房建工程基坑支护实施重点分析

曹亚振

（中铁十六局集团第一工程有限公司，北京 101300）

0 引言

在房建工程中，尤其是高层建筑密集的城市建筑集群中，基坑支护是确保建筑物结构强度符合技术要求的关键[1]。基坑支护需要根据工程所在地的地质水文条件，确定科学的施工方案，采用合理的施工技术[2]。为了提高基坑支护质量，在施工中还需要做好降水与防水处理，同时还应该做好沉降及形变监测[3]。本文就房建工程基坑支护实施重点进行分析。

1 工程概况及施工难点

1.1 基本情况

白各庄职工住宅楼项目（以下简称“白各庄项目”）位于北京顺义新城第九街区马坡镇白各庄，东至白各庄村，南至梁白路，西至小中河大堤，北至南环路，地理位置十分优越，属于房建项目类型。该项目占地面积8452.35m2，总建筑面积149285.16万m2，其中住宅面积97498.02m2，地下面积47881.15m2。该项目属于集群式建筑分布，包括13幢住宅、1幢幼儿园、1个地下车库及规划中的1067户住宅，共设置1层商业裙房、配电房及住宅周边配套服务用房，规划总停车位1708个。

1.2 地质分布

项目建设场区属温榆河洪冲积扇区域，第四纪地层厚度为50m，主要为地面以下至基岩顶板之间沉积的黏土、粉土与砂土、砂石土层、交互沉积层。沉积层又分为人工堆积层、新近沉积层和一般第四纪沉积层。

施工现场地下水为潜水，经现场实测发现地下水主要赋存在埋深约5.2～6.5m的粉细砂层中，补给方式以大气降水下渗补给、地下径流补给和管道渗漏补给为主，通过蒸发和地下径流的方式排泄，天然动态型为浸润型-蒸发式和径流型，建设周期中有3个自然月（6—9月份）水位较高，其余月份水位相对较低，全年水位自然变化幅度在1～2m。

1.3 难点分析

白各庄项目住宅楼基坑深度为-3.65～-11.45m，地下车库基坑深度为-11.45m，均属于深基坑；基坑边线距离环形施工便道较近，所以做好基坑的开挖与支护是该项目的一个建设重点。

该工程单体结构建筑较多，施工面积较大，工期时间较紧(仅规划1001个自然日)，需要重点考虑如何高效完成基坑施工的相关工作，为后续工程施工留足时间。

此外，部分单体建筑物基础埋深（低于-11.15m）位于地下水位标高以下，在基坑开挖与支护施工时需要考虑地下水的影响，这也给基坑开挖与支护技术方案设计带来了难度。

2 基坑支护施工技术

2.1 土钉墙施工

土钉墙是利用土钉连接的墙体结构作为挡土墙，实现墙体与坑壁之间的整体性连接，使深基坑获得良好的承力稳定性[4]。在白各庄项目基坑支护实施中，土钉墙施工流程如图1所示。

图1 土钉墙施工工序流程

为了开展土钉墙施工，需要按照设计的建设方案，用白石灰标识清楚顶口开挖线、底口开挖线、边坡线，完成测量放线。然后进行工作面开挖施工，并对边坡进行修整，部分单体建筑基坑分层开挖。

基坑边坡开挖采用反铲挖掘机，在开挖的同时预留厚度为10～20cm的土层进行人工修整。人工对坡面进行修补时，要求坡面不平整度≤20mm。土钉墙成孔作业采用人工洛阳铲进行，成孔直径为120mm，斜面倾斜角不高于15ºC。

