探析土建基础施工中的深基坑支护施工技术

摘 要：随着社会经济的发展与城市化进程的加快，高层建筑不断涌现，基坑也随之变大变深，基坑工程既涉及到土力学强度与变形问题，也涉及到了土体与支护结构的相互作用问题，其施工质量控制好坏直接影响到建筑物基础的稳定性，因此，必须保证基坑安全才是土建基础施工的关键。本文通过工程实例探讨了高层房屋深基坑支护的施工技术，并从中分析了施工中应注意的问题。

关键词：土建基础；施工技术；深基坑；支护

引 言

深基坑支护（retaining and protecting for deep foundation excavation），在工程地质学里，深基坑支护的意思是在施工工程之前，为了保证施工过程中地下结构及基坑周边环境的安全，降低深基坑邻近建筑物的岩土工程问题及工程事故，于是对深基坑侧壁以及周边环境采取支档、加固与保护的措施。深基坑支护工程具有技术难度高，风险大的特点，在我国近20多年的工程实践表明，在软土地区因深基坑造成的事故约占基坑事故总数的20%到30%，此惊人的数据可以看出，深基坑的支护设计与施工就成为了高层建筑尤为突显的一个技术热点和难点。随着改革开放的不断发展，地基支护施工技术工艺要求不断提升，许多路基处理技术得到了综合应用和推广。在具体工程实践中，支护结构既要确保基础安全、顺利施工，同时又要考虑经济合理，因此，支护施工中的技术措施与质量控制就显得非常关键。

1 工程概况

实例工程主楼设计为10层，地下室设计为地下一层，层高4.6m，其中地下建筑面积约为839m2。该地下室正负零设计标高为28.6m，自然地面为28.1～28.3m。本项目基坑南北两侧及东侧要采用复合喷锚支护，其中对北侧并增设微型钢管桩：基坑东南角已有建筑较近地段，采用双排桩支护：基坑西南角邻近已有建筑较近地段，采用悬臂桩支护，西侧采用水泥土搅拌重力式挡墙墙支护措施。

2 地质条件

通过勘察查明，本场地土层主要为杂填土、粉质粘土，上部为厚度不等的杂填土，下部为粉质粘土夹粉土，地下水的类型为上部滞水，上部滞水主要赋存于杂填土与2层粘土层中，大气降水和地表水渗入是其主要补给来源。

3 工程特点及难点

按现场实际情况，对应设计标高，其基坑实际开挖深度为2.7～6.2m不等。支护设计以放坡、复合喷锚、钢管桩为主。对本基坑而言土方开挖是关键，土方施工必须密切配合支护施工单位施工。该工程施工场地较为开阔，基坑北面分别布置临建、道路及材料堆场，对施工安全影响较大。土方开挖采取水平分段、垂直分层的方法施工，开挖一段、支护一段。本工程场地地质条件主要由松散杂填土、老粘土组成，锚杆成孔困难。

4 施工技术措施

4.1 深基坑支护类型

基坑支护方法众多，常见支护类型主要有：挡墙支护、桩排支护、深层搅拌水泥桩支护、钢板桩支护、地下连续墙支护、锚杆支护、钻孔灌注桩支护、放坡支护等，深基坑支护结构的类型如表1所示。

根据本基坑支护设计要求，结合工程施工特点，以及业主总工期进度计划要求，为提高工效，缩短工期，其基坑支护的施工顺序确定为：PHC管桩、灌注桩→水泥搅拌桩、微型钢管桩施工→土方分段、分层开挖→锚杆（依段、逐层次）→挂网喷混凝土施工→结构施工。

4.2 深基坑支护施工中存在的问题

虽然现今深基坑支护的结构在设计理论上得到了很大的发展，但是在实际施工中依然存在很多不足之处。

边坡修理不达标，在深基坑的施工中常常会出现边坡挖掘不规则、不标准的现象，这大多是由于施工管理人员管理的不到位、技术交底不充分、机械操作员的操作水平不到家等多种因素的影响，造成机械开挖以后边坡表面的顺直度以及平整度不一，而由于条件的限制，人工修理时又不可能作深度挖掘，所以常常会在挡土支付以后出现多挖和少挖的现象。这方面在深基坑支护工程施工中是较为常见的问题。

