浅论建筑基础基坑施工工艺

包铮

摘要：随着我国现代化建设的高速发展，深基坑随处可见，基坑工程呈现出窄（场地狭窄）、近（工程距离近）、深（越来越深）、大（规模和尺寸大）等特点。如何保证深基坑施工的安全，同时又能降低造价，是值得加以探讨的课题。文章通过工程实例，介绍了建筑工程深基坑技术的施工工艺及应用，解决了大多数因工程场地狭小，围边环境复杂、基坑深的难题，以达到加快工程进度，缩短工期，并节约成本，符合当今节约能源与提高经济效益的目的。文章依据某商业大厦基坑施工技术案例及地质勘察等施工条件，合理选取排柱、土钉、桩基、喷射混凝土支护等施工措施。

关键词：商务大厦；基坑施工；开挖与支护技术

1.工程概况

某商业大厦工程项目其中地上建筑面积21033m²，地下建筑面积1700m²。采用框架剪力墙结构，建筑高度92m，最大跨度8.8m。据调查，该建筑物以基岩为持力层，基础形式为条形基础，基础埋深约4m。基坑北侧四冲街车行道沿线分布有管线沟，埋深约为1.6m。

2.岩土工程地质条件

根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告，有关场地的岩土工程地质条件与水文地质条件如下。根据其成因、物质组成、物理力学性质及工程特性不同，自上而下可划分为2个岩土层：第1层杂填土；第2层灰岩（s）（未揭穿）：（1）杂填土为黄褐色、灰色、杂色，主要为杂填土。稍湿或湿，稍密，成分较复杂，以碎石、砖块、混凝土块和粘性土为主。局部存在混凝土和砖墙老基础，硬质填料个别块径较大，一般为20～100mm，最大约500mm。硬质骨料含量约占30%以上，分布不均匀。回填时间超过十年，属无序回填。本层厚1.20～7.10m，压缩性较高，强度较低，均匀性较差，局部场地经开挖后将缺失；（2）中风化灰岩（s）为寒武系灰岩，岩体薄层状（局部中厚层状），岩体破碎。根据区域资料，基岩产状倾向南东，倾角25～35°。在本次钻探过程中，未发现大型岩溶，未出现掉钻现象，但岩体裂隙发育。本次钻探揭示，强风化厚度很小，未单独划出，基坑大部分开挖深度较大，本基坑周边开挖深度在7.95-8.82m之间。基坑开挖面积及方量较大，基坑开挖深度范围内周边岩土层主要为杂填土及灰岩。

3.基坑支护方案

根据周边条件、地层和目前现场情况，应根据不同地段采用不同的支护结构型式：

3.1排桩支护

（1）EF段采用排桩、桩顶部设置冠梁支护。支护桩采用人工挖孔桩。桩径为1000mm，中心间距为1600mm，桩长为12.0m，嵌固深度4.2m。本基坑基础工程施工重点是支护桩，每1.6m-根支护桩共计17根。采用间断开挖第一次挖1、3、5、7、9、11、13、15、17共9根，浇筑桩芯砼后再挖另外8根。人工挖孔灌注桩不扩底，钢筋砼护壁。设计桩身长度均要求12m左右，墩径有1.0m、墩身及护壁砼强度等级设计为C30，基础冠梁为C30。计划墩基施2123-期15天；（2）冠梁和围檩：为了增加支护桩的整体刚度，支护桩顶设置钢筋混凝土冠梁。冠梁截面为1200×800mm，采用C30砼，HPB235级和HRB335级钢筋，支护桩深入到冠梁内100mm，主筋进入梁内750mm。

3.2放坡+土钉支护

根据设计文件，AB及AF段土层按1：0.5放坡，BC及CD段按1：0.6放坡。

（a）土钉参数与布置：（1）土钉采用qb48×3.5钢（花）管，均按梅花状布设。水平间距及垂直间距1.0m，长2-6.0m。钢花管土钉除端头1m外，其余段采用φ5注浆钻孔；（b）喷射砼设计强度等级为C20，厚度100mm。喷射混凝土面分两次进行，第一次先喷50mm，待混凝土具有一定强度后进行挂网，电焊挂接钢筋。第二次喷至设计厚度然后将表面抹平，喷射混凝土宜采用硬质洁净的河砂或机制砂。使用前应过筛，不宜使用细砂。喷射砼面预留φ50PVC花管泄水孔，其长度为500mm，呈梅花状布置，间距2×2m。遇岩土破坏地段则适当加密，以确保坡面排水效果。土钉支护边坡设置钢筋网，规格为qb6@200×200，加强筋为φl6，并与土钉头焊接。

