关于某小区基坑支护的关键技术和应用

王大迪

福建宏盛建设集团有限公司

1 引言

城市建设的立体化、交通高速化以及改善综合居住环境已成为现代土木工程的特征。对城市三维空间的开发是现代城市建设的一项重要内容,一方面高层建筑成为城市建筑的主要形式,另一方面城市地下空间也不断得到开发利用,如多层地下室、地下停车场等在城市内不断兴建,由此产生了大量的深基坑工程，基坑工程也成了城市建设中的一项重要内容。但基坑工程涉及因素较多,而且其中许多因素又具有定的不确定性和可变性,使得基坑支护工程具有显著的个性特点,因此加强基坑支护技术的研究就有着重要的现实意义。

2 项目概况

我国某住宅小区，大多数楼栋处于基坑开挖或基坑支护阶段，满足课题研究需要。本次土方开挖7#、8#、9#楼区域原地面高层分别为43.000m，42.760m，42.970m。地下室区域原地面高层为43.000m。结合工程地质勘察报告，本次开挖土层自上而下依次为：素（杂）填土、粉质黏土、黏土。本次开挖深度均在黏土层。

3 基坑开挖施工

3.1 施工准备

概括来说，主要是做好技术准备和现场准备。其中技术准备主要是指熟悉和掌握各类施工图和设计图的规范和标准，并和各施工单位做好技术交接，以保障施工的顺利进行。现场准备主要是指做好现场数据的实测和汇报；基坑的监测；劳动力准备；施工机械与设备准备等。

3.2 土方开挖注意事项

土方开挖前，需要对施工队伍进行培训。开挖过程中，一方面需要按照专人进行跟踪测量，确保土方开挖坡度遵循施工方案。另一方面为了不让土体一直暴露在外，应按照边挖、边修、边德、边支护、边砌的原则进行施工。并且开挖过程中，为了保障施工安全，应及时搭设安全防护栏杆。此外，施工前要做好土方堆放区的规划，并禁止重量过大的施工机械在基坑边缘作业[1]。

3.3 基坑开挖施工关键技术分析

3.3.1 基坑安全施工

土方挖至坑底时，应预留200mm左右覆土，然后进行人工清底，并进行垫层混凝土施工。基槽到底后，为了及时地排出雨水，应及时修筑排水沟和集水井，以保障基坑边坡不被浸泡。同时为了防止雨水回灌，造成二次冲刷，还应准备潜水泵，以便于及时排出现场存水。此外由于地表水的渗透会对喷射混凝土面层产生压力，进而会降低土体强度及土体和土钉间的黏结力，引发塌方、滑坡等问题，因此应在基坑侧壁土中埋设滞水排水管，以便于坡体中渗入雨水的排除，保证坡体的安全。

为了保证基坑开挖施工的安全顺利实施，在施工过程中，应做好以下安全管理。

（1）成立施工安全管理小组，做好安全施工方案和预防措施的编制及施工人员的安全教育和培训。

（2）基坑开挖时一方面应注意观察土坡的松动情况，避免土壁坍塌意外事故的发生；另一方面要注意对地下管线设施的保护，不得破坏地下原有设施。并且基坑边缘地带不得进行堆积、放置其他杂物。

（3）基坑作业时，一方面要留出足够的活动空间；另一方面还要制定一定的防护措施，以保证施工人员的安全。对于光线不足的施工区域，为保证作业人员的准确、安全施工，应配备照明设施[2]。

3.3.2 应急预案分析

对于基坑坍塌问题，应制定以下预防措施：基坑开挖前，要对基坑的尺寸图、平面图进行深入分析，并及时与设计方沟通，以确定合适的基坑支护方案和应急处理措施；机械开挖时，要避免主体的松动和失稳，当挖至设计标高30cm 以上时，需改用人工开挖，以保障土体安全。

对于基坑涌水问题，一方面应保障充足的排水设备，做到边挖方边排水；另一方面在开挖过程中，应在周边建造排水沟，避免施工废水对基坑造成影响。若开挖过程中遇到阻挠，应留出0.3m厚的土层，当继续开挖施工时，再挖去这层土层。当施工过程中发生了涌水问题时，应立即停止施工，将其他人员撤离现场，然后采取回填措施进行补救，并针对问题分析具体原因，待涌水问题解决后，方可继续开挖[3]。

4 基坑支护关键技术分析

4.1 基坑支护施工组织

本次支护工程为临时性工程，支护有效深度为4.55～7.35m，基坑安全等级为三级，支护内容为支护桩、砌砖拱墙、锚杆施工等。

本次施工可分为三个阶段：第一阶段主要是基坑施工方案的评审、场地布设、场内管线的迁移或改建、材料进场验收、测量放线等内容。第二阶段主要是进行第一层土方的开挖及支护施工。第三阶段主要是支护桩施工、锚杆施工、土方开挖等内容。

由于区域基坑内地下水量不大，基坑排水主要是针对地层滞水及地表水。本工程沿基坑四周布设了排水沟，并每隔30m设一积水井、挖设排水沟。坡顶排水沟，沿基坑边沿每50m设一积水井，并与场内排水系统相连，以便于雨水、给水的及时排出。

