初探建筑基坑工程支护的施工技术要点
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【摘要】深基坑施工是一项综合性极强、并具有一定风险的工程，在施工过程中需要结合具体工程要求、水文气候变化、周围环境因素等方面进行分析，科学开展施工。本文结合深基坑施工实例，在实际施工中分析工程中深基坑施工应该注意的要点。
【关键词】基坑；施工；监测
1.项目概况
1.1工程概况
某项目地下总建筑面积约79880m2，该工程位为地下室2层，本工程坑外地坪平均高程为5.50m，不同地段底板、筏板基础垫层底标高分别为-5.15m、-5.90m、-6.50m、-7.20m，坑深分别为10.65m、11.40m、12.00m、12.70m，坑中坑电梯井高差约2.20m。该地下室开挖面积大，基坑深度深，场地地质条件较差，周边环境比较复杂，安全要求高，须有效控制基坑变形，为一级基坑。
1.2水文工程地质条件
根据岩土工程勘察资料，将场地内涉及基坑围护的土层及土的物理力学性质等见表1：
表1工程地质参数表
场区地下水类型主要为孔隙潜水和承压水，孔隙潜水含水层主要为②大层及④大层；承压水含水层主要为⑦大层。勘探期间测得地下水稳定水位埋深0.60～2.80m(孔隙潜水)。
根据区域水文地质资料，本地区承压水水位一般低于孔隙潜水水位，位于承压含水层(⑦层)顶板以上5～10m。地下水位(孔隙潜水)年变化幅度
1.3基坑周边环境
该基坑工程东面，地下室外墙边距地铁外墙最近距离为3.5m，本工程先地铁施工。南面，地下室外墙边距拟建彩虹大道地下通道最近距离7.0m，距用地红线19m。西面，地下室外墙边距用地红线17m。北面，地下室外墙边距用地红线6m，距附近河流最近距离24m。外为绿地。周边20m以内无地下管线。
2.基坑支护结构设计
2.1支护方案选择
综合场地地理位置、基坑开挖深度、周围环境和工程地质条件，本基坑具有如下特点：①地下室开挖面积大，基坑深度深。②本基坑属于一级基坑。基坑工程安全等级的重要性系数YO为1.1。③周边环境比较复杂，须有效控制基坑变形。④东侧上部粉土厚14～22m，土质条件较好，西侧上部粉土厚5～14m下部为淤泥质土、软粘性土等，土质条件差。综合开挖深度、场地地质条件及周边环境情况，根据“安全、经济、方便施工”原则，采用排桩+二道混凝土内支撑支护。坑边采用三轴水泥搅拌桩止水，坑内采用自流深井降水，坑外采用集水井+排水沟降排水。局部地段坑内被动区采用三轴水泥搅拌桩加固处理。东侧由于地铁地下连续墙深度达41m，基坑外利用地下连续墙作为止水帷幕，排桩外侧不施工三轴水泥搅拌桩。其余三侧钻孔灌注桩外施工三轴水泥搅拌桩作止水帷幕。
2.2支护结构设计
2.2.1排桩
东侧采用ϕ900@1200，其余三侧采用ϕ1000@1200，，由于坑底下为厚层状淤泥质土，桩底在淤泥质土中，因此设计桩长较长，桩长27～31m不等(典型剖面见图1)。砼强度为c30。
2.2.2三轴水泥搅拌桩
三轴水泥搅拌桩采用ϕ850@600。止水帷三轴水泥搅拌桩采用全断面套打施工，西侧坑内加固搅拌桩采用搭接250mm施工。水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥用量坑外为25%。桩底进入到淤泥质土中2m。
2.2.3压顶梁、格构柱及砼面板
(1)压顶粱、支撑梁、面板砼强度等级为c35，立柱砼强度等级同工程桩。钢筋绑扎和焊接及砼施工应严格遵照现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》。
(2)现浇钢筋混凝土支撑体系的竖向立柱桩上部采用井字型桁架，下部利用ϕ800钻孔灌注桩支撑桩。井字型桁架深入竖向立柱内2m，竖向立柱桩砼强度等级为c30，主筋保护层厚度为50，桩位水平偏差
2.2.4深井
