房屋建筑深基坑支护施工技术

闫 飞

(中铁十四局集团第一工程发展有限公司，山东 日照 276826)

深基坑的合理设置有利于建筑的顺利施工。深基坑作为建筑物的重要防护结构，其施工质量将直接影响到建筑物的整体性能，一旦该处存在问题，将严重威胁到建筑施工的安全性。因此，需采取有效的深基坑支护措施，提高深基坑的稳定性，为建设工作的开展创设良好的条件。

1 深基坑支护的重难点

(1)现场地层条件错综复杂，施工遇到的地层可能偏离设计情况，因此在施工期间需加强核验，根据现场情况动态调节施工方法。

(2)出露地层为岩石时，需注重开挖的合理性，尽可能减小开挖对岩体的扰动作用，若现场存在危岩，则及时清理干净。

(3)本工程东侧需设置桩基础，在该部分的施工中，应最大限度减小施工的干扰，以免影响到西侧支护结构的稳定性。

2 工程概况

营前居民小区项目，建设4栋建筑物和地下车库，总建筑面积约39 998m2。基坑支护范围自然地面标高约63.75m～65.00m，基坑坡底线长约327m，基坑支护高度约为0.00～7.65m，基坑安全等级为二至三级，属于临时支护结构，用于维持基坑的稳定性，该支护设计使用年限为一年。

3 施工技术要点

3.1 水文条件的优化

(1)地表水 为避免地表水侵扰基坑，在基坑坡顶地面做防渗处理，阻隔地表水的进入；沿基坑坡顶设挡水砖墙，以免雨水和周边的生活用水流入基坑。

(2)地下水 ①沿基坑周边及内部修筑排水沟和集水坑。②沿坡面设直径为100mm的泄水孔，孔距统一为2 500mm，局部存在岩层交接面，对该部分的泄水孔做加密处理。

3.2 土(岩)钉墙施工

(1)按水平间距2.0m、孔径110mm、总长3.00m～6.00m的要求组织土(岩)钉成孔作业。

(2)成孔后，向其中置入钢筋，条件允许时尽快注浆，以免钻孔因中途间歇时间过长而坍塌。尽可能提高成孔作业的精度，减小偏差，例如：土(岩)钉位置允许偏差为100mm、倾角的允许偏差为3°。

(3)按0.5～0.6的水灰比制备P.042.5水泥净浆，用于注浆。浆液制备环节做充分的拌和，保证均匀性，浆体强度不低于M20，遵循随拌随用的原则，尽可能缩短拌和后至使用前的时间。

(4)钻孔后、注浆前，先清理残留在孔内的虚土以及各类杂物，确认孔内得到有效的清理后，方可安排注浆。向孔内插入注浆管，管端与孔底的距离不超过200mm，随着浆液的逐步注入，适时拔管，但注浆全过程中管口均要埋入注浆液面内。

3.3 护坡施工

(1)简易护坡 采用“C20砼面层(80cm厚)+铁丝网片”的作业方案，用φ12连接筋对铁丝网片做绑扎处理，并按照1.5m×1.5m的间距依次设置Φ12钢筋钉，起到固定的作用。

(2)土钉墙面层 采用“C20砼面层(100mm厚)+φ8@250钢筋网”的方案，以焊接的方法对钢筋网与φ16连接筋做固定处理，使其构成完整的整体。

(3)面层可采用钢纤维喷射混凝土，主要的作业细节有以下几点。①混合料制备环节，选用长度25mm～35mm、直径0.40mm～0.80mm、长径比35～80、抗拉强度不低于1 000N/mm2的钢纤维，掺量不少于25kg/m3。②钢纤维不可附着锈迹、油渍以及其它杂物，否则将影响到钢纤维与水泥的正常粘结。③注重钢纤维分布的均匀性，不可成团。

(4)混凝土面层喷射时的作业要点有以下几点。①细骨料采用中粗砂，含泥量在3%以内，砂率为45%～55%，水灰比为0.4～0.45，选择优质的原材料，精准称量，做充分的拌和。②分段喷射施工，每段按照自下而上的顺序有序进行。③混凝土终凝2h后，安排养护，营造良好的温湿度环境，以便混凝土的有效成型。④钢筋与坡面的间隙应大于20mm，以绑扎的方法固定钢筋网，搭接长度需在300mm以上；钢筋连接采取搭接焊的方法，为保证连接的稳定性，焊缝长度不小于10d(d为钢筋直径)。

