房建深基坑开挖支护技术探讨

2022-11-08林桂森

中国新技术新产品 2022年15期

林桂森

（深圳市工勘岩土集团有限公司，广东深圳 518000）

在房建施工中，深基坑施工技术是对地基进行深度开挖，从下层地基开始进行建筑施工，从而利用土层的加持力实现建筑下部分结构的稳定，同时也有利于上层结构的稳定。所以，房建工程建设中，深基坑施工更适合应用于高层建筑施工。在深基坑施工过程中，除了需要对基坑进行挖掘施工，同时为了防止挖掘过程中出现坍塌问题，在基坑施工还要对基坑周边进行支护施工，以实现基坑施工的安全保护，为后续的施工打好基础。

1 某工程案例

该工程为某综合办楼项目，该项目采用框架剪力墙结构，整个工程包括地下1层建筑以及地上12层，在项目施工中，建筑高度达到14.35 m，同时单体建筑面积要求达到2518.61 m。该建筑施工中，单体工程基坑开挖深度超过3 m，其中最深达5 m以上，属于超过一定规模的危险性较大工程的分部分项工程，深基坑施工安全隐患多，需要重点做好方案设计及实施过程中的监测。以下是该工程施工中，深基坑工程的基坑开挖支护技术总结。

2 房建深基坑开挖支护技术

2.1 基坑开挖前的力学分析

在该工程进行基坑开挖前，需要对基坑进行必要的力学分析，通过力学分析，完成基坑开挖的综合应用管理。下面对该基坑开挖的力学分析进行研究。

开挖与支护引起的力学效应分析。开挖是度土体造成扰动，而支护是保证接坑稳定，二者之间相互力具有平衡作用。因此，在整个力学分析过程中，针对二者的力学效应进行对比分析，主要对比二者平衡后的位移情况。因此，在实际的力学分析过程中，可以通过施加外荷载后的总位移对效应进行分析，提升支护应用质量，支护总位移效的分析公式如下。

式中：和-1分别为开挖的具体步骤，而{}为土地的位移向量。在力学公式分析过程中，一旦位移向量发生变化，呈正值，及达标土体的位移变化较大，超过实际的范围，影响到位移的变化情况。而通过该工程的力学分析，确定位移值为0，代表土体开挖和支护良好，能够提升土体支护施工效果。

2.2 深基坑开挖支护技术方案

在该工程施工中，为了确保工程技术应用合理，设计了施工工艺流程，图1为该深基坑开挖支护技术流程。

图1 基坑施工开挖技术流程图

另外，在施工前，还做好了相应的施工准备工作。例如在基坑顶部对四周进行混凝土硬化，防止出现土层脱落。同时在基坑底部设置排水沟以及排水坑，以防止基坑中水分过多，设计排水坑数量为10个、间隔20 cm。基坑周边土层也设置基坑泄水孔道，通过泄水孔道的设计，确保基坑开挖技术应用合理，同时也减少施工中的水患影响。

2.3 深基坑开挖支护技术要点

基坑开挖支护技术应用十分关键，需要根据房建深基坑的开挖要求选择合理的开挖装置，下面对该工程中基坑开挖支护施工技术进行总结：1）本次基坑开挖工艺使用反铲挖掘机挖土，在基坑施工前，要求预留30 cm进行人工修坡。2）基坑开挖方式。采用分层开挖的形式，每次开挖深度要求在50 cm，同时保证土钉孔位在开挖深度以下。3）土方开挖严格按设计规定的分层分段开挖，按顺序施工，上层作业面的土钉及喷混凝土强度未达到设计强度前，不能进行下一层土方的开挖。4）边开挖变测量。要求测量人员要确定钢筋鼎的位置，同时也要防止钢筋订与后续建筑结构施工发生冲突。5）土方开挖顺序必须严格按照专家论证通过的施工方案中规定的要求，分段分块分层进行开挖，严格控制土方分层深度不超过2 m，每层的水平距离不小于10 m，坑内临时边坡放坡坡率不小于1∶3.0，保证立柱桩附近的土方高差小于1.5 m以内，并做到对称开挖。6）注浆工艺应用，对基坑开挖实施基本的水泥浆支护，提升支护的稳定性。

在采用支护工艺过程中，要求质量检查人员严格检查，在注浆孔中要避免出现浆液外流的现象。同时在注浆中，采用补浆液的方法进行初凝补浆。支护施工过程中水泥砂浆选择应用水泥土配比完成，其中水灰比设计为1∶1.25，其中混凝土材料选择为PH42.5硅酸盐水泥，其掺入量达到20%。水泥砂浆选择三轴水泥搅拌桩制作，制作完成在基坑进行试验，在试验过程中，要求基坑壁周围水泥的28天无侧限抗压强度不小于1.0 MPa。注浆施工要求在水泥砂浆配比完成后的10 h～12 h完成，防止时间过长导致水泥砂浆性质发生变化。同时，在采用注浆工艺的过程中，采用2台注浆泵进行注浆，注浆时要求将注浆压力控制为0.5 MPa～1.0 MPa，注浆流量要求达到50 L/min～250 L/min。7）挂网安装和混凝土喷射。在该混凝土施工过程中，要求挂网安装和混凝土喷射。采用挂网混凝土喷射的形式进行基坑面层支护。采用钢筋网片对混凝土面层进行支护施工、利用钢筋网片的紧固性，提升基坑表层的稳定性。在本次施工中，将钢筋网片插入土体中，要求网片与面层之间的间隙为5 cm，将钢筋网片相互连接，连接长度在30 cm以上，同时在本次施工中采用电焊方式。钢筋网片Ø14mm的压筋与土钉外端的锁定筋焊接成一个整体。8）混凝土喷射施工。在本次深基坑开挖支护施工过程中，采用混凝土喷射施工方法进行混凝土的开挖喷护施工。在施工中，根据不通过的地层情况选择不同的喷护施工工艺。实际的工艺应用过程中，要求在土层相对比较松散的位置先进行锚固在进行喷涂。另外，土层厚度如果比较厚，就要先进行喷涂再进行锚固。要求在混凝土喷护施工中，混凝土喷射距离为0.7 m～1 m，同时在混凝土施工中，混凝土的初凝时间要求在10 min以上，喷射厚度100 mm。混凝土配比严格按照设计要求C20进行；9）对混凝土基坑面层进行养护施工，养护时间要求在14d以上。

