谈谈建筑深基坑支护技术的应用

黄东茹

摘 要：本文根据笔者的工作经验及案例，分析深基坑支护施工工艺及施工中质量控制要点的相关内容，通过对实际的施工工程，对深基坑支护技术进行论述总结。

关键词：深基坑；支护；施工；质量

1 工程概况

本工程位于钦州市区，项目共两幢楼。根据建设单位提供的建筑規划方案总平面图，该建筑地面以上2.18米为架空层+9层住宅标准层，室内外高差为150mm，建筑物高度28m，建筑抗震设防为丙类，建筑结构安全等级为二级，设计抗震烈度6度，框架抗震等级为四级，建筑物耐火等级为Ⅱ级，建筑占地面积底层面积868㎡，总面积8264㎡，框剪结构，采用人工孔桩基础。

根据地质报告，场地不良土质的素填土带厚度为-0.5～-5.3m，分布范围广泛。素填土带下大量分布全风化泥岩、全风化泥质粉砂岩，厚度为-0.6～-3.0m，该土层虽土质稍好，但泡水易软、易崩解；地质报告还显示，地下水位较高，平均水位-2.3m，对土层稳定性威胁很大，必须进行支护。深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定，而且要满足变形控制要求，以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。

本工程设计采用土钉墙支护结构，它是通过对原位土体加固、充分利用原位土体的自稳能力来到支护作用，因而能大幅降低支护造价，一般比桩墙式支护结构节约费用30%～60%，而且施工工期短，支护方式具有稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好的优点，具有显著的经济效益，适合现场实际情况。

由于该支护的特点是边开挖边支护，分层开挖，分层支护，所以要求土方开挖必须和支护施工密切配合，严格做到开挖一层、支护一层，严禁超挖，土方按护坡挖土技术交底开挖并修坡，应保证坡面平整。为保证护壁跟边坡的整体稳定性，整个基坑边坡从上到下全部采用土钉墙锚杆护壁。综上所述，考虑到施工场地的条件限制，经过采用同济大学的“深基坑支挡结构分析计算软件FRWS v4.0”进行计算后证实，用土钉墙对该基坑进行支护是完全可行的，且根据基坑四周环境及开挖深度，需采用不同的剖面形式。

2 施工工艺

2.1施工工艺流程

土方开挖—基坑边坡修整—放点—钻孔—放入锚筋及注浆管—注浆—设泄水孔—墙面布筋—喷射混凝土—养护。

2.2钻机定位成孔

成孔设备采用两套地质矿产部重庆探矿机械厂生产的MGJ-50 型回转式钻孔机，为了满足土钉施工倾角的需要，进行了钻机的改造配套工作。基坑采用分层开挖的方式，挖完第一层后设备立即进场进行土钉施工，避免土坡暴露时间过长。

2.3土钉锚钉的安装与孔内注浆大部分土钉为1Φ22 钢筋，长度L=7000 - 9000mm。

孔内注浆采用水泥浆灌注，胶结材料选用425 号普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45 - 0.5：1，用气压式注浆方式，将注浆导管底端插入孔底后才开始注浆，待空口溢出水泥时再将导管以匀速缓慢撤出，以保证孔中气体能全部逸出，直至全孔灌注浆注满浆液为止。

2.4锚固端处理与喷射混凝土板墙

布置完面层钢筋网后，先在距锚钉端头200mm 处采用穿孔塞焊一块150mm×150mm×8mm 的钢板，然后在钢板外侧锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊上三根Φ12、L 长度为150mm 的通长加强钢筋互相焊接，使所有土钉相互连接成一个整体。喷射混凝土配合比为水泥：瓜米石：中砂=1：2：2，内掺速凝剂及早强剂，要求混凝土强度达C20 以上。

喷射前，先在边壁面上垂直打入短钢筋段作为标志，以保证施工时得喷射混凝土厚度达到规定值。100mm 厚的板墙分两次喷射，每次厚道控制在50～60mm；120mm厚的板墙分3 次喷射，每次厚度控制在40～50mm。在继续下步喷射混凝土工作时，要求工人仔细清除预留施工缝结合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之潮湿，待混凝土终凝后2 小时，立即开始连续喷水养护5～7 天。

