工民建深基坑开挖与边坡支护施工技术探讨

2021-04-17曾勇胜

智能城市 2021年4期

曾勇胜

（兴宁市住房和城乡建设局，广东兴宁 514500）

工民建施工领域，深基坑开挖和边坡支护为关键内容，其施工质量将直接影响工程整体品质。开挖与支护作业的难度普遍较大，加之工民建施工环境的复杂化，在工程实践中常遇到不同程度的问题。为从源头上规避工民建施工问题，需围绕相应的施工技术展开探讨，梳理技术应用流程，明确技术应用要点，发挥技术的驱动作用。

1 工程概况

建筑工程主体建设内容包含1栋主楼和2栋附属楼，总建筑面积约1.74 万m2。基坑为基础施工内容，受施工空间的限制，无充足的土方堆放场所，基坑开挖期间产生的土方需及时向外运输，否则易发生现场土方过度堆积现象；基坑稳定性欠佳，应快速完成开挖作业。基坑施工现场的南东侧建有建筑物，施工期间的噪声污染易干扰周边居民的正常生产与生活，需采取主动降噪措施。

2 深基坑开挖施工技术

2.1 明挖技术

规划基坑施工区域，直接在地表处开挖并向内部推进。明挖技术的应用特点在于操作简单、施工便捷，局限之处在于扰动性影响明显，施工期间伴有粉尘污染、噪声污染等问题，应采取有效的控制措施。

2.2 暗挖技术

根据基坑开挖施工面积，合理规划若干个施工点位，于该处有序向下挖掘，待各点的实测挖掘深度达到设计值后，再转为纵向挖掘的方式，逐步从基坑底部向上推进。通过暗挖技术的应用，可有效解决明挖技术应用期间所存在的噪声污染问题。根据现场施工情况，共确定4个挖掘点，配套支护和防水措施，给基坑的开挖提供安全保障。完成挖掘作业后，随即组织回填，缩短中途的间隔时间，以免发生塌陷事故。

3 深基坑支护施工技术

3.1 土层锚杆技术

确定钻孔点位，以锚杆钻机为施工工具钻进成孔，期间密切检测钻孔深度，实测值满足要求后向孔内灌入水泥砂浆并置入加工成型的钢绞线。工程实践表明，应用土层锚杆技术后，在有效加固土体时，可达到预防坍塌的效果。锚杆的结构和数量为重点控制内容，若某方面缺乏合理性，最终取得的加固效果将偏离设计要求。

3.2 土钉墙技术

以土钉、混凝土面层、土体为核心，共同组成完整的挡土结构。土钉墙技术的适用能力强，在黏土、无黏性土等地质条件中均具有可行性。为充分发挥土钉墙技术的应用优势，应提前优化施工工艺，包含钻机转速、进尺等，实际施工中加强质量检测与控制，规避坍塌事故。

3.3 深层搅拌桩技术

取优质原材料，拌制均匀性较好的水泥砂浆，在施工机械的作用下将其喷射至土体内部，期间通过外力作用加强搅拌，使注入的水泥砂浆与土体充分混合。随时间的延长，水泥砂浆凝固，连同土体共同组成高强度桩体，用于维持基坑的稳定性。深层搅拌桩技术的应用效果显著，可同时满足加固和止水的双重要求。若采取多排搅拌桩的设置方式，能够共同组成完整的基坑支护挡墙，支护效果良好。

3.4 钢板桩支护技术

以热轧型钢为基础材料，经加工后制得钢板，将钢板依次连接，组成完整的钢板墙，具有挡土和挡水的作用。施工期间，应严格控制桩顶的高程，尽可能减小各桩顶的高程误差，易出现局部支护效果欠佳的情况。

4 本工程中深基坑开挖与边坡支护施工技术要点

4.1 准备工作

加强图纸会审，从源头上发现问题，及时处理；在确定科学的工程图纸后，面向全体施工人员做好技术交底工作，使其能够准确掌握施工方案的具体内容，以提高施工的规范性；组织测量放样，将所得结果作为后续施工的控制基准；规划施工场地，全面清理堆积在现场的杂物，减小对后续施工所带来的不良影响。

4.2 基坑开挖

（1）采取自西北向东南的开挖方式，构成标高为-1.5 m的平台，成型后再于该处打设锚杆并喷射混凝土。（2）进入第二层土方开挖环节，此处依然采取从西北向东南的方式，形成的平台需具有稳定性与平整性，搭设土钉、挂钢筋网，若无误则喷射混凝土。（3）鉴于土方开挖作业扰动性强的特点，在施工期间应加强控制，不可碰触支护体系；机械开挖的方式具有较高的效率，但对细节部分的处理水平较低。因此，基底预留约300 mm，该部分由施工人员开挖清底，可有效避免超挖现象。（4）待基坑开挖至设计深度位置后，需及时浇筑混凝土垫层，辅以振捣措施，以提高混凝土的密实度。（5）开挖期间将产生大量废弃土方，需及时将其转运至指定堆放场所，严格将现场堆载量控制在10 kPa以内，以免影响基坑的稳定性。

