佛山市金铭顺建设工程有限公司 广东佛山 528000
摘要:深基坑支护是深基坑施工的重要安全保障措施，加强对建筑工程中的深基坑支护结构施工技术的研究是非常必要的。文章通过实际案例，对深基坑支护结构施工过程中的施工步骤和工序安排等方面进行了详细阐述。
关键词:深基坑；支护结构；SMW工法；降水施工；施工监测
随着城市规模的不断扩大，使得城市的土地资源日渐紧张，地下空间的开发和利用稳步开展。在城市建筑施工过程中,对于地下工程一般都采用深基坑支护施工技术,该技术很大程度能保证建筑物整体的安全性和稳定性,使人们能有效的利用地下空间,从而提升了建筑工程更远更深层次的进步。
1 工程概况
某建筑项目由2栋17层住宅楼、2栋11层公寓楼组成，总建筑面积28.7 万m2，其中地下二层，建筑面积9.03万㎡，地上面积19.67 万㎡，框剪结构，总面积为42004 ㎡。基坑开挖深度9.9 ～ 11.5 m，属超大深基坑工程，如图1 所示。
2 工程地质条件
2.1 工程地质
该深基坑工程拟建场地原地形为农田和菜地，除表层耕植土和杂填土外，钻孔深度内所见地层岩性主要为第四系冲、洪积层砂类土和湖积相黏性土，基坑范围土层如表1所示。
2.2 水文地质
拟建场地地下水属潜水类型，地下水具微承压性，地下水来源主要靠大气降雨及地表水补给。勘察期间钻孔内地下水水位相对较稳定，地下水稳定水位在地表下0.30～2.80m，相应高程1628.33～1630.08m，地下水流向总体上为由东向西流。就整个场地而言，为中等丰富水。含水层厚且地下水位高(有地表水影响)，水量随季节性变化很大，尤其雨季进行地下室基坑开挖施工时，该层地下水对工程活动影响较大。基坑开挖时应考虑隔水、降水、排水、回灌控制措施。
3 基坑支护方案
3.1 基坑支护
该基坑开挖深度分别为9.9～11.5m，场地四周均存在市政道路。结合基坑周边环境情况、地质水文条件、及基坑开挖深度和规模，并结合类似工程经验选用板式围护结构“SMW工法+预应力锚索、杆”形式。
采用SMW工法内插HN700×300×13×24型钢，型钢间距0.9m/1.2m，型钢插入坑底以下1.0倍(基坑深度)以上，设置2～3道预应力锚索土钉，旋喷桩桩长20m、23m，桩顶设置C30钢筋混凝土冠梁利用大刚度调节排桩整体受力，锚索长度22m、18m。
该工程选用SMW工法的优点在于:造价经济，施工工艺简单。止水帷幕采用三轴搅拌桩内插型钢这种围护结构特点是:即可挡土又可防渗漏，施工比排桩快。施工对周边道路影响小，无噪音和震动影响，止水可靠。工期较短时(如小于6～8个月)造价较C30钢筋混凝土灌注桩要经济。同时，方案中型钢的插入间距也确保了围护排桩的刚度。
基坑锚索采用3×7φ1高强钢绞线1860N/mm2(260kN/束)。锚杆采用3×φ25变形钢筋，强度310N/mm2(152kN/根)。锚杆(索)横向间距1.8m(1.2m/2.4m间隔)，竖向间距3.5m，孔径0.18m。
3.2 基坑内降水
该项目所在地层含水丰富水量很大，为此采用截、排相结合治水方案，用三轴水泥土搅拌桩在0～20m范围内形成全封闭空间，底部水采用降水控制。
基坑内降水设置降水井58口，管井深入底板5m。布置18套轻型井点进行坑外降水，井深为16.1m。
4 基坑支护施工
4.1 测量控制
4.1.1 测量控制网的建立
配备的测量仪器为:全站仪1台，DS－3水准仪1台。各种测量仪器均有检验合格证。
4.1.2 轴线点的固定、水准点引测、控制网的形成
根据建设单位提交的红线坐标点及水准点，采取预放、粗放、精放的方法引测。进行多道复核，闭合后无误，报请监理工程师复查认可后确定平面控制轴线，设置引桩，布控永久性经纬坐标基桩，用混凝土固定保护，建立测量控制网。