在成孔前，要在设计孔位的地方做一个显著的标记，这样才不会在打孔的时候出现错位的情况。钻孔完成后，立即在孔底同时插入钢筋体和注浆管，注浆管为Φ20塑料管。在使用土钉前，应将土钉扶正、除锈，可采用搭焊工艺，在钢筋长度不够的情况下进行加长；为保证杆身位于成孔中心，采用3根对称的“V”字形Φ6.5钢条焊接在杆身上作为支架，并以2m的间距沿钢条方向均匀排列。水泥净浆选用P·C42.5型水泥，注浆前要将注浆管插到距孔底250～500mm处。在进行土钉墙钢筋网施工时，钢筋网与坡面间隙＞20cm（用已预制好的垫片进行控制），钢筋网要与土钉牢固连接，加强筋联，确保喷射时钢筋不晃动。钢条型号尺寸为Φ6.5@250×250，网片间采用绑扎搭接，搭接长度≥300mm。在进行喷涂混凝土施工时，应分段分片依次进行混凝土喷涂，由下往上喷涂，一次喷涂厚度为30～50mm，喷涂时喷头与受喷面垂直，并保持0.6～1.0m的距离，喷涂人员应控制水灰比，使成型表面保持平整湿润的光泽，不产生干斑或流淌现象。喷油作业时，空压机以每分钟风量不小于15m3、气压0.2～0.5MPa为宜，喷头水压不小于0.15MPa为宜。

待喷浆终凝后，再盖上塑料膜，进行混凝土养护。养护周期控制在7d左右，根据混凝土凝结程度和密实度测量值来判断是否结束养护。

土钉墙施工完成后，需要进行施工质量检验，检验指标见表1所示。

表1 土钉墙建设质量检查项目及标准

2.2 双向螺旋挤土灌注桩施工

考虑到白各庄项目部分建筑基础埋设深度低于地下水位标高，为降低施工难度，增强整体结构稳定性，部分单体建筑基坑支护采用双向螺旋挤土灌注桩。利用双向螺旋挤土灌注桩开展基坑支护施工，相关工艺流程如图2所示[5]。

图2 双向螺旋挤土灌注桩施工工序流程

开展双向螺旋挤土灌注桩施工前，需要对场地进行清理，清除地表杂物并进行土方的压实与平整。之后，采用全站仪和钢尺相结合的方式进行桩位放样，根据设计布桩图，用全站仪测出每根桩的中心点，桩位误差≤3cm，并包裹上白灰，在中心点桩的前后左右各设置一个护桩，由测量人员、技术人员、钻机负责人员按照桩位图和桩间距逐桩复原桩位，并形成测量交接桩记录。

根据图纸和布桩设计要求，测量人员放出桩位中心点，钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心点，采用在钻架上挂垂球的方法，将明显的对照位置线刻在钻架上，确保灌注桩竖直容许偏差双向螺旋挤压不大于1%，桩位容许偏差≤5cm。对于钻头上的楔形出料口，在开钻前应检查其是否合拢，严禁开孔钻进。钻尖接触地面时，下钻速度要慢，钻进速度控制在1.0～1.5m/min，钻杆在成孔过程中不能反抽。成孔时，应将钻杆升到地面，对钻尖的开孔闸门进行重新清洗、调试、封口。在钻孔达到设计标高后，应保持正向转动，待混凝土抽到钻具上，停顿10～20s后，再将钻具缓慢吊起，使钻具保持正向转动。

一般情况下，地泵离钻机的距离应控制在60m 以内。混凝土泵送应连续进行，在钻机移位时地泵内混凝土应不断搅拌，泵送时斗内混凝土应保持高度≥40cm。当钻杆芯填满混合料后开始拔管时，应该先停泵再拔管。混合料的抽送量应该控制在2～3m3/min，泵压控制在5MPa，与拔管转速相匹配。成桩过程必须不间断地进行，必须避免在饱和砂土和粉土层中停机。建筑桩顶标高应比设计标高高50cm左右。钢筋笼在钢筋加工场加工制作，然后运输到现场进行安装。桩基钢筋笼主要型号为C18、C14、Ф8，根据图纸和相关技术交底资料进行加工、绑扎。

桩身防护层的厚度应该≥50mm。吊装钢筋笼时，应对准孔位，将吊体扶正，直至将钢筋架置于设计位置，再使用激振器使钢筋笼缓缓下陷。当上一桩施工完成后，钻机移位再进行下一桩施工。成桩施工时要避免对相邻的桩位产生影响，为了保证桩位准确无误，必须对桩位进行复测。当最后一道双向螺旋挤土桩完成灌注后，已施工的部分不允许车辆驶入，以免引起断桩事故。

