麦锦锋
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摘要:近年来，深基坑的施工日益增多，如何在深基坑施工中提高社会、经济效益，是建设者常思考的问题，深基坑支护技术以其独特的性能、简便的工艺、快速的施工、经济的造价，已经在全国深基坑支护工程中得到广泛的应用。在深基坑支护工程施工中,由于工程施工涉及内容较广,很容易受到客观因素影响,如果支护技术选择不合理,将严重影响到工程结构安全。深基坑支护技术不断创新和发展中,在安全施工中出现了一系列问题,在不同程度上影响到施工效率和施工安全,迫切需要加强深基坑工程安全施工管理力度。本文主要探讨了软土地基深基坑支护工程的施工技术，并系统地研究了软土地基深基坑支护工程施工技术的发展历程及常见问题。
关键词:软土地基；深基坑；支护；施工技术
0引言
随着我国经济的发展,建筑行业的施工技术也在不断地进步。建筑深基坑支护被广泛用到工程中,因此要注重深基坑支护工程的质量安全,一旦在基坑支护施工中出现事故,就会对整个工程造成严重的影响。要根据基坑支护施工的特点,作出相应的施工处理,现在的建筑深层基坑的应用技术差不多已建成了一个较为全面的体系,但是在建筑施工中还存在着不少问题。深基坑支护设计、施工、监测技术，是近十多年来在我国逐步涉及的技术难题。深基坑支护结构的重要性，不仅要保证基坑内正常作业安全，而且要防止基坑底及坑外土体移动，保证基坑附近建筑物、道路管线的正常运行。这些难题在具体工程实践中表现方法有所不同。
1软土地基深基坑支护技术的发展历程
深基坑是我国近20余年来，随着国民经济持续高速增长，随着高层建筑的不断增多，以及对开发利用地下空间的需求日益增长而凸显的一大技术难题。由于应有的技术准备不足，它曾给人们造成了极度的困惑，特别是在前l0年间，不同程度的基坑坍塌事故和险情在各地频频发生，且有的危及周围环境，导致邻房倒塌、道路和地下管线遭破坏，造成了巨大经济损失和不良的社会影响，个别工程还有人员伤亡。诚然，事故发生有多种原因，但当时最根本的一条是深基坑设计无人负责。设计单位认为其属于设计范围。因此，不论它有多复杂，都仅把它作为一般的施工措施或临时性工程看待，都“照例”由施工单位自己设计，当时设计单位对深基坑工程也并不熟悉，也没有专门从事基坑工程的设计人员，这就无怪乎事故频繁发生了。
2 工程概况
某基坑工程(见图1)，钻孔深度在1 886．00 ～1 890． 00 之间。地处第四系湖积相、沼泽相松散堆积层为主，浅部分布有人工填土及冲洪积粘性土等。拟建场地大致为:人工杂填土层(Q ml )、第四系冲洪积 (Q al + pl ) 粘土层、第四系湖沼积(Q l + h )泥炭质土、粘土、粉土层，共 13 层(6 大层 7 亚层)。
3 软土地基深基坑支护体系
3．1 基坑支护结构选型分析
评价基坑侧壁安全等级为二级，基坑坑壁不能自稳，需采取措施进行基坑支护。结合基坑形态(挖深约 12 m)、场地土层情况(软弱土为主)、水文地质情况、基坑周边情况并参考场地附近基坑 (主要是西部城·国际商部基坑)进行分析，适宜采取的基坑支护结构有深层搅拌 + 放坡或深层搅拌 + 排桩。
1)深层搅拌 + 放坡。当周边有足够的空间进行放坡时，可采用深层搅拌(截水、加固) + 放坡支护结构进行支护。由于场地土以软弱土为主，基坑边坡高宽比较小，外围需有较大的放坡空间。
2)深层搅拌 + 排桩。当外围空间不能达到放坡稳定时，可采用深层搅拌(截水、加固) + 排桩支护结构进行支护 。排桩桩型可选用(长螺旋)钻孔灌注桩或混凝土预制桩。
3)支护结构分析比较。方案一(深层搅拌 + 放坡)较为经济，并可结合周边地块基坑考虑，但相对的风险也较大，工期较长，且由于场地地层复杂，土性软弱，设计、施工及检测均需投入足够的力量，精心设计、施工，密切注意基坑变化。方案二(深层搅拌 + 排桩)费用较高，但施工迅速、工期较短。