自流深井成成孔直径800，井管直径300，采用带加劲箍的波纹管，填料采用级配砾石、粗砂。降水时抽出的水应为清水，严禁水中带砂。开挖过程中应确保地下水位低于开挖面0.5～1m以下。施工单位应提前做好坑外地面的排水措施，及时排走地表水。施工现场应双路供电，为防止停电发生，施工中应自备置1台300kw发电机。坑内深井原则上进人⑤层淤泥质土层中1.5m，但当上部粉土底板埋深低于-12.50m，自流深井井深可按20.00m控制。
2.2.5施工栈桥
平台板厚220mm(施工栈桥区域板厚300mm)，砼强度等级为c35，保护层厚度15mm。板面配筋为12@150×150，板底配筋为12@150×150。施工栈桥区域板面配筋为14@150×150，板底配筋为14@150×150；板面筋与板底筋之间的拉结筋为d)8@800(梅花型布置)。压顶梁、支撑梁的砼强度等级为c35，主筋保护层厚度25mm。栈桥平台荷载按长臂挖机工作时总重45吨(外包尺寸约3.5m×5m)设（下转第295页）（上接第136页）计。西南角施工平台荷载按堆载2.5t/m2设计。为确保施工栈桥平台的质量，栈桥平台下的梁应开槽后侧面采用木模板，梁、板底部设100厚c15素砼垫层，并用3层油毡隔离。长臂挖机工作时总重45吨，运土车辆不得超过40吨。挖机不能和运土车同跨，2辆运土车不得同跨。
3.降排水系统设计
3.1基坑外排水系统
基坑外四周设置600×600的排水沟(沟边及壁底浇筑厚100mmCl5碎石砼)，以排除天然来水、地表水及基坑内抽取的水。并在基坑四周每隔25m设置一个800×800×1000的集水井，用砖砌护壁。
3.2坑内排水系统(深并)
坑内采用深井(PVC波纹管)降水。由于基坑四周采用三轴水泥搅拌桩止水帷幕，坑内深井只起到疏干井的作用。
3.3排水系统做法
对于地表处的雨水、施工排水，采用地面排水沟截流，引至河道的方法解决。具体做法是，在基坑周边地面处设置贯通的地面排水沟，并在沿排水沟一定距离处设置集水井。将地面雨水、基坑中明排水集中后，排人城市下水管网或河道。
4.施工组织
(1)场地调查与平整。场地标高控制在5.50m以内，局部高出此标高处应进行卸土。(2)先施工支护桩，再施工三轴水泥搅拌桩、工程桩、立柱桩、降水井。(3)埋设测斜管、坑内降水，坡面防护。(4)挖土到压顶梁、第一道支撑梁底标高，施工压顶梁、第一道支撑梁及支撑面板，并埋设轴力计。(5)待压顶梁、第一道支撑梁施工完毕并达到80%设计强度后，方可进行下层土方开挖。(6)挖土至第二道支撑垫层底，施工围檩及第二道支撑，并埋设轴力计。待第二道支撑梁施工完毕并达到80%设计强度后，方可进行下层土方开挖。(7)挖土至坑底后，施T混凝土垫层、基础、底板及混凝土传力带，采用混凝土(强度同底板砼强度)填实底板与围护结构之间的空隙。(8)在基础底板及传力带达到80%设计强度后，拆除第二道支撑；(9)施工地下一层楼板及换撑块，待其强度达到80%设计强度，拆除第一道支撑。
5.基坑监测
为科学合理地指导施工，确保支护工程的安全以及周边建筑物和道路管线的正常使用，建议在施工过程中请具有相应资质的单位并实施如下监测项目：①土体深层位移：采用专业的测斜仪监测。②砼支撑内力监测：采用轴力计临测。③地下水位监测：以降水井作为水位观测点，水位变化每天变化不得超过0.5m。④压顶梁上每隔25m设沉降及水平位移观测点。⑤基坑四周距离围护桩10m的地面上每30m设沉降及水平位移观测点。
监测单位在基坑开挖前应做好监测的准备工作，测得初始数据。各监测项目每2天测1次，开挖期间每天测2次，下午八时及下午四时各一次。遇监测数值过大或变化速率过大应增加监测次数。监测单位应及时将最新监测结果提交业主、施工和设计方，做到信息化施工，确保工程顺利进行。
6.结语
综上，本基坑主要特点：为基坑面积大，呈不规则形状，支撑系统设计较为复杂，并且与地铁基坑同时施工。在基坑施工过程中，与地铁基坑施工顺序的协调尤为关键。目前，该工程基坑施工已经顺利结束，本次基坑施工期问除西侧局部地段出现深层位移报警外，其余位置监测数据均未出现超出设计范围的现象。[科]