摘要：随着我国城市化建设及旧城改造进程的加快，各类工程建设向着高、深、重方向发展，深基坑支护的工程随之与日俱增，深基坑支护施工中的技术要求也越来越高，它不仅要保证支护结构体系的安全，控制岩土体的变形，而且还要保证周边环境的安全，他是工程建设中非常重要的分项工程,本文将对深基坑支护施工技术进行深刻的讲解，结合工程实例，对深基坑支护施工技术进行分析和总结，使深基坑支护施工技术在实际中得到更好地应用.以便为工程建设的安全实施提供更高的保障性措施。
关键词：深基坑 支护 施工技术
1.深基坑支护技术的讲解
深基坑开挖与支护结构是基础和地下工程施工中一个传统课题．也是一个综合性的岩土工程难题，涉及工程地质、水文地质、工程结构、施工工艺和施工管理等方面。随着城市建设的发展，高层、超高层建筑及地下工程的不断涌现．深基坑工程越来越多，深基坑形式更为复杂,对基坑工程的要求越来越高．出现的问题也越来越多, 如果基坑支护的选型和施工质量的控制不当，首先会影响周围建筑物的使用安全，其次还会对施工人员的生命财产造成严重影响，再其次会影响施工工期,增加工程造价等等，这其中最重要的因素是施工方案选择不当或是施工过程中末严格按设计及现行施工规范执行，安全措施又没有做到位等造成，所以，对深基坑支护技术的有效实施有着极其重要的意义和不可替代的作用。本文就从深基坑支护技术出发，结合工程实例,对深基坑技术的选型、施工方法、施工要点等方面做简单论述。
2.深基坑支护结构类型及深基坑支护形式和适用条件:
深基坑支护所指的是为了保证地下结构施工和基坑周边环境的安全性，对深基坑侧壁和周围环境所采取的一种支护、加固、保护措施。深基坑支护结构类型: 悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内支撑支护结构、重力式挡士支护结构、土钉支护、复合土钉支护、预应力锚杆柔性支护。深基坑支护加固形式，应用最多的有: 连续的地下墙支护、排桩支护、水泥土挡墙、土钉墙、钢板桩支护、逆作拱墙等。
深基坑支护方式适用条件:1.排桩或地下连续墙适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级;悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m;当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。2.水泥土墙适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级;水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kpa;基坑深度不宜大于6m。3.土钉墙适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地,基坑深度不宜大于12m,当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。4.逆作拱墙适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级,淤泥和淤泥质土场地不宜采用,拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8,基坑深度不宜大于12m,地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。5.放坡适用于基坑侧壁安全等级宜为三级,施工场地应满足放坡条件。
上述基坑支护形式可以独立使用也可两种或两种以上联合使用。使用时应根据施工现场的周围环境条件、地质水文等综合考虑确定.