3．2 基坑支护设计方案
本工程基坑深度为 8． 0 m ～12． 0 m。基坑支护采用有限放坡桩锚支护体系。现对 A1-1 基坑的支护设计做简单描述如下:1)基坑地面标高 －2． 5m 以上钢花管锚杆编网护面。基坑上部 2． 5 m 采用 1∶ 1 放坡开挖。边坡修整后铺设 6． 5@200 双向钢筋网，面层喷射 80 mm ～ 100 mm 左右的 C20 混凝土，配合比为水泥∶ 砂∶ 石≈1∶ 2∶ 2;坡顶四周做 1 500 mm 宽散水;散水外设置截水沟及安全护栏。土钉墙下预留 2． 5 m 宽的平台。2)基坑 －2． 5 m 以下采用“强桩弱锚”支护体系。桩径 800 mm，桩间距 1 200 mm，桩长 20． 0 m ～28． 0 m，设三道锚索，锚索间距 2 400 mm，锚索长度 16． 0 m ～ 36． 0 m。锚索孔径 200 mm，锚索材料为 2 根 ～4 根 75 钢绞线。3)设计要求。锚索必须经过试验后再进行大面积施工。
3．3 基坑止水、降水、排水设计方案
1)基坑止水采用落底式帷幕桩止水，帷幕桩采用长螺旋水泥土置换桩，置换材料采用石粉、粘土与水泥的拌合物，初步设计配比为水泥∶ 粘土∶ 石粉 = 4∶ 4∶ 2，具体配比根据施工试验确定。帷幕桩与护坡桩套搅，帷幕桩桩径 600 mm，桩长 17． 5 m，套搅帷幕桩间距 1 200 mm。同时在铁路侧第一道止水帷幕外再增加一排长螺旋水泥土置换桩形成的止水帷幕，在止水的同时对支护土体进行局部加强，桩径 600 mm，桩长 17． 5 m，间距 400 mm。由于止水帷幕的形成地下水位比较高、含水层比较厚，基坑面积比较大，在基坑周边形成止水帷幕的情况下，单纯依靠明排方式无法满足土方及桩基施工的需要，特布设直径 600 的疏干井，管井为 500 双壁波纹管，周边采用 5 mm ～35 mm 碎石回填，管井井深为15 m，间距35 m，疏干井之间采用坑中排水盲沟连接。在基坑开挖后，根据现场涌水量的大小，在必要的情况下对疏干井数量进行适当的调整。
2)基坑内沿基坑下口线每隔 30 m 设 1 口降水井，集水井中心线距地下室基础外边线 50 mm。集水井井深为开挖线以下2． 0 m，集水井直径 600 mm 采用 400 无砂井管，外填 5 mm ～35 mm 碎石。排水沟的水利坡度 1%。3)为有效控制地表水对基坑的影响，在基坑顶部设置坑上截水沟。截水沟水利坡度为 1%，每隔 40 m 设一坑上集水坑，同时经过三级沉淀后排出施工场地，共计设计 A1-1 地块27 个，设置三级沉淀池 3 个。
4深基坑监测控制要点
要保证该基坑顺利开挖，除支护方案合理，支护措施到位以外，还需要组织严密的监测作保证。只有监测好，以准确的监测数据指导开挖施工，才能保证基坑开挖顺利进行，监测信息化施工 包含监测项目、测点位置、监测频率和监测报警值等，可以为今后改进设计、施工提供实测的数据 ;编写监测方案前，应向监测单位提供下列资料:岩土工程勘察成果文件，基坑工程设计说明书及图纸，基坑工程影响范围内的道路、地下管线、地下设施及周边建筑物的有关资料。
4．1 施工监测目的指导
基坑支护及开挖施工，同时起到预警的作用，以保证基坑支护及开挖施工顺利进行、保障基坑周边内外环境的安全运行。
4．2 施工监测项目
1)变形监测。对周边重要建筑及相邻建筑进行沉降监测 ，由建设单位委托。变形监测包括支护结构水平位移、地面沉降、建筑物沉降和倾斜，管网沉降和位移监测。变形监测采用精密测量仪器进行监测。
