有的土钉与钢筋网片，开挖至坑底；清除与拟建医技诊疗中心重叠区域底板与外墙；最后回填土至自然地坪以下 2.50m，再进行工程桩施工。

(2) 场地西北角拟建新的污水处理站处存在医疗科教综合楼的土钉墙；但由于该处工程桩较少，施工中可利用钻机对土钉进行切除，工程桩可以施工；但该处不能打设围护排桩墙，只能采用放坡围护；

(3) 在对老污水处理站及其原有土钉墙处理完毕的基础上，本基坑总体围护方案为：部分采用放坡与土钉墙围护方案，围护剖面采用二级轻型井点降水；由于场地限制，部分采用钻孔桩加内支撑、钻孔桩加拉锚以及悬臂支护的方案；坑内采用直径 800mm 管井降水，保证基坑开挖的顺利进行。对底板底之间及与承台底之间的高差，采取局部放坡措施，坡度系数为 1:0.6。

（三） 施工监测

为确保基坑、基坑周边建筑物的安全及工程地下室结构施工顺利进行，基坑开挖前在现有管线的基础上再对周边管线进行复查，对周边道路、构筑物及管道的沉降、裂缝作全面调查。施工过程中应及时获取基坑开挖过程中支护结构和周围土体的变形信息，以求掌握基坑开挖对环境的影响，做出安全预报，实行信息化施工，及时调整施工进度，有效控制围护结构及坑后土体变位，应作基坑原位监测。

根据水平位移监测汇总表、水位观测汇总表、沉降观测汇总表数据分析，从监测结果中可以得出该基坑围护方案是可行的。

五、结论：

总而言之，随着上海各类建筑的发展，深基坑支护的难度会越来越来。只有在施工过程中对施工质量进行严格控制，才能确保整体工程的质量。

参考文献：

[1] 高大钊. 软土地基理论与实践[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 1992.

[2] 李元亮. 上海浅层饱和粉细砂层中某基坑的围护及变形监测[J]. 工业建筑. 2008, 38(3):115-119.

[3] GECS 96. 基坑土钉支护技术规程[S].

[4] DBJ 08-61-97. 基坑工程设计规程[S].