3.工程实例:
3.1.工程概况；新建驷马桥地区生产办公综合楼位于成都市驷马桥路东段，与成都车务段、成都供电段办公综合楼邻近。工程占地面积12000m2，拟建 1 幢地上14层主楼和地下1 层，建筑面积32300m2。地坪标高－0.5m，设计地下室底板标高－9.2m，基坑开挖深度为 9.8m,通过该工程的施工，使我们认识到在深大基坑施工中，须严格按规范施工，避免因漏桩或桩施工间距过大造成倒塌事件，而影响基坑支护结构的安全。
3.2根据勘察报告资料，场地自上而下依次为：
①人工填土:0.4—4m厚。②素填土：0.8—3.1m厚。③淤泥质黏土：1.5—3.9m厚。④黏土：2.50～4.50m厚，⑤粉土：1～2m厚。⑥卵石土：13～18 m厚。⑦细砂：0.4～2m厚。⑧泥岩：中风化层，选取中风化凝灰岩为桩基持力层。地下水位为-0.9米，水位动态变化受大气降水影响明显。
3.3.基坑支护设计方案；基坑东西侧临近成都车务段、成都供电段办公楼，距离基坑边缘小于10m；北侧围墙外是成都站通往遂成线、成渝线、川黔线等铁路干线的主要通道，距离基坑边缘约7米，为防止因支护结构发生较大位移而影响既有建筑和铁路主干线安全,故对支护结构的变形控制要求特别严格。根据相关规定，本工程基坑侧壁安全性等级为一级。基坑支护工程分：西侧AB。南侧BC、东侧CD、北侧DA四段设计。
3.4设计如下：
1、根据勘察报告提供资料，综合考虑地面标高为499.8m，基坑侧壁标高为490.85m。故计算基坑深度时AB段按499.7m考虑、CD段按499.8m考虑、DA段按500.2m考虑。基坑开挖深度为9.8m。
2、基坑支护西侧、东侧采用"放坡+排桩"，为A型；北侧，为确保铁路主干线因基坑支护结构发生位移过大造成铁路路基变形而影向铁路主干线的安全运行。故北侧采用"放坡+排桩+锚索"，为B型；东、西及北侧放坡高度均为0.5m，坡比1:0.5，面层挂钢筋网喷射C20细石砼，厚为100mm，加强筋采用φ14＠1000mm，网筋采用φ8＠150mm。HRB335级。
A型桩；基坑深8.65～9.35m，桩长18.5m，直径为1.2m，桩间距为2.0m，嵌固端均为10.0m，共53根。
B型桩；基坑深9.05～9.35m，桩长16.5m，直径为1.5m，桩间距为2.0m，嵌固端均为8.5m，共60根。
3、北侧DA段锚索采用5束s15.2钢绞线，布置于B型桩两桩之间，采用32b槽钢腰梁连接；共布置59根，锚索距离上端桩顶距离为3.0m，锚索长25m，其中自由段长17.0m，锚固段长8.0m，锚索预应力设计值为600KN，锁定值为400KN；
4.为避免桩间有土方坍塌的事情发生,桩间土挂钢筋网，喷射C20混凝土进行支护，厚10cm，分层及时支护，分层高度不超过2m；桩间网喷设置泄水孔，泄水孔采用Ф50mmPVC管,间距为2m，向基坑内倾斜5°；
5.南侧BC段支护方式为“坡率法"，采用放坡喷锚，放坡坡比1:1.75 ，下部设置高1.15m的护脚墙，上部8m高边坡，4m高为一段，中部设置两米宽马道。锚杆Ф18＠3.0m双向设置，锚杆长9～12m,挂φ8@150×150㎜钢筋网，采用φ14加强筋，加强筋间距与锚杆间距一样，喷C20细石砼，厚度不低于10㎝，间距2.0m设置Ф50mm的泄水孔，中部马道素喷C15砼，厚10cm 。
6.悬臂桩：桩身砼强度等级C30、钢筋保护层厚度50mm、主筋采用对焊连接，同一断面接头数量不超过主筋总数的50%；
7. 桩顶冠梁: 冠梁高度800mm，宽度与每段桩直径相同，砼强度等级C30、钢筋保护层厚度50mm、冠梁施工缝不应设置在转角及其附近15m范围内，
3.4 深基坑支护施工技术要点
3.4.1.支护桩施工.
1).施工流程：测量放线→支护桩机械成孔→钢筋笼制作安装→混凝土浇筑.