4.3 混凝土喷射

根据作业面的情况适时修整，确定放坡区域，于该处按铺设钢筋网、喷射混凝土的顺序依次操作。混凝土强度等级应达到C20或更高，水灰比取0.4。喷射施工可采取干喷方法，辅助使用空压机，正常工况下风压以9 m3/min为宜，此条件下可有效避免堵管现象。完成混凝土喷射作业后，由专员观察其实际状态，终凝超2 h后便可进入养护环节。洒水是养护阶段的重要工作，可使混凝土始终维持湿润的状态，以免产生裂缝。通常，养护时间应持续5～7 d，洒水频率及单次用水量视混凝土质量、气温灵活调整，避免洒水量不足或过多的情况。

4.4 喷锚支护

分层依次将钢筋网铺设到位，通过固定措施使钢筋网和边壁连接成稳定的整体；部分钢筋网分布在边壁区域，在铺设时应将其适度延伸至地面处，该部分以0.5 m为宜。钢筋网之间通过绑扎的方法实现稳定的搭接，上、下两段的搭接长度对整体稳定性的影响显著，应达到300 mm或更多；制定水平方向的搭接长度控制标准，可取钢筋直径的20倍。

4.5 土钉墙施工

4.5.1 主要施工流程

基槽深度按1.5 m的标准控制，基槽成型后设置第一排土钉，按照相同的方式进一步开挖，设置第二排土钉。经前述操作后，可取得良好的基础施工效果，后续可组织大面积开挖作业。土钉大样情况如图1所示。

图1 土钉大样示意图

（1）完成首层土方的开挖作业后，按照自西向北的方式开挖，形成宽度为6.5 m的基槽，开挖过程中由施工人员及时修整，基槽成型后搭设锚管并喷射混凝土。（2）分段开挖阶段宜采取跳槽开挖的方法，全面检查本层混凝土的强度，满足要求后组织下一层土方的开挖。在挖土机开挖时，应由专员监管，为挖掘机操作者提供正确的指导，提高施工的规范性，避免安全事故的发生。（3）基坑开挖至设计深度位置后，浇捣垫层。承台部分的开挖采取人工作业的方式，期间产生的土方通过塔吊转运至指定堆放场所。

电梯井等处的承台施工面积较大，为确保施工质量，宜采取分层、分次的开挖方法，开挖施工期间适当的防陡坡度，将沙袋设置到位后利用钢管桩锚固。砖胎膜间存在空隙，该部分利用砂材料填充密实。组织砖胎膜的砌筑作业，若其实际深度在500 mm内，砌筑采用120墙实施；深度在500～1 200 mm，采用180墙实施；深度在1 200～2 019 mm，采用240墙实施；深度在2 019 mm以上，采取370墙实施，此施工条件下的土体侧压作用明显，为避免其发生垮塌和变形现象，应增设附壁砖柱，具体可按照2 m的间距标准依次设置。

4.5.2 锚管支护

以Φ48 mm、壁厚3 mm的钢管为原材料制作而得，端头加工成圆锥形。于管壁处开设Φ8～10 mm的孔眼，布设间距设为30 cm。在冲击锤的辅助作用下将其置入土层内，密切关注深度情况，与设计值的偏差不超过50 mm，各钻孔间距与设计值的偏差不宜超过100 mm，倾角偏差不超过5°。

4.5.3 注浆

锚管注浆前做好准备工作，使用清水深度清洗管体，直至管中流出的水维持清澈状态为止。采取底压注浆的方法，材料为水泥净浆。为促进浆液的快速凝固，在配制混合料时掺入适量早强剂，全程的注浆压力应稳定在0.35～0.50 MPa区间内，使浆液可有效注入。

4.5.4 开挖轴线和标高的控制

边坡开挖前检查轴线和标高，确保无误后正式开挖。引测水准点和轴线桩至作业段外部，采取防护措施，以免受损。基坑开挖期间及时设置标识，作为施工的参考，以保证基坑实际开挖深度具有合理性。

4.6 排水施工

（1）基坑开挖期间易发生涌水现象，应加大截水和排水的力度，修筑截水沟，在基底和各边处按照20 m的间距依次设置集水井，配套污水泵，高效抽出积水。（2）基坑开挖持续推进，进入淤泥层时易发生异常现象，应加强基坑降水，保证水位能够在承台以下0.5 m处。管井不宜过深，喷锚作业前检查支护结构的位置，应保证其在地下水位上。遇深度过大的承台时，可采取轻型井点降水的方法。（3）为避免降雨对基坑施工造成干扰的情况，应在降雨期采取防水、排水及挡水多重措施。提前做好准备工作，根据需求配套材料和设施；硬化路面，开挖排水沟；搭建防雨棚；降雨后及时抽水，尽可能减少积水量。