4.2 SMW工法施工工艺
SMW工法施工工艺流程见图2。
4.2.1 测量放线、开挖导沟
根据观测定位的主轴线，在基坑围护四周标注尺寸，测放SMW工法围护内边线，然后开挖施工沟槽，沟槽宽度为1200mm，深度为1200mm。
4.2.2 设置导梁、设置桩体标记、钻孔
SMW工法搅拌成桩一般有两种方式——跳槽式双孔全套复搅式连接和单侧挤压式连接，该工程采用前者，如图3所示。
(1)首先铺设定位导向型钢，然后严格按照设计要求通过对导向定位型钢设置钻孔和H型钢插入位置，控制钻机桩架在导向型钢移动，控制桩位偏差小于20mm，桩体垂直偏差小于1/150，同时利用钻杆与桩架相对错位的原理，将钻孔深度的表示图例标注在钻杆上，以此控制提升、下钻的深度和钻孔速度。
(2)钻孔过程中所采用的机械设备存放在基坑围护外边线，使用时沿边线移动即可。
4.2.3 冷缝处理
定位:根据现场实际情况，做好施工记录，核实好冷缝位置的具体尺寸，标注在图纸上，并在现场做好明显的标志。
处理方案:如图4所示，该工程采用在冷缝中间套打一幅桩，边缘处围护桩外侧打两大幅桩，这样处理能有效控制冷缝处漏水质量。
4.2.4 搅拌、注浆
根据设计所标注的桩底标高，钻机在钻孔和提升全过程中，保持螺杆匀速转动，匀速下钻，匀速提升，同时根据下钻和提升二种不同的速度，注入水泥浆液，
现场水泥注浆配合比为:水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为25%，水灰比1.2～1.6(根据现场实际情况定)。钻机全程使用过程中尽可能保持螺杆匀速，同时利用高压喷气在孔内使水泥土翻搅拌和，保证桩底部分重复搅拌注浆，使整个注浆工程匀速、有效。
水泥浆搅拌时间不少于2～3min，滤浆后倒入集料池中，随后不断的搅拌，防止水泥离析。每班做边长7.07cm立方体试块一组(6块)。采用标准养护，28d后测定无侧限抗压强度不小于1.0MPa。
搅拌头提升速度控制在1.0m/min以内，注浆泵出口压力控制在0.4～0.6MPa，防止出现夹心层或断浆情况。
4.2.5 H型钢的插放和固定
如图5所示，采用履带吊车在预留指定位置插入H型钢，再利用换勾法将H型钢固定在沟槽两侧铺设的定位型钢上，整个过程保持匀速，直至孔内的水泥土凝固。重点控制参数:①垂直度偏差不大于1/150；②内插型钢挠曲度不大于1/100；③底标高误差不大于100mm；④控制插入时间必须为搅拌桩施工完毕后20min时内。
4.2.6 挖除置换泥土
在水泥注浆和H型钢插入之后，待水泥硬化后将被置换出沟槽的多余水泥清理出，保持沟槽整体整洁。
4.3 预应力锚索施工
该工程在锚索标高位置设置2×32b槽钢，将锚具固定在槽钢上。锚索采用3×7φ1高强钢绞线1860N/mm2(260kN/束)，施工孔径180mm。
4.3.1 预应力锚索施工顺序
预应力锚索的顺序为:冠梁施工完成→土方开挖→锚索定位成孔→锚索制作→放置锚索→第一次注灌浆→第二次注灌浆→安装腰梁→锚索张拉并锁定锚头→下层土方开挖。
4.3.2 成孔工艺方法
(1)锚索孔基本技术参数。
1)孔径:施工孔径为Φ180mm。
2)方向:执行设计要求，为垂直开挖坡面，倾角为15°。
3)锚固段长度:第一、二道锚固长度17m，自由段5m，第三道锚固长度13m。
4)锚索设计孔深:第一、二道孔深22m，第三道孔深18m。
(2)采用风动潜孔锤冲击及回转钻进方法。
(3)钻进工艺参数见表2所示。
5 基坑内降水施工
基坑内采用管井点降水方式，设计共布置58口，直径为0.4m，深16.1m管井降水。渗透系数取值为15m/d，水泵出水量1200t/d。降水运行期间，抽排水的含砂量应符合《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111—1998)中的有关规定，并满足小于1/50000。