2.3 基坑降水及排水措施

白各庄项目基坑支护施工时，为了确保施工质量及进度不受到强降雨的影响，在基坑周边设置降水井和排水系统。在多数单体建筑周围，依据地势走向对雨水进行导流，使其经过沉淀池后再经排水沟排入市政道路雨水管网。在基坑开挖过程中，要做好基坑顶部的排水工作，准备好足够的抽水设备，以便在雨季施工时在基坑外部进行排水和截流。为防止地表水流入基坑，在部分单体建筑基坑周围设置了一堵高出地面0.3m左右的挡土墙。排水沟沿施工便道环形设置在个别单体建筑基坑周围，方便雨水经沉淀池沉淀后向市政雨水管线集中排放。在大部分基坑坡顶1m外设置挡水墙，防止坡顶雨水渗入喷锚层内。

在开挖基坑的前15天，需要控制基坑的降水深度，采取内井点预降水的方式将基坑范围内的水降至坑底以下在1m以内。结合地质勘查报告，选择地质条件符合要求的区域设置降水井。基坑周边设置有间距为15m的降水井，基坑内部设置有间距为30m的降水井，避免间距过大造成雨水聚集。

基坑施工结束，降水管井完成其使用任务后，首先将抽水用电切断，将井下水泵、电缆、泵管拆下，在管井内填入标号为C40、P6的素混凝土，填深1.2m，下部填入砂石；将0.5cm 厚的钢板加盖在管井顶部，完成降水管井的覆盖。

3 基坑支护施工重点分析

3.1 做好基坑监测

在基坑施工过程中，需要做好监测工作，包括对基坑支护结构变形与位移的监测，对放坡地段边坡土体形变的监测，以及对基坑周围现有建筑物形变的监测。施工一线人员需要根据监测数据判断是继续使用该技术施工还是变更施工技术[6]。

要做好监测工作，需要合理设置基坑监测点。对基坑支护结构的变形和位移，在支护桩的冠梁两端和边角处设置监测点进行监测。为监测落水段边坡土体的形变情况，在基坑落水段边角处重要位置布置水平位移监测点，在基坑外侧50m范围内按5～15m间距设置地表沉降观测点，每边布置不少于3个。此外，还应在需要监测的既有建筑物周边均匀布设沉降观测点。每次监测数据及分析结果应及时向施工方及设计方反馈，以便及时采取应急措施，以指导基坑土方开挖和支护，确保安全施工。监测单位要及时分析监测数据，对可能出现的变化趋势要进行预测并发出情况通报，方便施工一线人员决策。

此外，针对冠梁、边坡、邻近建筑物及邻近地面是否出现新的裂纹等情况，还需安排有经验的工程师定期进行现场目测和巡视检查，需要派专人定期检查原来的裂缝有没有扩大、延长，有没有产生断层错动的现象。施工人员应清楚掌握地表有没有凸起，有没有陷落，泄流槽畅通与否，泄流孔正常与否，原有渗水量是否增加等情况，及时根据这些变化调整施工方案。

3.2 做好雨季施工

应注意基坑施工期间的季节性降水。白各庄项目建设工期内，基坑施工时大部分时段处于雨季。施工方应积极准备施工材料和雨季防护物品，为雨季各施工项目制定合理的施工计划，做好雨情应对工作。施工方应及时疏通场地排水系统，防止雨淋时间过长浸湿支架基础。施工方还需要做好物资器材防淋防湿工作，做好螺纹钢、机械、电气设备的覆盖。此外，施工完毕对砌体和混凝土表面及时覆盖，利用防雨布等及时保护混凝土浇筑现场。

4 结束语

基坑支护是房建工程基础，是建筑的重要结构支撑。配合降水排水措施，利用土钉墙施工工艺和双向螺旋挤土灌注桩施工技术，白各庄项目顺利完成了基坑支护施工，为后续工序的顺利实施奠定了基础。经过连续长时间的观测，白各庄项目的基坑支护施工结构强度满足设计指标要求，周围建筑无不良形变出现，验证了所采用技术措施的实用性。在后续研究中，应结合现场测量资料，通过优化施工工艺来进一步提升和完善基坑支护的质量等级，提升房建工程质量。