2)基坑开挖过程地下水监测。a． 主要观测坑外地下水位，利用坑外回灌井进行观测;b． 回灌井施工完毕后，降排水开始前，所有井统一时间联测静止水位，统一编号、量测基准点;c． 每天对回灌井水位进行三次观测，降排水后发现井内水位较基准点偏低，应立即安排井水回灌并查明原因。
3)监测精度要求及方法。a． 监测方法:全站仪测坐标法、经纬仪视准轴线法。因为基坑周边场地有限，基坑面积较大，每边距离都超过 200 m，架设距离过远后，通视条件也不好;另外，基坑平面形状不太规则。因此，采用“经纬仪视准线法”的同时，采用“全站仪测坐标法”。b． 监测仪器:电子全站仪，经纬仪。c． 监测点位布设:根据设计进行布设。d． 施工前建立监测网、埋设监测点并进行初始值测量不少于2 次。e． 监测点、基准点及观察点布置:监测点布置根据基坑支护设计文件进行监测。
4．3 监测频率及监测周期
基坑开挖过程至地下室底板浇筑完成期间每周监测 2 次;基坑支护完毕至基坑回填期间每周监测 1 次;施工过程中如出现异常情况，每天监测不少于 2 次;遇强降雨天气，必须增加监测次数。
4．4 监测成果的整理和提交
水平、垂直位移观测点位布置图;水平、垂直位移量成果表;水平位移矢量图;垂直位移曲线图;沉降变形曲线图;垂直位移观测点位置图;倾斜位移量成果表;变形监测技术报告。
1)每次测量后应按标准格式制作《监测点成果表》，计算出相邻两次的坐标变化量及累计变化量，根据变形量分析基坑的稳定状况。
2)在监测外业完成后的 2 个 ～3 个工作日提交相关成果给甲方及施工方。
3)如果遇到基坑变形出现异常(变形量加大、变形加速)应及时告诉甲方及施工方，并且加密监测以确保施工安全。
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4)水平位移观测主要提交:a． 观测点平面布置图。b． 水平位移纵、横断面图。c． 水平位移观测成果表。d． 钢筋应力监测成果图表。
5)沉降观测主要提交:a． 沉降观测成果表。b． 沉降观测点位分布图及各周其沉降展开图。c． v—t—s(沉降速率、时间、沉降量)曲线图。d． 沉降观测分析报告。
6)地下水位监测:a． 地下水位监测成果表。b． 地下水位—时间关系曲线。
7)钢筋应力监测:a． 钢筋应力监测成果表。b． 钢筋应力—时间(基坑工况)关系曲线。
4．5 变形控制及报警值
根据设计方案规定，本工程边坡按一级基坑考虑。
5软土地基深基坑支护施工技术
5．1土钉墙支护
土钉墙施工采取分层分段交替穿插进行．土方开挖与喷锚。施工协调配合，在沿基坑6m宽范围内自上而下分层、分段挖土．及时进行喷锚网支护施工，开挖深度满足土钉施工要求．不得超过相应土钉层距0．3m，沿基坑水平向不超过15m为一施工段．不宜太长．以保证边坡安全和稳定。
5．1．1工艺流程
测量放样—第一层边坡开挖—人工修整—初喷射混凝土—钻孔—打设土钉—高压注浆—布钢筋网—复喷射混凝土—第二层边坡开挖(循环进行．至坑底)。
5．1．2主要施工方法
1)土钉设置
采用φ48×2．5钢管，按设计长度下料后。锚入端用切割机做成锥形(锐角)，并将缝隙焊死，防止锚进土层时泥土进入锚管：锚管注浆孔采用电焊设置，锚管尾部距离注浆孔最近距离为2．5m，注浆孔直径为8mm．在注浆孔处用角钢(3cmx3cmx5cm)焊上倒刺。焊接时必须满焊，防止钢管锚入时因振动而导致倒刺脱落。
2)孔位定位
根据每层设计标高。在已开挖出的工作面两头部分设置竹签，再用建筑线将两点连成一条直线。该建筑线部分为该层土钉标高位置；根据围护设计要求。制作好三角架，施工过程中，每施工3m．利用三角架校对一次土钉角度．确保土钉按设计要求角度打入。
3)钢筋网片铺设
中6．5钢筋网片应与边壁保持5cm距离．并且固定不出现晃动，用钢丝绑扎，纵向筋插入土中300mm。与下一层钢筋搭接，铺设时每边绑扎的搭接长度为20cm。