土层开挖和边坡支护不配套，对于土方开挖技术含量较低的施工而言，组织管理起来相对比较容易，但对于挡土支护技术含量较高的施工而言，施工的组织和管理上就会复杂很多。所以在实际的施工过程中，边坡支护施工通常都是找专业的施工队伍来完成的。因而挡土施工和土方开挖施工很多是由不同的施工队进行施工，并且在时间上多为两个平行的合同，这样，在基坑支护施工过程中就存在着很大的协调管理难度。例如，土方施工单位因为抢、拖工期，造成开挖顺序混乱，尤其是雨天期间施工，甚至不顾挡土支护施工所需要工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操作的，从时间上也是无法去完成支护工作，以致使支护施工滞后于土方施工，或者施工资质限制不严格，施工技术条件不足，随意修改工程设计等，大大降低施工安全度。现场管理的混乱，不仅难保施工进度，也难保工程质量，甚至容易出现险情，未能做到信息化施工和动态化管理。这方面问题也是深基坑支护施工中较为常见的问题之一。

4.3 灌注桩施工

钻孔灌注桩直径为800mm，桩中心距为1200～1500mm，桩身混凝土强度C30，桩间采用水泥土搅拌桩止水。钢筋笼采用焊接，主筋保护层厚度50mm，锚入压顶梁内750mm，桩身嵌入压顶梁内50mm，桩位水平偏差不得大于100mm，竖向偏差不得大于1.0%。排桩应采取隔桩施工，并应在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工。冠梁及联系应整体浇注，混凝土强度等级为C30，主筋采用热轧HRB335钢筋通长设置。

4.4 水泥搅拌桩施工

水泥搅拌桩采用湿法工艺，桩径为500mm，桩间距及排间距为400mm。粉料采用PC32.5级水泥，水泥掺入量一般不少于15%，水灰比取0.50，每米水泥用量不少于55kg。全桩长复搅，速度以0.38～0.75m/min的速度沉至要求的加固深度，提管速度不得大于0.3～0.5m/min，且均匀提升。防止喷浆不均匀出现断桩。严格控制桩机的垂直度（小于1%）。施工中若遇地下障碍，可根据实际情况避开，但相邻桩桩体间应闭合封闭成整体。

4.5 微型钢管桩施工

微型钢管群桩与水泥土搅桩可同步施工，待管桩与混凝土灌注桩达到龄期后进行施工。首先清理施工现场，进行场地物体搬迁和平整，以便于施工。根据成孔视微型群桩设计的直径而定，不采用膨润土或其他悬浮泥浆做钻进护壁。桩位水平偏差不得大于100mm，注入的水泥浆液应当选用纯的水泥浆，注入泥浆的压力应当保持在2～3MPa，水与灰的比例应保持在60%，三十二点五级的普通硅酸盐水泥是水泥的采用标准，水泥浆中应加入水泥重量百分之零点一的三（2-羟乙基）胺以及百分之零点二的食盐，从而使得结石体的强度得以增强。应在孔口的地方注入泥浆，从而使得泥浆于周围部分相贴合。

