关子健
肇庆新区投资发展有限公司
摘要：深基坑支护结构施工与建筑主体上部结构不同，是临时性工程，但支护结构的优劣直接影响着施工质量和工程进展的安全性以及工期，必须结合工程项目的特点和地质条件，合理选择支护型式。尤其在软土地基上，更应该因地制宜，根据周边的实际状况对支护体系变位的适应能力，严格制定施工方案，以确保支护体系的可靠性。现本文结合工程实例对深基坑的支护结构选型以及施工的技术应用进行详细分析，望能为今后的类似工程提供参考。
关键词：深基坑；支护技术；应用探讨
前言
基坑支护本身作为一个结构体系，其施工地质条件的复杂性、离散性以及进行土层取样时的扰动、实验误差荷载取值误差，还有现场挖土、支撑施工的条件的改变等都会使得支护结构本身的设计与实际情况出现误差。所以，对于深基坑支护工程而言，在施工过程中首先要保证稳定性以及变形方面的要求，根据地质条件、施工环境以及工程造价等因素，选择合理可靠的支护体系，从而可以有效控制基坑支护结构的位移和弯矩，使其内支撑能够满足设计要求。在施工过程中还需对每一个环节的质量严格把关，并对基坑支护施工可能出现的问题预先制订应急预案，便于有效加以控制。同时为保证深基坑支护工程的安全性，以及能够给结构施工创造有利条件，从进行土方开挖起就必须加强对基坑周边变形情况的实时监测，并将监测数据及时分析研究，以便基坑出现变形或意外破坏状况下，能够马上采取相应的抢救措施，确保基坑工程顺利完成。
1 工程实例
1.1 项目概况
本施工项目场地位于某市新区政文组团内XQ-XZ0401地块内，地块净用地为263 亩，其中本项目建设用地为213亩，另东北角50亩为学术交流中心和高端医疗预留发展用地。项目建设标准为综合三级甲等医院标准，近期病床数量为1200床，远期床位达1800张；规划建设用地为175473.98㎡；总建筑面积152370㎡，其中地下面积26550㎡（其中停车库及设备用房4000㎡、地下架空16595㎡、功能用房5955㎡），地上面积约125820㎡（其中医疗综合楼91461㎡、行政综合楼14440㎡、住院楼B及住院部之间连廊14594㎡、高压氧设备用房430㎡、污水站165㎡、其他功能用房4730㎡）；本工程基础采用桩基承台式，开挖深度约为6.00m，为自然地面至地下室底板素混凝土垫层。
1.2 工程地质条件
拟建场地在勘探深度范围内，场地属冲积地貌，地势低平，有小水沟分布，为苗圃用地，地表孔口高程为4.29-5.96mm 左右。场地揭露地层主要为第四系冲积层（Qal），表部为耕作层（Qpd），下伏基岩为石炭系（C）灰岩，据其成因类型及工程力学性质按其岩土性特征，将场地内岩土层 自上而下划分层位情况如下：
（1）第四系耕作层
＜1＞耕土。土质属粉质粘土，湿、可塑。层顶埋深0.00m；层面标高4.29-5.96m；层厚0.60-1.00mm，平均0.80m。
（2）第四系冲积层
根据土性特征及其物理学性质，可划分为粉质粘土、中砂、淤泥、粉土、卵石等12个亚层，牵涉到本工程基坑支护与开挖的土层描述如下：
＜2-1＞粉质粘土。湿、可塑为主，局部下部软塑，粘性一般~较好，干强度较高。层顶埋深0.60~1.00mm；层面标高3.29~5.20m；层厚0.60~4.60m，平均2.25m。
＜2-2＞中砂。饱和、松散，分选性较差，粉砂及粘粒含量较多，局部呈粉土状。层顶埋深1.40~3.60m；层顶高程0.69~4.25m；厚度0.90~7.10m，平均2.48m。
＜2-3＞淤泥。饱和、流塑，富含腐植物及有机质，具有腐嗅味，局部夹薄层粉砂。层顶埋深3.00-9.10m，层顶标高2.75~3.42m，厚度1.00-24.90m，平均4.00m。
1.3 地下水文地质
根据钻孔揭露，场地第四系主要含水层为中砂、卵石，含一定的水量，为孔隙潜水，粉质粘土、淤泥、粉土层，渗透性较差，属相对隔水层；下伏基岩裂隙及溶洞发育，富含裂隙水及岩溶水，地下水补给来源为大气降水及相邻地下水补给，钻探期间测得地下水位埋深为0.48~0.70m。场区地下水的环境类型为Ⅱ类；地层渗透类型为 A。根据区域水质资料分析，场地地下水对混凝土不具腐蚀性，对砼中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
2 基坑支护工程施工技术应用分析
2.1 基坑支撑结构选型分析
由于本工程场地土层软弱，不能选用拉锚式支护结构，且基坑开挖深度不大，属大面积基坑开挖工程。因此，结合工程特点设定基坑支护施工方案为：基坑边坡采用放坡+锚喷网挡土墙支护结构，地下室底下电梯井周边采用水泥搅拌桩重力式挡土墙支护结构。根据场地地面标高，基坑分两次开挖至地下室底板下约4.5m。
2.2 放坡十锚喷网挡土墙支护技术
施工的程序为：先要进行挖土施工，随后进行边坡修护，施工完成后进行初喷封闭，之后为预设的锚杆设置孔位，完成钻孔后再将锚杆安置其中，上述流程完成后进行锚孔灌注，随后安装钢筋网，同时根据施工方案焊接加强筋，最后完成终喷。
