建筑工程中深基坑支护施工技术探讨张虎

建筑工程中深基坑支护施工技术探讨张虎

张虎

山东华邦建设集团有限公司山东青州262500

摘要：建筑工程施工中深基坑的施工手段繁多，涉及到基坑的围护，基坑支撑与开挖、封底及环境的保护等各个方面的工艺，施工难度和风险也很大。基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分，特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。因此，加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。

关键词：深基坑；施工技术；支护形式；施工特点

引言：深基坑工程是建设工程施工中内容丰富且富有变化的领域，是高层建筑工程施工中最为复杂的技术领域之一。它不仅要保证施工过程中的稳定，而且要严格限制周边的地层位移以确保环境安全。因此，深基坑工程设计与施工必须要引起高度重视。

1深基坑施工的特点

基坑工程包括维护体系设计施工和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对围护体系是否成功产生重要的影响。不合理的土方开挖方式，步骤和速度可能导致主体结构桩基变位。

深基坑发展的历史及其特点随着城市建设中高层、超高层建筑的大量涌现和城市地下空间的充分利用，深基坑工程越来越多。由于周围密集的建筑物、复杂的地下设施，使得深基坑放坡开挖不再能满足现代城市建设的需要，因此，深基坑开挖与支护引起了广泛重视。深基坑工程具有以下特点：

1、建筑趋向高层化，基坑向大深度方向发展；

2、基坑开挖面积大，长度与宽度有的达数百米，给支撑系统带来较大的难度；

3、在软弱的土层中，基坑开挖会产生较大的位移和沉降，对周围建筑物、市政设施和地下管线产生严重威胁；

4、深基坑施工工期长、场地狭窄，降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利；

5、在相邻场地的施工中，打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等工序相互制约影响，增加协调工作的难度；

6、支护型式的多样性。迄今为止，支护型式已经发展到数十种。

2深基坑施工中还需引起注意的几个问题

2.1施工前应对工程的地质勘察报告认真分析研究，根据挖土深度范围内不同土质的物理性能和地下水位情况（特别是丰水期的水位情况），选择相应的土方开挖、支护结构及降水方案。根据所制定的施工方案，对全体施工人员作详细的安全与技术交底工作。

2.2基坑开挖前，通过降水提高坑内土体的水平抗力，减少基坑的变形量。施工降水不宜过快。降水过程中应加强周边建筑物、地下管线和地表沉降的监测，同时在坑外地面设回灌井，必要时应采取回灌措施，确保周边建筑物安全。在基坑开挖施工中，发现监控数据接近或超过警戒值时，应立即分析原因，准确地找出施工过程中存在的问题及时调整施工步骤，采取相应的对策，便能有效控制基坑变形，确保基坑安全。

2.3为防止边坡失稳，施工前先清除基坑边堆土等荷载，防止由于荷载过大引起基坑坍塌等事故的发生。

2.4基坑开挖分层进行，从上到下逐层进行开挖，严禁超挖和掏底开挖，同时开挖过程要与支撑架设同步施工。开挖段的长度必须根据基坑深度和坡度合理确定，不宜过长。当基坑挖至设计标高后，必须马上浇筑垫层混凝土，进一步减小基坑变形值。底板混凝土必须在5d～7d内完成，相应结构层施工及时跟上，以建立永久的受力平衡体系，从根本上控制住基坑变形。

2.5在采用拱圈墙方案时，拱墙本身可采用水平分缝及垂直分缝的逆作拱墙方法施工，拱脚稳定性很重要，设计施工应予重视，挖土时应维持拱圈荷载对称，受力均衡。

3做好施工前的分析与准备

3.1了解深基坑开挖的设计方案

深基坑开挖的重要依据就是设计方案。设计方案是深基坑技术专家根据实际情况而制定的，有很高的技术含量。不论是从强度控制设计到变形控制设计，还是从基坑围护结构设计，其目的：一是保证基坑稳定，二是减少对周围环境的影响，三是确保施工安全可靠。要实现这些目的就要吃透设计方案，做到心中有数。

3.2要了解深基坑的水文地质特性

对深基坑水文地质的了解和掌握，不单是设计人员的事，作为施工单位的领导和员工都应掌握。因为水文影响施工的质量和效率，影响施工组织和管理，影响施工技术的运用和事故预防。中国地大物博，东西南北水文地质差别很大，在南方施工与在北方施工大不一样。在水位上，南方水位浅，北方水位深。在土质上除有地域差别外，同一样地域也有所不同。靠江海湖泊更不用说。如：有的地层上部以粘性土为主，下部以砂、砾石层为主，自上而下可划分为杂填土、可塑状粘土、淤泥质粉质粘土、可塑一硬塑状粘土、软塑状粉质粘土、粉砂或粉土夹软塑状粉质粘土、粉细砂、细砂、中粗砂、砾砂、碎石土等。有的地区深基坑开挖的地质容易出现基坑边坡滑移、基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷、基坑井点降水引起的地面沉降、道路开裂、房屋开裂等。只有对深基坑的水文地质掌握了，才能在具体施工中做到临危不惧，举措得当。