5.1 降水要求
(1)减少临近建筑物的减压抽水时间。
根据现场环境监测和数据分析，对临近建筑物的抽水时间和抽水量进行严格控制，同时将基坑开挖的进度与水压实时进行对比，保证现场施工安全。特别注意减少临近建筑物集水井的抽水时间，使得周边土体在可控范围内。
(2)预防倒流水井出现。
为防止倒流水井的出现，施工前须对现场进行清理和检查。基坑周围上部应做好排水工作，防止雨水流入基坑。
5.2 管井施工工艺与技术要求
管井成孔采用泥浆护壁成孔工艺。工艺流程如下:
井点测量定位→挖井口→护筒钻机就位→钻孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的砾石过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水、控制电路→试抽水、抽水。
5.3 降水效果
如图6所示，基坑施工期正值雨季，坑内无积水，满足设计、施工要求。
6 施工监测
该基坑施工过程中，对基坑周边的沉降量和水平位移、临近建筑物水平位移、沉降、裂缝观测等进行现场监控。
6.1 监测要求
(1)在围护结构施工前，必须获得第一手初读数。
(2)施工期间，必须保证每日一次对数据进行统计。
(3)测得的数据应及时上报业主及围护设计单位。
6.2 警戒值的确定
(1)基坑围护结构测斜:最大位移取40mm，警戒值为30mm。
(2)基坑外水位:基坑开挖引起坑外水位下降不得超过1000mm。
(3)煤气管道的变化:沉降或水平位移均不得超过10mm。
(4)自来水管道的变化:沉降或水平位移均不得超过20mm。
(5)建筑物的变化:警戒值1/300。
6.3 观测点的布设
(1)控制基准点的布设:在基坑影响范围外(50m范围外)布设三个以上的基准点，该点经现场踏勘后具体确定位置，基准点必须是绝对固定点，确保其牢固可靠且通视性较好，基准点应设保护装置。
(2)在围护结构顶部及基坑周围影响范围内布置监测点进行地面土体位移和沉降观测，该工程共设置29个观测点，各观测点间距不大于30m。
6.4 监测结果
该工程从基坑支护施工、土方开挖至地下结构封顶及外墙土方回填完成，前后历时11个月。在土方开挖前，对各监测点进行初始测量，记录原始数据；在土方开挖及施工过种中，严格按设计要求请第三方专业机构进行监测，同时进行自主监测。监测结果表明，变形速率水平、垂直位移均小于4mm/d或累计小于40mm的设计要求，实际水平位移累计15～25mm，沉降位移累计10～26mm，整个施工期对周边道路及设施无影响，完全符合设计要求，确保基坑支护结构在整个施工期的安全。
7 结语
综上所述，深基坑进行支护的施工技术要求较高,涉及的因素较多、施工工序复杂,但是其施工质量与整个基坑工程质量有着密切的关系。因此，在设计和施工时，相关技术人员和施工人员应结合实际情况，大量的开展对要素的调查以及对工程的验证等工作，选择恰当的支护方式，切实保证支护结构的安全和稳定，为基坑工程后期施工提供良好的条件，确保工程施工的顺利进行。
参考文献
[1]张爱香.深基坑支护结构施工技术[J].工程技术:文摘版,2016(5):00316-00316.
[2]罗兴兴.深基坑围护结构施工技术应用分析[J].江西建材,2014(6):54-54.
论文作者:高麒
论文发表刊物:《基层建设》2016年35期
论文发表时间:2017/3/23
标签：基坑论文; 型钢论文; 钻孔论文; 结构论文; 工程论文; 位移论文; 管井论文; 《基层建设》2016年35期论文;