2.4 深基坑开挖支护排水技术

在深基坑支护中，基坑内部水分的有效排除非常关键，对基坑施工来说非常关键，基坑施工中排水技术要点如下：1）在基坑排水施工前，针对该工程的地下水情况进行了检查。在该基坑工程区域内，地下水设置为第四系的孔隙水、同时地下水为潜水类型。在地质考察中发现，本次工程区域内地地下水深度为17m～27m。通过地质和地下水分析，本次工程排水采用明排施工方法。2）本次排水施工中，设置排水导管进行基坑内部排水。排水管选择为50 mm 的PVC塑料管道、排水管道呈斜坡式设置，上端高位置为基坑土层的渗水层、下部分管道漏出基坑之外，要求漏出长度为300 mm、同时在渗水端、要求对管道口进行过滤施工，要求管道口采用滤网进行包扎，防止有砂石流入，堵塞管道。图2为本次排水施工中使用的排水管布置示意图。3）本次排水施工过程中，还对底部进行排水施工，在底部设置集水井以及排水沟结构，以防止水分过多对基坑施工以及基坑稳定造成影响。

图2 基坑支护施工排水管道示意图

A本次排水施工中，要求排水沟的宽度和深度均为30cm。同时排水沟与排水井直接连接；B排水井的规格设置为80cm×80cm×50cm，同时在排水井施工中，以20m为间距设置集水坑结构；C排水井施工要求对井边进行砌筑施工。在项目施工中，采用烧结普通砖块和M5水泥进行混合砌筑、要求整个砌筑面层的厚度达到12cm。排水沟同样采用砌筑的方式进行施工，图3为排水沟和集水坑的示意图。

图3 排水沟和集水坑示意图（单位：mm）

3 深基坑支护质量控制措施

3.1 深基坑支护质量控制要点

该工程施工中，在施工前已经进行施工技术组织工作，确保施工技术应用更加合理。在该工程中，建立了严格的质量保证体系，在项目施工中，落实质量控制测量，同时将所有施工人员方法施工方案，要求施工人员熟记施工方案中的各项技术措施。

该工程施工过程中，要求按照施工工序施工，在项目质量控制中，要求检查每个环节，完成一个工艺后，在检查符合质量标准后再进行以下各环节的施工质量检查工作。在进行质量检查工作过程中，要求施工监理和管理人员在工程监督管理中进行配合，相互进行监督检查，提升监督检查工作效果。

严格的质量检查工作。在本次工程施工过程中，还要求做好严格的质量检查工作。在进行施工中，各项施工内容都应该符合质量检查工作。表1为该项目施工中，深基坑开挖和支护的各项质量检查标准。

表1 深基坑开挖支护质量检查标准

3.2 深基坑开挖支护的监测质量控制

设置监控点位。在基坑坡顶位移监测过程中，沿基坑边布测点，点距10m。在进行地表沉降监测过程中，沿基坑边布2排测点，排距5m，点距10m。另外，在本次深基坑开挖支护过程中，要求第一排监测点与基坑坡顶位移监测点共用。

基坑坡顶位移监测实施。在本次位移监测过程中，采用经纬以及光电测距仪器进行位移监测。同时，采用视准线法监测点与视准线的垂直距离变化量进行边坡位移值监测。

在位移监测周期选择时，应该根据基坑开挖深度设置基坑开挖监测周期。在本次基坑开挖实施过程中，要求基坑在2 m以下时、每隔3天进行一次基坑开挖。当基坑在3m～10m时，每隔2天进行一次基坑监测。

在进行基坑坡顶水平位移检测实施过程中，按照三级基坑进行报警值设定。土钉墙顶报警值为边坡深度的0.3%～0.4%。

在沉降变形检测过程中，按照上述监测点控制方法选择一个合理的监测点。同时在施工监测中，沿规划线路设置水锥控制线，按照水准控制线的沉降监测控制方法进行水准线监测，也能够实现高精度的沉降位移监测。同时，在本次施工监测中，要求基坑在2m以下时，每隔3天进行一次基坑监测。当基坑在3m～10m时，每隔2天进行一次基坑监测。同时，本次监测中地表沉降值为边坡深度的0.4%时发出预警信号，代表沉降值容易对施工将会受到严重的影响。