4.2 压密注浆

压密注浆主要是将快凝浆液注入土体，从而增强土体的稳定性，提高土体的防渗能力。本工程在施工过程中，为了保证施工质量，一方面依据设计图纸和相关规范进行严格施工，保证工艺过程的合理性和相对稳定性；另一方面对施工过程中的监测工作、水泥搅拌及隐蔽工程的验收都进行了严格控制，保障了施工的顺利进行。此外对于注浆的机械器具、管路等设备也进行了检查和必要的试验，以保障注浆的连续性。

需要注意的是，注浆压力是影响施工的重要因素，如果压力变化较大，则容易发生堵管、地面隆起等问题，因此在施工过程中要注意对注浆速率的控制[4]。

4.3 支护桩工程

结合工程特点，部分区域采用了钻孔灌注桩支护，支护桩数量约为65根。主要工艺流程为：桩孔定位、编号及复核；钻机就位及成孔；钢筋笼吊装；灌注混凝土。在钻进过程中需要注意：

（1）合理选择钻进速度是成孔工艺的关键，本工程采用了一台液压步履式长螺旋桩机施工，施工过程中采用了中高转速、低扭矩、少进刀工艺，保证了钻孔效率。

（2）钻进过程中，应保持钻杆垂直、不得摇晃或移动，以保证钻孔位置的准确定。对于钻进过程中出现难以钻进的问题，应停止施工并立即进行检查，及时排查障碍物，以避免钻具受到损坏。

（3）钻至设计深度时，要做好孔口的保护和验收工作，当验收通过后方可进行下一工序。

钻孔灌注桩成孔后,先吊放钢筋笼,再浇筑混凝土。钢筋笼吊放时,要缓慢并保持竖直,防止钢筋笼偏斜和刮土下落,钢筋笼放到预定深度后,要将上端妥善固定。灌注混凝土宜用机动小车或混凝土泵车,应防止压坏桩孔。混凝土坍落度一般为8～l0cm,强度等级不小于C20,应注意调整砂率,掺减水剂和粉煤灰等掺合料,以保证混凝土的和易性及坍落度。混凝土灌至接近桩顶时,应测量桩身混凝土顶面的标高,避免超长灌注,并保证在凿除浮浆层后,桩顶标高和质量符合设计要求。

4.4 桩间砖砌拱墙及锚杆施工

4.4.1 桩间砖砌拱墙

桩间砖砌拱墙的工艺流程为：开挖工作面、边坡修整、初喷、成孔机具就位、成孔、安放杆体、注浆、砌筑砖拱墙、养护。施工过程中需要注意的是，要保障基坑底部的土体干燥，避免受到地下水影响。并且施工过程中，不得使用不足1∕4砖体积的碎砖。

4.4.2 锚杆施工

为满足设计要求并做成可靠的锚杆,必须针对锚杆使用目的、环境状况、施工条件等编出施工计划书。锚杆施工是在复杂的地基内不能直接观察的状况下进行的,所以在施工前必须了解:施工地段地形地质情况；地层的性状；地下水的状态等。

钻孔以清水为好,膨润土悬浊液和泥浆水都会减弱锚杆的锚固力,应避免使用。锚固长度区段内的孔壁呈沉渣或黏土附着,会使锚杆锚固力下降,因此要求清水充分清洗孔壁。施工过程中若有地下水从钻孔内流出,必要时采取注浆堵水,以防止锚固段浆液流出而影响锚杆的锚固力。

5 施工监测

基坑监测不仅可以使参建各方能够完全客观真实地把握工程质量,还可对可能发生危及基坑工程本体和周围环境安全的隐患进行及时、准确地预报,确保基坑结构和相邻环境的安全。

本工程依据规范设计，沿基坑边按照20m 以上的等间距布设了监测点，并采用苏光DSZ2 型精密水准仪、基坑监测全站仪及甸钢带式刹车水准尺。沉降观测点设置过程为：首先在设计观测点位置挖一个300mm深、150mm宽、150mm长的土坑，然后浇筑C20 混凝土，四周做一个台阶比中间高出10mm，并在中间埋入一颗两寸长铁钉，铁钉顶部与混凝土齐平，并以此为观测点。

6 安全施工

为了保障工程安全施工，应在施工现场设置警示牌，如基坑开挖周边应设置围栏；基坑底部应设置围护墙等。对于特种作业和高空作业应做好安全防护工作，一方面应坚持“持证上岗”的原则，避免无证操作；另一方面应对安全绳索、设备装置进行安全检查，避免出现设备故障。此外还要做好施工人员和管理人员的文明施工培训，培养其必备的文明施工素养。

7 结语

总的来说，基坑工程是一项涉及勘察、施工及环境保护等方面的综合性工程,在开挖阶段应根据地质、周边环境做好相应的设计、施工和检测工作。在具体施工过程中要根据工程特点选择合理的支护类型。本文通过对工程实践的总结认为，基坑支护施工一方面应结合工程地质和周边环境明确施工方案；另一方面应从从安全的角度考虑和经济节约的观点出发选择合理的支护结构，这样才能保证工程的基础牢固，为建筑整体经济效益和社会效益的实现奠定基础。