4)喷射混凝土
干喷法．分片自下而上进行，喷头与受喷面的距离宜控制在0．8—1．Om．射流应垂直指向喷射面，在土钉部位应从边壁开始喷射．防止出现空隙。
5)注浆
采用注浆泵按低压(0．6MPa)方法进行注浆填孔，注浆的浆体搅拌均匀后立即使用。开始注浆前、中途停顿或作业完毕后，应用清水冲洗管路．防止管路堵塞。
5．2水泥搅拌桩施工
5．2．1工艺流程
测量定位—第一次喷搅下沉—第一次喷搅上升—第二次喷搅下沉—第二次喷搅上升—制作试块—清理移机。
5．2．2主要施工方法
1)试打桩
试打桩是确保工程质量的重要环节。因此桩机试运转，正确就位。水泥浆配制质量、成桩直径、钻杆提升速度以及单桩的水泥用量必须得到预控。
2)搅喷
在确认浆液已从喷浆口喷出的前提下，向下搅拌、喷浆、钻进。当钻到设计深度时。再按试打桩要的规定均匀搅喷提升，重复直至完成全部成桩工艺。水泥搅拌桩施工完成后随即进行土钉施工．中心岛土方开挖须在水泥搅拌桩养护7d后进行。
5．3高压旋喷桩施工
5．3．1工艺流程
测量放样—桩基就位—钻导孔—校对桩位、孔深—喷射作业—提卸钻杆—清洗器具—桩基移位。
5．3．2主要施工方法
1)钻机垂直度
钻机就位后，采用水准管进行水平检测．确保钻杆轴线对准钻孔中心位置．喷射注浆管的倾斜度不得大于l％。
2)钻孔
钻孔采用GD—2型钻机进行钻孔施工．钻孔定位采用二次复核法进行保证。即由测量员在钻机进场之前，根据围护设计图纸确定大样位置；在钻机走机到位之后，再由测量员对桩位进行二次复核．确保钻孔位置满足设计要求。
3)高压喷射注浆
在达到设计深度前1h，按设计配合比制备水泥浆液，当钻杆达到预定深度后，将高压泵送水改为送浆。为保证桩底有足够的水泥浆量，应停喷30s，然后由下而上进行高压喷射注浆。
4)冲洗
施工完毕，将机具冲洗干净，管内机内不得残留水泥浆。
6软土地基深基坑支护施工的常见问题
6．1降低地下水位容易引起周围地面沉降或边坡坍塌，必须立即采取相应的应急措施紧急处理。
6．2挖槽时发现止水帷幕渗水、漏水，不论是否对周围环境造成不良影响，都必须及时采取施工堵漏措施；无效时应暂停开挖，及时采取专业堵漏措施处理。
6．3挖槽时发现支护排桩出现断桩或漏桩，已无法采用预先补桩处理，必须立即进行混凝土浇筑填实，如伴随漏水，应先堵漏，后补实桩身。
6．4槽底出现局部流砂或管涌，应采用先压后降水方法及时处理，尤其是降水措施必须到位，在加厚垫层压住流砂之前，维持降水连续有效。
6．5支护结构本身发生快速率变形或变形接近允许值时，应立即停止施工，报告设计单位，及时采取增加强度或增补刚度的技术措施。
6．6基坑周边地下管线或地上建筑物出现快速率变）形或变形接近允许值时，应立即停止施工，报告设计单位，采取卸荷、地基补强、土体加固和改变施工组织等措施，及时处理。
7结束语
综上所述，软土地基深基坑支护为土方开挖创造了很好的施工条件，使土方开挖方案得以顺利实施完成。在该工程中采用软土地基深基坑支护的综合支护具有较大优势，与一般的支护结构比可节省费用50％以上，施工技术简单易行，且与土方开挖同时进行，大大缩短了施工工期，综合效益显著。
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[3]郭建平.简析建筑深基坑支护工程施工存在的问题与监理要点[J].建材与装饰.2018(04)
论文作者:麦锦锋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/20
标签：基坑论文; 深基坑论文; 工程论文; 位移论文; 钻孔论文; 帷幕论文; 钢筋论文; 《防护工程》2018年第32期论文;