4 深基坑支护施工技术

4.1 土钉墙及喷射混凝土

(1)以土钉挂网喷支护的方法加固基坑周边内边坡，作业要点有以下几个方面。①部分坡面、散水挂φ8.0@200×200mm钢筋网片。②面层喷射施工材料选用的是C20混凝土，回弹率不大于15%，配合比经试验后确定，以现场喷射不垮塌、无大量反弹为基本前提。③铺设一层混凝土后再铺设钢筋，向钢筋与坡面间做喷射处理时，该部分混凝土的厚度需达到20mm或适当增加。④以分段的方式有序喷射，同一段采取自上而下的顺序。

(2)施工工艺流程及要点有以下几个方面。①基坑开挖。先安排测量放线，确定合适的开挖边坡线，再按照自上而下的顺序分段、分层有序开挖，直至实际开挖量达到要求为止。在确保坡面和边界线均满足要求后，精细化修整边坡面，使其具有平整性。每日土方开挖后，及时对开挖出的工作面采取支护措施，保证稳定性。开挖环节，先挖坑边，此举目的在于提供足够的场所，以便支护作业的顺利开展，而后再开挖基坑中间岛。②铺设钢筋网。先检查待使用的钢筋，做杂物清理、调直等操作，再铺设钢筋网。间距为Ø8@200mm，搭接长度不小于30d，用Φ18钢筋以焊接的方法将横向加强筋与土钉稳定连接于一体，搭接长度不小于5d。③面板的混凝土喷射。分段、分片有序喷射面板混凝土，同一段先从下部开始喷射，逐步向上部推进；喷射装置与受喷面保持垂直，喷射厚度为100mm。④养护。养护时间约5d～7d，具体根据现场气温而定。

4.2 预应力锚索及腰梁的施工

(1)成孔直径150mm，钻倾角为15°～20°的预应力锚索孔，配套直径为15.2mm的钢绞线(作为锚索)。孔深略大于设计值0.5m，经过钻孔作业后，安排清孔，清理聚积在孔内的杂物。

(2)预应力锚索下料应具有准确性，由专员根据设计要求控制下料长度；下料时，预留1.0m～1.5m的张拉段长度。

(3)材料方面，水泥选用的是P.0.42.5普通硅酸盐水泥，按照0.5的水灰比拌和，浆液强度M20。

(4)注浆成锚分阶段完成，首先为常压注浆，而后间隔合适的时间，安排第二次注浆(此环节压力不小于2.0MPa)。钢绞线加工时，向其中置入2根塑料注浆管，以满足注浆要求。

(5)加强对腰梁和锚固体的强度检测，待实测值达到设计值的70%后，按工程计划张拉锁定。

4.3 监测

深基坑支护施工条件复杂，加强基坑监测具有必要性，以便掌握施工现场的实际情况，采取动态控制措施。基坑工程施工前便要开始监测，直至持续至地下工程完成为止。为通过对比分析的方式更加直观地判断深基坑支护情况，在支护结构施工前便要安排测量，获得初始读数。对于各基坑类别、各开挖深度施工条件下的监测频率，如表1所示。

表1 现场仪器监测的监测频率表

预警界限的设定能够更加便捷地判断现场施工的合理与否，在工程检测中，各测试项目均要对应特定的预警值，以便做对比分析，判断其是否超出许可范围，进而根据实测值与预警值的关系采取有效的调控措施，保证施工的安全性和工程结构的有效性。预警值必须具有合理性，具体按如下思路进行设定。

(1)预警值设定所需遵循的基本原则如下。①满足现行的规范和规程。②满足测试对象的安全要求。③满足设计计算要求。④满足各保护对象的主管部门所提要求。⑤在保证安全的前提下，尽可能满足质量、效率、效益层面的要求。

(2)预警值的设定。在基坑坡顶布设观测点，在正式开挖前组织观测，采集数据并记录，获得初始数据。而后，综合考虑计算结果和实践经验，最终确定各监测项目的预警值，具体如表2所示。

