浅析建筑深基坑支护技术

徐昆

摘要：目前国内应用较多的深基坑支护技术有桩—墙内支撑支护结构、桩墙—预应锚杆支护结构、重力式水泥土挡墙结构、土钉墙支护结构和沉井结构等，选择深基坑工程技术方案主要考虑工程的“安全”和“经济”效果。深基坑开挖产生的土体位移引起周边建筑物、构筑物、管线的变形和危害，对此，必须在设计阶段提出预防和治理对策，并在施工过程中采取必要的手段和应变措施来确保基坑和周边设施的安全。文章分析了深基坑中应用土钉墙的支护技术。

关键词：深基坑 支护 施工 思考

高层建筑的普及，使得深基坑工程越来越多，深基坑支护设计与施工，是目前城市高层建筑施工的重点和难点，有不少建筑工程由于深基坑支护的失误，导致重大经济损失并延误工期。因此，在经济合理的前提下，确保深基坑支护工程的安全可靠，已成为当前城市建设中的一项重要课题。

一、工程实例

某工程由8栋办公楼和酒店式公寓组成，各楼栋下部为地下连体车库。总建筑面积7.8万㎡。主楼为钢筋混凝土剪力墙结构，筏板基础，地下车库为框架结构，基坑开挖深度约为6.5m。该区属亚热带季风湿润气候区，夏季炎热多雨，冬季干燥寒冷，年最高气温为38.50C，最低气温-12.70C。

根据地质勘探报告揭示场地内基坑支护影响范围内岩土层主要为①填土层0.5～2.5m；②粉土6.3～8.5m；③粘土0.3～2.75m；④粉细沙22.4～25.5m；⑤粉土6.5～11.5m；⑥粘土2.3～8.7m ；⑦粉砂0.5～5.0M；⑧粘土 未钻穿。场内实测二层地下水，第一层上层滞水水位埋深2.5～11.0m，第二层潜水水位埋深13.00m。根据区域资料表明，地下水及场地土对混凝土结构及混凝土中的钢筋均无腐蚀性。

二、基坑支护设计

根据现场实际情况，综合考虑安全、经济、场地条件、周边环境及施工工期等因素，采用土钉支护方案。根据《建筑基坑支护技术规程》，结合基坑开挖情况，主要采取用土钉墙支护和挂网喷护的支护方式。土钉墙支护造价便宜，工期短，在10m左右的深基坑中大量的应用。

出于地下结构施工操作空间的需要，基坑侧壁与地下结构外墙之间的肥槽为0.8m。土钉墙设计参数为：主筋采用Ф18HRB335钢筋，水平间距为1.5m，孔径110mm，排距1.5m。土钉长5-8m，倾角为5～10°。注浆均采用P.O 32.5水泥，水灰比0.5。面层钢筋网片采用Φ6.5@250mm×250mm，1Ф16@1500横向压筋，喷射80～100mm厚C20混凝土。

三、基坑的排水设计

1、基坑侧壁渗水的处理

在基坑四周边坡的含水层底部插入引流管，将隔水层所托的残留滞水引入集水井之中抽走；在砂土潜水含水层底部残留滞水层范围内采用引水管后再进行喷锚处理；采用土钉墙支护的边坡，在出水大的砂层容易发生流砂，同时土钉难以成孔，造成边坡坍塌。遇到这种情况，应在砂层底板位置设置水平引水管道，即在砂层底板位置的边坡上留一0.1～0.3m台阶，于台阶之上挖0.1×0.1m小沟，沟底铺塑料布，沟内埋设直径38mm的塑料滤水管，然后填满砾石滤料，最后喷射土钉墙面板，使之成为暗引水管，相距8～10m留一个出水口，降水引入集水井。为了保证下部边坡的稳定和便于在边坡之上设置排水管道，尽量减小上部边坡的坡度，将放坡量用于下部。

2、基坑排水防水措施

在基坑四周布置排水沟。排水沟尺寸0.5mX0.5m。集水井宜布置在基坑四角。在基坑开挖后，施工方应尽快布置排水设施，采取必要的排水及防水措施。

四、土钉支护施工

工艺流程为：基坑降水施工→土方开挖至土钉标高下50cm→土钉成孔→杆体支放→注浆→坡面修正→铺设钢筋网→喷射混凝土→重复工序至基坑底→基底排水沟，基底施工。

土钉墙施工随土方开挖进行，基坑边坡原则上分段分层开挖，采用“中心岛”开挖方式，即先沿基坑边线开挖出10m宽条形护坡作业面。土方开挖至土钉设计标高下0.5m后， 采用机械成孔，孔径110mm，并對孔深、孔径、倾角进行控制。成孔后及时插放钢筋，并注浆。土钉杆体采用P.O32.5普通硅酸盐水泥浆注浆，水灰比为0.5，在一次注浆完成2.0h内进行二次补浆，并将孔口封堵。喷射砼施工采用分段进行，同一分段内喷射顺序按照自下而上施工。面层喷射100mm厚C20细石混凝土。

五、施工监测

基坑支护工程监测内容为：土钉墙顶部水平位移观测；基坑周边沉降观测；周边建筑物变形监测。（1）监测点设置于基坑四周各确定一条方向线，每条方向线两端埋设两个永久性控制点（亦称端点），端点和测点的埋设均采用方向线法。在方向线有代表性的位置设立观测点（或称照准点），本工程在基坑周边共设置27个观测点，距离尽量平均。观测点在距离基坑边缘1.0m左右的位置设置；端点应埋设在距离基坑不小于5.0m且不易被触动的地方，并定期检查端点有无变动。定点时应充分考虑通视条件。（2）观测要求。每次观测前应对初始数据基点进行检测，检查基点的稳定性和可靠性，要求观测路线形成附合或闭合路线。观测期间，每观测3次，对观测基点进行复测。在整个观测过程中，每次观测均应符合下列要求：1）采用相同的图形观测路线和观测方法。2）使用同一仪器设备。3）固定观测人员。（3）周边地面变形观测。基坑四周的地面开裂、邻近建筑及地下设施的裂缝等，可以通过目测巡视及时发现，及时消除可能出现的事故。目测巡视工作应列入监测日程计划，安排专人负责，并认真进行巡视记录。巡视发现有裂缝变形，应立即做出标记及时观测。

六、小结

根据工程实例得出：（1）土钉墙支护结构对水的作用特别敏感。土的含水量的增加不但增大土的自重，更为主要的是会降低土的抗剪强度和土钉与土体之间的界面粘结强度。后者是土钉能够起到加固和锚固作用的基础。（2）基坑施工监测和动态设计对土钉墙支护结构非常重要。当基坑水平位移在雨季发生较大变化后，根据实际情况及时对设计做出必要的修改。（3）从现场量测数据分析表明：基坑最大水平位移发生在基坑顶部；雨季随着雨水渗入土体基坑水平位移增长发生较大变化；施工中应通过现场监控，及时对原设计做出必要的修改和采取必要的措施，确保基坑的安全。