浅析城市建筑工程深基坑支护施工技术管理
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摘要:随着我国经济的高速发展，城市高层、超高层建筑工程的不断增加，可利用的土地越来越少。为了提高土地利用率，地下空间的开发成为了城市发展的需要重点研究的课题。所以深基坑支护的技术在建筑工程中越来越重要。本文主要介绍了深基坑工程及支护体系的特点和分类,并结合实例对建筑工程深基坑支护工程对资源整合、工序管理控制的好坏是其实施成功的关键，并阐述深基坑支护工程技术未来发展方向。
中图分类号：TU198文献标识码： A
引言：由于经济的发展，建筑行业取得了很大的进步，尤其是对于建筑工程当中深基坑的支护，节约城市土地、合理利用空间资源，成了当前最主要的临时建筑物形式。随着地下开挖深度的增加，深基坑支护技术的作用日益凸显，支护质量直接影响着基础施工及周边建筑物、构筑物的安全性。城市建设中土地紧张，新建项目周边老旧建筑较多，且老旧建筑基础形式多以浅基础为主，城市多处于海拔较低较平整的地方，地下水丰富，对深基坑支护技术提出更加严格要求，稍有不慎就出现安全事故。目前，深基坑支护只是一种临时建筑，不属于工程建设范畴，容易对其实施产生忽视，进而引发安全事故，造成特重大经济损失。这就要求必须重视深基坑支护的作用，严格按照规定进行每一项操作，以提升工程质量。使建筑工程的施工质量更上一层楼。
一、建筑工程深基坑支护技术
深基坑工程具有很强的综合性，通常包括支护方案设计，支护体系和土方开挖等工作。支护体系的设计和施工是深基坑的关键，直接关系到工程的经济合理、质量可靠、安全稳定。支护体系，即为稳定现场而在基坑周围设置的挡土围护结构，属于一种临时性结构。深基坑支护体系需要足够的承载能力，若强度达不到要求，基坑支护的作用难以发挥，容易造成基坑周边垮塌，造成建设项目基础工程及地下室工程难以实施。还会影响周围建筑、地下管线的安全稳定，甚至引发安全事故。由于城市建筑工程地下水位高，支护方案必须考虑合理的降排水措施，因施工时没有严格按方案实施，周边降水过大造成周边地表下沉，从而导致周边建筑变形甚至倒塌等事故时有发生，所以基坑支护既要选择合理的设计方案，还要严格控制施工管理。
目前，深基坑支护工程采用设计施工一体化，这样就避免因设计与施工分开带来造价的增加，方便工程实施。另外，基坑支护工程属临时工程，建设单位对其投入相对较低，控制成本相对建设项目主体工程本身较死，城市建设工程项目基坑受地形限制基本只能采用垂直坑壁，因此对设计精度要求比较高。对于基坑支护工程方法可选择面较多如混凝土灌注桩、预制桩、深层搅拌桩、地下连续墙、钢筋网片喷射混凝土等，还有各种支护桩、柱板、墙、钢管等联合预应力锚索支护；地下连续墙加基坑内部网格梁构成主要支护体系等。
2、深基坑支护工程施工技术管理重点
深基坑设计方案通过专家论证后，施工时一方面要考虑怎么把资源整合，保证支护工程的实施。如：施工场地状况、混凝土供应、交通运输状况、钢材供应、施工地政府文明施工要求、施工机械设备、各技术工种配备等。另一方面要严格管理控制好各个施工工序，加强质量关键点的控制，确保施工质量符合设计及规范要求。施工工序的管理需要从基坑土石方开挖顺序、支护体系施工、降排水工程实施、基坑监测等几方面着手。基坑土石方挖掘遵循采取分段、分层挖掘的方法，依据基坑支护方案采取预支护，再进行开挖，且做到边挖掘边加快二次支护工程的施工。支护体系施工应能预支护就必须采取预支护技术，不能预支护就做到随挖随支护，同时采取有效的封闭措施对挖掘面进行围挡和覆盖。基坑降水施工因地下水丰富，需要采取措施做到坑内降水，坑外及时补水，坑内坑外采取止水方式阻断水在压降差的巨大压力下流向坑内。另外，基坑监测是工程施工必须的环节，必须做到监测周边场地、周边建筑物、支护结构内力、周边水位、地质状况等变化，若有必要将监测数据与第三方监测数据对比，及时发现危险因素，使基坑支护处于安全可控制范围内，避免安全事故的发生。