2). 测定桩位:根据支护桩平面位置设计图及控制坐标，放出支护桩桩位。桩位偏差控制在5cm以内。桩位用ø10mm、长度35~40cm钢筋打入地面30cm作为桩的中心点。
3). 旋挖成孔施工:将钻机就位后钻头中心与桩中心对准，误差控制在2cm内。当泥浆制备合格后即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，放斗要稳、提斗要慢，通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时纠正。同时，做好钻进记录。
4). 钢筋笼制作:钢筋笼在施工现场制作，一次成型，运至孔口边吊入孔内。钢筋制作严格按设计施工图执行,钢筋的接头位置及搭接长度符合施工规范要求。主筋焊接采用闪光对焊。螺旋钢筋采用滚筒盘绕成形，由钢筋笼一端向另外一端逐点绑扎或点焊。钢筋表面清洁。
5). 砼采用商品砼,导管采用直径ф300mm、壁厚6mm的无缝钢管，每节2.0m。以实际孔底标高和孔口架之间的距离来配置需要导管长度，并欲留30~50cm的悬空高度。下放速度要慢，为防止卡挂钢筋笼,砼应连续浇筑，严禁中途停止。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆每浇筑一盘砼后，及时用测绳检测砼面的上升高度，计算出导管在混凝土中的埋深，一般情况下导管的埋深控制在2~6m，当砼浇筑到距桩顶设计标高还有4.5m左右的距离时，现场技术人员及时计算出还需要多少数量，按量拌制砼以减少浪费。
3.4.2. 冠梁施工
1). 施工流程：放线→开挖基槽→浇筑垫层→绑扎钢筋,支模→浇筑混凝土。
2). 放线:放线采用石灰标出开挖线，确定开挖深度。
3). 基槽开挖采用挖掘机开挖，人工检底、修整坡壁，开挖尺寸应满足梁尺寸和施工工作面的要求。基槽开挖后应复测基底标高是否符合设计要求。
4). 浇筑砼垫层:控制好垫层标高，对土质软弱处须进行换土、加固后再浇筑C15砼垫层。
5). 钢筋制作:钢筋制作严格按设计施工图执行,钢筋的接头位置及搭接长度符合施工规范要求。主筋焊接采用闪光对焊。钢筋表面清洁。钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求，钢筋的表面确保洁净、无油污；
6). 模板:模板安装前先复查砼垫层标高及中心位置,并弹出基础边线，然后依次安装模板和加固。模板釆用九层木胶合板，厚18mm，支撑采用中48×3.5mm的钢管支撑；普通扣件,钢管脚手架加固。并保证构件几何尺寸和位置的正确：模板要有足够的强度、刚度和稳定性；模板应接缝要严密；不得漏浆；便于拆除。
7). 砼浇筑:在钢筋、模板检查无误后,由冠梁的中间分别向两边连续浇筑砼,中途严禁停止浇筑砼,砼采用插入式震动器振捣，每次振捣时间不少于30秒钟，直至砼表面呈现浮浆和不再下沉为止。
3.4.3. 钢筋网喷砼支护施工(BC段)
1). 施工流程:分层开挖土方→测定锚杆位置→锚杆打入设计深度→锚杆体进行压力灌浆→铺设钢筋网片→喷射混凝土。
2). 土方开挖:喷锚护壁施工应与挖土工作交叉进行的，分层分阶段施工，每层挖土深度控制在2.0m左右，以便进行锚杆的施工和护壁工作。
3). 锚杆位置测放：在平整的土坡面上,由技术人员丈量出锚杆位置，并作出标记和编号。孔位偏差不得超过20cm。成孔倾角误差不大于±3度。锚杆采用φ48普通钢管，在杆体锚固段上钻孔形成花管，土层内锚杆应焊接角钢作为倒剌。用专用锚杆钻机将锚杆顶入土层中,倾角为10～15度。锚杆与金属网主筋的焊接
4) .压浆：锚杆施工完成后，应进行灌浆，浆液采用PC32.5R水泥进行配制，可掺入适量膨胀剂和早强剂。水灰比控制在0.4～0.6，灌桨压力宜控制在2.0MPa以内。浆液应搅拌均匀，随搅随用。
5). 钢筋网片:必须采用膨胀螺栓或将φ8U型筋楔入土中固定钢筋网，φ8@200×200m钢筋网固定在护壁桩上。钢筋网现场绑扎，钢筋规格、绑扎间距符合设计要求。
6). 喷射砼施工：喷射砼施工前,基坑壁应清理掉虚土并保持壁面平整。面层内的钢筋网应牢固固定在边壁上，钢筋网片可用插入土中的钢筋固定。采用C20混凝土，喷射作业分段分片进行，同一作业区由上向下依次喷射。平均总厚度不小于10 cm，对不平部位先喷凹处，对较大洼岩腔采用砌石嵌补，最后找平。喷嘴口距离受喷面60～100cm，喷射料束与受喷面夹角不小于75°。喷射混凝土厚度不小于100cm，喷完后应按规定进行养护。