2.5排水系统的设置

在基坑上边构筑排水沟，流至西南面的沉沙井后排入市政管网。并将施工场地做硬化处理。然后于土钉注浆完成后，在基坑侧面插入长度为500mm，直径为60mm 的UPVC 排水管，使其外端伸出支护混凝土板墙外50～60mm，管内填碎石做滤水层以利混凝土板墙后的积水排出。

3 建筑深基坑支护施工中的质量控制要点

3.1 土方开挖的控制要点

基坑的开挖过程就是原状土的平衡被破坏，相应的会导致基坑开挖的风险和事故。开挖土方是风险很大的施工，而且风险随着开挖的进展不断加大，因此在开挖前的监测工作尤为重要。基坑开挖的基本原则：开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖。基坑开挖能否利用好现场的条件进行有效的组织管理和计划安排，对施工的质量、安全、进度、造价等都起着非常大的影响。

由于基坑面积较大，基坑开挖时，必须分层分段开挖，还要减少每步开挖后未支撑前基坑暴露时间，基坑底面暴露时间过长也会导致基坑的事故发生。基坑边壁严禁出现超挖或边壁土体松动，如有异常应采取措施放慢施工速度，待恢复正常后继续施工。基坑开挖后要加强现场管理，各类土方开挖机械停放位置必须严格按照设计要求和施工组织设计的要求与基坑保持距离，防止开挖过程中挖土机械碰撞支撑系统，造成支锚体系和支护结构之间的连接破坏，从而产生事故隐患。

3 .2 土钉支护的施工质量控制要点

土钉支护的工作原理是通过土钉与土体的相互作用，使加固的边坡成为具有整体性和稳定性的土体。在土体变形过程中，既受拉力又受弯，因此保证土钉的设计强度和满足设计抗拉力就显得尤为重要。

首先，施工中要求成孔工人在每个孔口都标明实际深度，根据钻机总长计算孔深，符合要求后方可同意终孔；

其次，土钉成孔前按设计要求在作业面上定出孔位并做标记和编号；

再次，对于土钉拉拔力的确认，关键的是要进行拉拔试验，还要控制好注浆量和注浆力，试验应由有资质的第三方进行，保证能够满足设计要求的抗拉拔力；

第四，浆液的水灰比严格按设计要求控制，外加剂品种及掺量也要按设计要求并经试验确定。对于每天注浆要按设计要求制作试块，注浆采用重力方法进行以注满为止，在初凝前补浆1～2 次。

3.3 深基坑的监测

⑴ 本基坑支护安全等级为二级，基坑最大水平位移不允许超过40mm，位移预警值为移35mm，土方开挖时每二天观测一次，地下室底板施工完后每5天观测一次，遇大雨后加密监测，并进行24小时动态监测。

⑵ 基坑监测点为每一侧至少有3个稳定、可靠的点作为监测点。监测必须选择有资质的单位进行，施工单位应与监测单位密切配合，做好监测元件的安放及保护工作。

⑶ 当水平位移达到35mm，地面沉降达到20mm或12小时内位移超过10mm时，应及时通知设计人员及有关部门采取处理措施，做到信息化施工。

⑷ 基坑开挖过程中要按照设计位置及时施工支撑体系，严格控制超挖和支撑滞后。同时严密观测基坑四周道路和围护结构的变位情况，如发现有开裂和变形较大等现象时，立即停止基坑开挖，迅速召集有关人员研究分析，做出有效的加固措施。

4 结束语

综上所述，深基坑支护施工是建筑工程的一个重要组成部分，也是保证主体施工顺利进行的一项非常重要的措施，直接关系到建筑的安全性、耐久性。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手，确保施工的质量和工期，这对于加深对建筑深基坑施工技术的研究有着重要的意义。