3.3要了解深基坑的环境状况

深基坑开挖的事故中，除了施工单位内部因组织、技术和管理不力造成的事故外，主要是深基坑开挖时对周围环境缺乏了解研究而造成的事故。例如在某工程因深基坑开挖造成的事故就足以说明了对深基坑环境状况了解的重要性。这个工程基坑面积仅6．0X6．0m2，但基坑的开挖深度达到8．4m深，且整个设备基础基坑在厂房内施工。厂房建筑为已建单层钢筋混凝土排架结构，层高为10m，基础为天然地基独立基础。基坑边缘距离最近的两个排架柱边为6m左右，排架基础为5．2mX5．2m的矩形独立基础，基础埋深为室内地坪以下1．5m，基坑边缘距离厂房排架柱基础边的距离仅3m左右。因此该基坑虽小，但在开挖过程中的位移影响将涉及到整个厂房的使用和安全。这起基坑事故的发生主要是由于业主和施工单位未足够重视，对这种深小基坑纯粹抱着一种侥幸心理。既没有对水文地质进行很好化验，也没有对厂房、设备等特殊环境引起重视，因围护不力而造成事故发生。据后来化验情况地质条件不适合所采用的施工围护方法。

3.4深基坑开挖的施工工艺

（1）根据基坑工程设计所选定的主要施工参数，按基坑规模、几何尺寸、支撑形式、开挖深度和地基加固条牛，提出详细的可操作的开挖与支撑的施工程序及施工参数。按分层、分步、对称、平衡的原则制定开挖与支撑的施工工序和施工参数。最主要的施工参数是分层开挖的层数、每层开挖深度，以及每层开挖中基坑挡墙被动区土体开挖后、挡墙未支撑前的暴露时间和暴露的宽度及高度。大面积不规则形状的高层建筑深基坑中，基坑挡墙被动区土体在基坑中间部分地层先开挖的过程中，被保留成支承挡墙的土堤，此土堤断面尺寸按其能抵住挡墙的要求而定，亦为主要设计参数。

（2）严格按选定的施工程序和施工参数施工，就使复杂多变的施工因素变为较明确而有规律性的施工因素，其引发的时空效应也能较符合设计预期的要求。如在长条形地铁车站深基坑中，基坑开挖和支撑的施工技术要点是：按一定长度分段开挖和浇筑结构，在每段开挖中；再分层、每层分小段地开挖和支撑，随挖随撑，施加支撑预应力，完成每小段的开挖和支撑的施工时间限制在一定范围之内。再如在不规则的大型高层建筑地下室的基坑施工中，采用分层盆式开挖法，在每一层先挖中间部分并安装或浇筑此范围的支撑，而后将各根支撑两端所留支承挡墙的土提，分步、对称地挖除并即安装或浇筑其间顶住挡墙的部份支撑。每个分步的开挖和支撑施工时间，根据支撑形式等具体情况，具有明确的控制值。各种形式的基坑均优先考虑以井点降水法改善土性，减小土的流变变形。

3.5挖土施工技术

基坑挖土依据地质土层情况与基坑围护结构的不同情况，分为全面分层式开挖、中心岛式开挖与盆式开挖，均应做到分层、分块、对称、限时开挖。同时，基坑挖土应按五边法施工：边挖土、边凿超高桩、边铺片石或碎石垫层、边浇混凝土垫层、边砌砖胎膜。

3.5.1分层挖土施工方法

施工方法是先打支护桩，一直达到持力层，然后是止水帷幕。这样的话就不用严格按照规范上的要求分层为1-1.5米的要求了，仅仅是根据支护方案的设计分层施工，比如他的管梁施工完毕后，再根据他的腰梁的标高分层就可。

3.5.2支撑下方的挖土方法

基坑支撑下方的挖土方法有两种，第一种方法是采用小型反铲挖机钻到支撑下挖土，然后接力式传送土方到自卸汽车上，此方式需要支撑下可挖高度在3m以上，以保证小型反铲挖机的操作空间。第二种方法是采用长臂反铲机站在支撑顶作业，作业前应在支撑顶回填塘渣且铺垫钢质路基板，且应保证停机的支撑下土方不松动。

3.5.3保护工程桩及围护桩墙的技术措施

基坑中的工程桩应在挖土中重点保护，尤其是超高的预应力混凝土管桩抗侧移的刚度弱，更应注意保护。具体措施如下：

（1）在一些超高较大的管桩挖土前要针对挖土人员做好标识，以便引起挖土人员的注意，应该在运土道路上回避超高桩。为了能够减少挖土中由于土体位移时因桩身阻力而引起工程桩偏位或者断裂，就要分开两次截掉那些高出设计标高2m以上的桩。

（2）挖机挖土的临时边坡角控制在1：2之内，淤泥土中控制在1：3内。

（3）在开挖的时候要先挖机侧土方，再挖另外三方的土方，不允许挖机铲头碰撞到超高工程桩。

（4）挖土机180°旋转装土，避免边坡太大，也就是自卸汽车站在挖掘机的后面装土。

（5）雨水会软化土层，会使临时边坡位移甚至塌方，所以必须禁止在雨天挖土。

（6）坡道垫塘渣或者建筑垃圾，能够增大坡道的摩擦力，还要把运土的坡道控制在15°以内。

4结束语

地下工程施工是一项可变因素最多的工程，而基坑支护系统又是其在施工过程中的安全保障，尤其是天津市这种地下水非常丰富的地区。因此在工程施工前及施工过程中，应与设计就施工管理及注意事项充分沟通，并在施工过程中密切注意现场变化，以便出现异常情况时及时采取相应措施。本工程在实施过程中，通过以上努力，使止水帷幕、支护结构等都达到预期效果，为基坑降水、土方开挖创造了有利条件，保障了工程工期的顺利进行。

参考文献：

[1]王钧安.对建筑工程深基坑施工技术的探讨[J].建筑知识，2010，（S1）.

[2]刘卫红.浅谈建筑工程深基坑支护技术[J].科技创新导报，2009，（23）.

[3]伍忠民.建筑工程深基坑施工技术[J].建材与装饰（中旬刊），2008，（3）.