3.4.4、钢筋网喷砼支护施工(桩间)
1). 网喷支护施工工序:土方开挖至1.5m深度(与基坑土方开挖深度一致)，修壁面→挂钢筋网同时搭焊加强筋→喷射砼。
2) 钢筋网片:采用膨胀螺栓或将φ8U型筋楔入土中固定钢筋网，φ8@200×200m钢筋网固定在护壁桩上。钢筋网现场绑扎，钢筋规格、绑扎间距符合设计要求。
4). 喷射混凝土施工同上
5). 泄水孔设置：喷射混凝土完成后，考虑上部土体渗漏对护壁土的浸蚀，在基坑四周竖向护壁中设置排水孔，排水孔间距Φ35@2m×2.5 m,在施工过程中，出现渗水应立即增加排水孔。
3.4.5. 锚索施工:
1). 施工流程：测量定位,钻孔→锚索制作安装→灌浆→锚索张拉→封锚。
2). 钻孔孔位、方位角、倾角严格根据设计要求，钻孔深度应满足锚固深度不小于设计值，并超出锚索设计长度0.5米。
3). 钢纹线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。一般钢绞线截断余量取50mm。预应力锚索体由锚梁、自由段、锚固段和安全段四部分组成。钢质承载体要求采用45号钢材加工制作，钢绞线采用Φj15.24mm。钢绞线沿锚索体轴线方向每1.0～1.5m设置一架线环，保证锚索体保护层厚度不小于20mm。
4).锚索到位后，由孔底向上,一次性灌浆，压力不小于0.6~0.8MPa，水泥砂浆至孔口溢满为止。第二天应做补浆处理，使孔内砂浆饱满。
5).锚索张拉:锚索的预应力张拉在砼强度达到设计强度的100%时实施，张拉力控制在10～20kPa，使钢绞线逐根顺直，然后进行整束整体张拉。整体张拉一般采用两次多级，初次张拉力为设计荷载的50%～70%。末级张拉力为设计荷载的105%～115%，即最终超张拉5%～15%，各级张拉均需持荷稳定10分钟以上。
6). 封锚:封孔注浆后，从锚具起留100mm钢绞线，其余的部分截去，在其外部包厚度不小于50mm的水泥砂浆保护层。
3.4.6 在基坑四周设12口深18米,直径为0.4m的降水井,用深水降水法降低地下水位,用深井水泵日夜不停地抽排地下水,以降低地下水位。
4.施工注意事项:
1). 边坡开挖范围危险地段设置安全警示牌、提示牌，并对临边设置防护，夜间设置红灯警示。
2). 临边防护在基坑四周0.5m处采用18钢管打入地下0.5-0.7m做临时防护栏杆,上杆距地面1.2m,下杆距地面0.6m,采用钢管扣件连接.并刷红、白相间的安全色。
3). 在支护结构施工前，应查明场地内地下管线的位置、埋深等保证管线的安全和正常使用。
4). 在基坑顶部的四周设排水沟，坑顶排水沟距基坑边1米。以防止地表水流入到坑内。基坑底四周设置排水沟，基坑底排水沟每隔10米左右。设深度1米左右的水坑。由水泵将基底水坑内的水抽出基坑外。保证四周排水通畅，不积水。
5. 应用效果分析
为确保深基坑支护顺利施工和地下室结构工程施工及周围建(构)筑物的使用安全,做到信息化施工管理,分别在东测成都供电段办公楼设2个、西面车务段办公楼设2个、北面围垟上设3个共计7个沉降观测点。在基坑顶冠梁上东面设3个、西面没3个、北面设3个共计9个水平位移观测点。自2014年1月基坑土方工程开挖到7月份地下室土方回填完成止,派专人定期进行变形观侧,实测结果表明各测点变形均正常,原有建(构)筑物的沉降变形值及支护桩、边坡、喷锚护坡的水平位移均远小于设计极限值。
6.结语:
实践证明，该工程深基坑支护技术应用本作科学、经济、安全和实用的原则达到了预期的质量、安全等目标,取得了良好的经济效益和社会效益,受到了有关部门的高度评价,也为今后在深基坑支护工程积累了宝贵的经验。
参考文献：
[1].汪军.基坑支护结构设计原则和结构选型.中国西部科技.2009(1)
[2].姚卫超，朱晓平.建筑基坑支护技术研究.科协论坛(下半月).2007(1)
[3].王成典.试述深基坑支护的施工工艺及其选择方式.黑龙江科技信息.2009(9)
论文作者:邹其云
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/3
标签：基坑论文; 钢筋论文; 深基坑论文; 结构论文; 侧壁论文; 标高论文; 工程论文; 《基层建设》2017年3期论文;