表2 监测项目预警值

5 深基坑工程有关问题

5.1 水文条件对工程的干扰

施工现场的地下水以微承压水和孔隙潜水为主，为实现对地下水的有效控制，在现场修明沟和集水坑，共同起到基坑降水的作用。

建筑物地下部分的防水、防渗应落实到位，最大限度减少水的侵扰， 实现对建筑物地下部分的有效防护。基坑回填材料选用的是粘性土，分层逐步回填、压实，在此措施下，有效阻隔基坑周边地下水和地表渗水。不同土层均有特定的渗透系数，具体如表3所示。

表3 各土层渗透系数

5.2 基坑开挖及边坡防护

基坑开挖最大深度为7.65m，基坑周边开挖深度3倍范围内不可存在管线和建筑物，以免彼此间造成干扰。根据基坑开挖深度和现场作业条件，将基坑工程安全等级设为二级。基坑具备放坡条件，在开挖环节采取自然放坡的方法；加强地表水的疏排作业，尽可能减小渗透、冲刷对边坡的影响，以免由于环境因素的作用而导致土体强度大幅下降(严重时可能滑塌)。此外，以工程施工要求为导向，委托专业的单位开展设计工作，得到科学可行的作业方案。基坑支护设计参数，如表4所示。

表4 基坑支护设计参数

深基坑施工中可能发生基坑坍塌事故。为此，先将截水、降水措施有效落实到位，在此前提下，以分层的方法有序开挖支护，再进行基础施工。按照先高层后多层的顺序进行基础施工，同时需要优先完成开挖较深工程的施工作业，再逐步推进至开挖较浅工程。

地质条件的特殊性也有可能引发工程风险，但本工程的现场条件较好，根据现场调查结果可知：基坑影响范围内无市政管线，因此不存在工程施工扰动地下管线的问题；此外，该范围内也不存在建筑物和市政道路，因此也无此方面的影响。

宜在基坑施工时加强对边坡的位移观测，根据实测数据对边坡的实际状况做出准确的判断；雨季施工时，加强对地表水的引排，避免基坑受到地表水的侵扰；拟建工程土方回填时，材料可以选择粘性土，逐层有序压实，提升密实性，阻止地表水向地下建筑物的下渗。

6 深基坑支护可能遇到的风险及其对策

6.1 可能遇到的风险

深基坑支护具有复杂性，在基坑开挖过程中，可能由于扰动而引发风险。具体至本基坑工程，可能存在的风险有：支护结构出现明显的位移现象。施工场地的周边区域可能发生位移、沉降。无论何种风险，均会影响到施工的安全性，也将对工程施工质量和进度带来不同程度的影响，因此需采取有效的应对措施。

6.2 风险的对策

(1)深基坑工程施工前，先综合考虑主体结构特征(例如建设规模、挖深)和地勘报告，以此来开展深基坑支护设计工作，得到一套完善的深基坑支护设计方案。依据计算分析结果，富有针对性地设计支护结构，保证合理性。在生成设计方案后，组织专家评审，识别方案中的不合理之处，引导改进，在循序渐进的方式下，得到科学可行的深基坑支护设计方案。

(2)在制定深基坑支护设计方案后，与各分项工程的实施单位沟通，协商好支护结构的设置、土方的开挖、施工期间的监测等各分项工程的作业方案，清晰界定各参与主体的工作范畴，以便在实际施工中能够按照预定方案有序推进工作进程。此外，加强信息沟通机制的建立，使各方能够及时共享信息，用信息指导工作。

(3)基坑开挖时，采取分段、分层的方法，并在开挖后随即采取支护措施。

(4)开挖期间遇局部渗漏的问题时，及时寻找渗漏点，全面封堵。

(5)开挖过程中加强监测，根据监测反馈的信息判断现场是否存在安全隐患和质量隐患，进而采取有效的控制措施，例如局部的加固、施工进度的调整。

7 结 语

综上所述，深基坑支护在提升深基坑稳定性方面有重要的意义，而深基坑的稳定程度将直接影响到建筑结构的施工质量和使用效果。作为施工单位，需高度重视深基坑支护作业，遵循因地制宜的原则，采取科学的深基坑支护措施，保证深基坑的施工质量。