3、支护技术在深基坑建筑工程中的实际应用
3. 1案例分析
建设项目地块位于昆明市北京路与白云路交叉口，东侧为城市主干道北京路，主干道下面为正在建设中的地铁工程；西侧为多层住宅小区，其基础形式桩基础；南侧为多层老旧住宅小区，基础形式为浅基础；北侧为城市次干道白云路。该项目总用地面积6014平方米，总建筑面积为35089平方米，地下二层，地上一幢31层。地下基坑底部最深的相对标高为－16m，现场场地比较狭小，而且周围环境颇为复杂，交通受限制，夜间施工存在扰民情况，但土方工程根据当地政府规定只准晚上施工，工期较短。该工程在2010年9月开工，初步计划基坑土方开挖在75天内完成。
3. 2基坑支护工程方案设计阶段
根据地质勘察资料：
土的物理力学指标设计参数表
地层编号 地层
名称 天 然
密 度p(g/cm3) 天然孔隙比e 压缩
系数（MPa-1） 压缩模量ES1-2（MPa） 内聚力平均值ck(kPa) 内摩擦角平均值φk（度） 标准贯入试验修正击数N（击/30cm） 重型动探试验修正击数N63.5（击/10cm） 地基土承载力特征值fak
(KPa)
①1 杂填土 1.75 90
①2 素填土 1.86 0.954 0.42 5.51 40.6 8.6 7.3 100
②1 粘土 1.84 1.047 0.28 8.05 48.1 6.5 6.8 180
②11 粘土 1.85 0.980 0.52 4.93 10.3 2.0 3.8 110
②12 粉土 1.92 0.755 0.23 8.05 20.0 12.0 10.6 150
③1 圆砾 2.30 10.0 26.0 17.6 310
③11 粘土 1.82 1.015 0.64 4.25 8.1 2.2 3.1 5.1 110
③12 粉土 1.79 1.029 0.30 6.76 43.3 16.0 160
③2 圆砾 2.30 10.0 26.0 24.5 320
③21 粉质粘土 1.86 0.942 0.40 5.61 20.2 0.7 120
③3 粘土 1.89 0.860 0.29 7.14 48.7 6.6 9.2 190
③31 粉土 1.95 0.722 0.24 7.35 41.8 24.5 14.0 180
③4 圆砾 2.30 11.0 28.0 31.0 330
③41 粉土 1.89 0.847 0.21 10.35 55.2 11.0 16.0 180
③5 粉质粘土 1.93 0.838 0.29 7.21 50.4 6.5 17.7 200
③6 圆砾 2.30 12.0 28.0 48.3 340
③61 粉砂 2.00 10.0 22.0 220
④1 粉质粘土 1.98 0.721 0.32 7.28 59.5 2.2 27.6 210
④11 粉土 2.01 0.636 0.25 6.54 68.7 8.3 23.2 7.3 190
该建设项目建场地地处昆明湖盆，属滇池流域水系，该区地形较为平坦开阔。浅层主要分布潜水，深层分地段为赋存水量悬殊的承压水，由于松散含水层岩相众多、岩性复杂不稳定，层序结构变化较大等原因，但水位普遍埋藏浅，迳流缓慢。地勘建议本工程的地下水抗浮设防水位标高按天然地面下2.0 米考虑。本工程应按此水位在综合考虑上部荷载等各种因素的影响下，进行抗浮验算。根据抽水试验结果，场地上部渗透系数约为K=39.13 m/d。