4.6 锚杆施工

采用干钻而不是水钻来钻孔是为了防止边坡岩体的地质条件不受到钻孔的影响。为了防止因为钻孔的变径而造成的下锚甚至人身事故，就应严格的控制钻孔的速度。在整个施工过程中，要对地质条件的每一细节部分做好记录，对于特殊情况下的处理行为也应做好相应的记录。除此之外，钻头应该采用大于设计孔径的钻头，锚杆孔深度要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上，当钻头进入到设计的深度之后，不应立即停钻，要求稳钻1～2min，为了防止整个孔底尖灭或是没有达到原本计划的孔径。与此同时，钻孔的孔壁应保证干燥且干净，不能有杂物或者液体遗留，在工程完成之后，应当用设备将孔内的杂物以及液体排出来，从而保证泥浆与壁面的粘合度。除相对坚硬完整的岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。倘若因施工过程不当遇到孔内有水渗出，就应待水体的水量变小后再进行相应的处理，如果需要的话应在水体周围钻出排水孔来排出水体。倘若设计图纸中对孔内的积水有所要求，那么就应把水泥浆灌入孔内，待水泥浆干后再进行钻孔。在整个施工过程中都应有监管人员在施工处进行监管，孔径与孔深检完全按照标准来进行施工，而监管人员在对成果进行检测时，应注意不能在检测过程中把钻头上下摇动，以免毁坏已经完成的钻孔。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。施工时，若锚杆与地梁钢筋、箍筋相干扰，可局部调整钢筋、箍筋地间距，竖、横主筋交叉点必须绑扎牢固。安装前，要确保每根钢筋顺直。注浆采用二次高压劈裂注浆。一次常压注浆作业从孔底开始，注浆结束的标准就是孔口有泥浆溢出或者锚具的排气孔不再排气。注入泥浆的压力应当高于2.5MPa。在第一次注浆后形成的水泥结石达到5.0MPa时再进行第二次注浆。锚固地层以及锚固体积是注浆压力、注浆数量和注浆时间的依据。注浆工程完成后，应做好工程记录，再将注浆设备洗净放好。钢筋挂网与喷射混凝土护坡框架采用C20混凝土浇筑，框架嵌入坡面30cm，框架外露坡面20cm。横梁、竖肋的基础是首先使用5cm的水泥砂浆调平，再把钢筋制作进行安装，钢筋的接头处应该错开，同一截面的钢筋接头数不应超过钢筋总根数的一半，而且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m。

4.7 土方开挖施工

土方开挖采用反铲开挖，开挖前由测量员测放基坑开挖线。土方开挖在基坑边应分层开挖，每层开挖深度应同设计锚杆竖向间距。坡面采用人工修坡，严禁机械对已形成的坡面进行碰撞破坏，每次开挖宽度最小为6m，以保证锚杆施工要求。基坑周边开挖时，必须做到开挖一层，支护一层，开挖一段，支护一段，严禁超挖。开挖后，坡面要及时支护露过长，同一坡面上，上层支护体施工时间与下层土开挖时间间隔不得少于且不得暴露5d，基坑周边3m内禁止堆放土方，同时土方要及时转运，避免集中堆放导致边坡失稳。（土方开挖见图1）。为了防止反铲下坑开挖，基坑中部土层则采用一次性开挖完成，反铲及土方运输通道设置在基坑中部。在基坑开挖时，部分滞水会流向坑内，应临时挖临时集水坑向外排水。

5 深基坑支护施工的注意事项

要使得整个工程的圆满完成，不仅仅要高质量的支护设计，还应当与土方开挖施工组织缜密。土方开挖队伍应要与基坑支护队伍配合默契，协调施工。一旦基坑开始施工后，周围施工设备的堆放的重量都不得超过标准值，而且土方应当及时运出挖出的土体，不得将土体随意堆放。在施工的进行时还应当接收环境监测所反映的信息来改变施工的不当。此外，施工设备不得对支护结构产生碰撞，坑底四周要设置排水沟，周边少量渗水通过沟底明沟汇聚后排出。

6 结束语

根据工程的实际情况，掌握土建基础施工中的深基坑支护技术的应用与注意事项，是确保支护结构稳定的重要手段，严谨的设计、严格的施工及严密的监测是保证基坑工程成功的关键。因此，施工人员必须合理施工，加强施工中的质量控制，从而获得最大的经济效益与社会效益。

参考文献

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作者简介：李俊峰（1976-），男，本科，建筑施工中级工程师，主要从事建筑施工项目技术负责等相关工作。