（2）锚杆采用全程注浆，注浆材料为M25的水泥砂浆。水泥采用42.5MPa的普通硅酸盐水泥，注浆压力为0.4MPa。

（3）施工中根据监测信息和坡面实际情况，当遇到有地下管线及其它障碍物时，将信息反馈给设计，按设计要求进行调整。

3.3自穩放坡、挂网喷浆施工

基岩边坡采用1：0.2放坡+挂网喷浆护面。通过计算表明，放坡后安全系数能满足自稳放坡技术要求。自稳放坡段喷射混凝土面层设计强度等级为C20，厚度为80mm。喷射分两次进行，第一次先喷40mm，待混凝土具有一定强度后进行挂网，电焊挂接钢筋。第二次喷至设计厚度（80mm）然后将表面抹平，喷射混凝土宜采用硬质洁净的河砂或机制砂。使用前应过筛，不宜使用细砂。挂网时采用0.5m长φ14插筋固定，插筋纵横间距均为1.0m。挂网采用16#镀锌铁丝网，网孔尺寸100×100。喷射砼面预留φ50PVC花管泄水孔，其长度为500mm，呈梅花状布置，间距2×2m。遇岩土破坏地段则适当加密，以确保坡面排水效果。

4.基坑地下水控制

4.1地表水处理

基坑开挖时大气降水和施工用水，采用将场地地面硬化的方式防止地表水下渗。对施工用水，根据现场情况采用有效排水措施，不得让其流入基坑。流入基坑内的水应采用排水沟、集水坑的方式抽排。

4.2上层滞水处理

上层滞水的水量空间不均，局部较大。在基坑开挖前期抽排后，可清除大部分无补给的上层滞水。对有补给的上层滞水采用疏排措施，让其汇集于坑内排水沟后集中抽排。对水量较大地段可查明水源，对其实施堵、排措施。同时在坡面设置泄水孔，让坡体中渗入的水通过泄水孔排出，减小坡体的侧压力。

5.深基坑开挖

本基坑工程包括支护桩施工、冠梁施工、土钉施工、土方开挖、石方开挖等。施工顺序为支护桩及冠梁一基坑分层分段开挖一按设计进行土钉施工一开挖基坑底四周排水明沟一地下室施工并回填：（1）支护桩采用人工挖孔灌注桩。由于上部杂填土直接受地表水和大气降水补给，在施工中应及时根据来水情况采取有力地降排水措施，及时疏排填土中的赋存水。挖孔桩施工时应采取有效的护壁、通风、照明、排水等措施，以保证人身安全及施工的顺利地行；（2）灌注桩排桩应间隔施工且混凝土浇注完毕24小时后，方可施工相邻的桩；（3）保证桩长、桩位、桩径满足设计要求；（4）支护桩、采用钢筋混凝土护壁，护壁圈必须与土体紧密接触；（5）灌注桩钢筋笼的制作、焊接、吊放应符合规范要求。主筋采用双面焊接，焊缝长度为5d。钢筋搭结长度为1.4倍锚固长度。同一截面接头面积不大于25%，且相邻接头错开35d，主筋保护层厚度不小于50mm；（6）灌注桩桩位允许偏差为100mm，垂直度偏差不大于1%；（7）混凝土在浇灌时需严格按其施工工艺施工，保证桩身混凝土质量。拟采用商品混凝土灌注，混凝土应具有和易性和流动性，并满足设计强度以及施工工艺要求；（8）灌注桩施工质量检验主要包括钢筋笼制作及混凝土施工，应符合《地基与基础工程施工质量验收规范》和《建筑桩基技术规范》4的有关规定。支护灌注桩施工结束后，再进行该工程的基础土石方施工。

6.基坑开挖技术要求

（1）根据施工图纸，开挖长度底边41.5m，底边宽度22.8m，上部开挖控制在48m长30m宽。根据地勘报告，土方的范围较小，厚度约3.0m（约为5-7轴交B-D轴段），其它部位是岩石。

（2）土方开挖应充分考虑时空效应，合理利用晴天、分段开挖，应与坑边保护一定的安全距离。

（3）基坑开挖采用反铲挖土、自卸车运土的方式进行。

（4）根据现场实际情况，设置上下基坑通道。拟计划土方开挖运输坡道设置在基坑东侧（地下车库出入口处），表面用砖渣等进行路面硬化。

（5）土方开挖时，由于机械动力大、动载多，应防止施工机械对支护结构造成破坏。

（6）土方开挖过程中，要边挖边防护，对修整的边坡喷射混凝土进行防护。

（7）噴射混凝土施工：（a）施工工艺流程如下：清理壁面一插筋施工一披挂铁丝网一焊加强筋一喷混凝土一混凝土养护。（b）混凝土表面平整，骨料颁布均匀。自下而上分层喷射，达到初凝后洒水养护。（c）喷射砼材料为42.5Mpa普硅水泥、中砂粒径5-15mm瓜米石，砼强度为C25。（d）喷射作业应分段进行，并要在坡面垂直打入短钢筋作为控制厚度的标志。同一段内应自下而上进行喷射，射流应垂直喷射面，射距宜为0.8-1.5m范围之内。

7.结语

通过此深基坑的施工，我们对深基坑施工支撑防护、开挖注意事项有了一定理解。施工人员需在满足设计要求的前提下，及时引排地下水，确保结构物施工安全。