根据地质勘察资料中地质、水文状况及周边建筑物情况，本工程深基坑支护设计方案采用最外圈300mm直径相互嵌套一半的水泥深层搅拌桩止水，内圈采用700mm长螺旋钻孔钢筋混凝土灌注桩、预应力锚索注浆、冠梁、腰梁及喷射素混凝土支护结构，其中桩间距3000mm，锚索间距3000mm一根。因东侧距离正在施工的地铁距离较近，锚索不能使用过长，所以缩短锚索长度，多增加了一层腰梁，且支护桩间距缩短为2500mm，锚索间距2500mm一根。设计方案通过验算，通过专家论证。
3. 3基坑支护工程施工阶段
①施工前准备阶段，资源调查及施工方案的确定
本项目位置处于城市交通要道，交通拥堵，早晚交通高峰期施工车辆禁止通行，而且施工场地狭窄，施工组织困难，另外政府安全文明施工管理条例要求渣土车密闭运输，并且渣土运输只能晚上10点至第二天凌晨6点，工期比较紧。据项目深基坑支护设计方案及项目地理位置，工程项目部重点调查了各商品混凝土拌合站，选择了运距、运力、供应量、拌合质量均能满足的商品混凝土公司合作；另据土方工程量组织了35辆自卸汽车，渣土按相关规定到相应的渣土场弃土。据设计方案及地质勘查资料选择了长螺旋钻孔机械、钢筋闪光对焊机、锚索机、汽车吊、喷锚机等机械设备，因地质原因及深层搅拌桩长度采用长螺旋钻孔机代替深层搅拌桩机。
另外，避免基坑支护工程出现安全事故，项目部进行施工前周边建筑物、构筑物、地表原貌等进行实测做好记录，并甲方的组织下第三方基坑监测单位进行对接沟通，提高项目部监控测量的水平。根据设计方案建立基坑外回灌系统，专人负责水位监测及回灌，保证基坑外水位基本保持一致，尤其加强南侧浅基础的老旧多层建筑小区的水位监测及回灌。
②各工序施工技术管理控制
本深基坑支护工程实施重点是深层搅拌止水桩施工，长螺旋混凝土灌注桩成桩质量，冠梁、腰梁施工质量，土方开挖顺序，预应力锚索施工，地下水降排及回灌等工程。
深层搅拌止水桩施工标定桩距，机械移动严格按桩距进行，控制机械钻杆垂直度、钻进速率、拔杆速率等，因采用长螺旋钻孔机施工深层搅拌止水桩难以控制钻进速率及拔杆速率，项目部通过试桩解决此难题。
深层搅拌止水桩施工到具备长螺旋钢筋混凝土灌注桩的工作面后立即实施灌注桩，长螺旋钢筋混凝土灌注桩重点控制浇灌混凝土拔管速度，钢筋笼加工制作质量及钢筋笼下沉速率，并且控制吊机起吊过程。
深层搅拌止水桩一旦闭合，且长螺旋钢筋混凝土灌注桩施工具有一定时间，具备土方开挖工作面，即可组织土方分层开挖，土方开挖段进行锚索工程施工，锚索注浆完成一段，开始施工钢筋混凝土冠梁，锚索注浆达凝期且冠梁混凝土达到相应强度，立即张拉预应力锚索，完成张拉后锚固，监测其应力变化。循环控制基坑支护施工技术各个工序，圆满完成该工程项目的实施。
结束语
城市可利用的土地面积在不断缩小，高层、超高层建筑工程不断增加，开发地下空间的需要不断发展，深基坑支护工程越来越多，且越来越难以实施。所以我们国家对于深基坑支护的技术越来越重视。由于基坑深度越来越深，建筑场地面积相对较小，采用基坑放坡根本不可能实现，采取预应力锚杆、锚索外支护会影响临近建筑的安全使用，因此采取地下连续墙加内支撑网格梁支护技术将会发展得更快。另从建筑经济成本核算，基坑支护工程属于临时工程，将花费较多的工程建设成本，因此基坑支护工程将与主体地下室设计时应考虑为结构的一部分，这也将促进地下连续墙加内支撑的基坑支护技术的发展。深基坑支护是深基坑开挖的前提，直接影响着开挖的安全性，也是基础工程及地下室工程实施的前提，具有重大意义。如今，深基坑开挖更加困难，既不能破坏管线，又要避免损坏周围建筑。因此，主体设计就应该将深基坑支护工程考虑进去，避免作为临时工程浪费经济。
参考文献；
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