2.2.1 施工要求
（1）该项施工所用到的锚杆主体材料为Φ22型钢筋连同Φ48钢管，对于焊接部位所使用的拉筋本次施工所选材料则为Φ14拉筋，而面筋最终确定为双向Φ6@200。
（2）选32.5R普硅水泥，水灰比0.5，固结强度需达到20Mpa。在施工时应严格按照水灰比进行混凝土的配置，同时要保证混凝土强度达到预设标准后才可相继开展后续施工。
（3）本次所选锚杆其孔径为110毫米，锚杆长为5米，其中，钢管长度为7米，横纵间距控制在1.5米，倾角范围为5～15°。
（4）进行土体喷射的混凝土选择C20细石型混凝土，其喷射厚度为100毫米。
2.2.2 施工技术
（1）挖土施工分两个阶段，进行边坡修护时，为了保证两边土坡的平整，应当尽量压实，以便于后续喷射混凝土工作可以顺利进行。当达到预设高度时，还应在周边设置排水沟。
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（2）坡顶500毫米范围内设置长2米的Φ22钢筋摩擦锚杆，间隔为1.5米，钢筋网选双向Φ6@200，喷射混凝土的同时在周围设置排水沟。
（3）用钻具或机械钻进行人工成孔，期间应保证干作业以增加锚杆与土体见得摩擦，保证稳定性。
（4）在安置钢筋时，应当避免拉杆出现较大的扰度，入土时也应注意不对土壁产生影响，并使其居于孔中心，同时在锚体底部每间隔2米处设置一个对中器，以增加拉杆和锚固体的摩擦力。
（5）灌浆水泥为32.5R普硅的纯水泥浆，确保灌注口与孔底间距200毫米，灌注至水泥浆在孔口返出后将注浆管拔除并在孔口补浆。
（6）水泥孔位完成灌注后，需待其达到相关强度标准后方可进行后续加强筋以及钢筋网的安装。
（7）喷射所用混凝土主材有水泥、中砂以及5-10毫米细石，配比为1：1.5：2，喷射厚度为100毫米。
2.3 重力式挡土墙支护
施工流程为：施工前先要完成定位工作，之后即可进行预拌下沉。完成该程序后，采用提升喷浆的方式进行搅拌工作，之后的工作便是不断重复搅拌下沉以及搅拌上升的工序，一直到该项施工结束。
2.3.1 施工要求
（1）用于加固水泥为32.5R普硅水泥，水灰比为0.5，渗入比则为15%。
（2）桩体径为500毫米，各桩间距为400毫米，之间搭接的距离为100毫米，埋桩深度为6.5米，为了保证稳定性，两相邻的桩体间无需预留施工缝，桩身本身的倾斜度也应控制在1%以内。
（3）施工前对施工机械进行全面检查，排除各种故障。
2.3.2 施工技术
（1）深层搅拌机就位，操作对中，桩机要持平，钻杆要垂直。
（2）搅拌机冷水循环系统正常，开始进行下沉，如下沉较慢，可将清水加入到输浆系统中，加快下沉。
（3）搅拌机下沉一段距离后严格按比例制作水泥浆，在压浆前，把水泥浆倒进集料斗，运输时注意水泥浆离析。
（4）搅拌机下沉到位，用灰浆泵把水泥浆压进地基，要边喷边转，控制搅拌机提升距离，压浆时不可断浆。
（5）将已经提升的搅拌机再次进行下沉，让水泥浆和软土均匀的融合，下沉到位再提升到地面上。
（6）将清水注入到集料斗中，开启灰浆泵，将输浆管道里以及搅拌头上所沾附的水泥浆进行清洗。
2.4 降低地下水位施工技术
（1）在基坑边坡顶部外600毫米的地方，沿着基坑的外部边围，用砖块砌筑排水明沟，沟要达到300毫米宽，深度不超过600毫米，不低于300毫米，沟底采用混凝土（C10）进行垫层，沟壁采用水泥砂浆（M5）和红砖（Mu7.5）进行砌筑，厚度为240毫米。每间隔30米，要设置一个长宽均为600毫米的流沙井，井的深度要超过沟400毫米，制作方法与排水明沟一样。
（2）在基坑边坡底部外600毫米的地方，沿着基坑内部的边围，在地下室地板垫层的下方用砖块垒砌一个降水明沟，所设置的明沟为300毫米宽，深度要在600毫米内。但不得低于400毫米。于沟底1米宽的区域内用不超过40毫米，不小于20毫米的碎石进行垫层，厚度为200毫米，沟壁与排水明沟一样。每间隔大概30米，要设置一个长宽均为1200毫米的排水井（兼降水井），排水井的制作方法与降水明沟一样。利用潜水泵将排水井中的水抽送到排水明沟中。
（3）要想让水下水位的高度降低程度更大，就要在地下室底板的集水井上加设一个降水井。制作降水井的方法如下：在所设置的集水井的位置下方进行开挖，深度为1.2米以上，然后将一个长宽均为800毫米的带网钢筋笼放置进去，周围采用不超过40毫米，不小于20毫米的碎石进行填塞，然后再将一个直径为500毫米的带网钢筋笼放置进去，在两层钢筋笼之间的间隙处，用同样的碎石将其填充，直到设计中垫层的下标高位置，然后在其上方覆盖两层油毡纸。钢筋外笼采用12Φ16做竖筋，φ6@200钢筋做箍筋，内笼采用6Φ16做竖筋，Φ6@200钢筋做箍筋，钢筋笼的底及外壁用二道2毫米网眼的钢丝网包裹，内笼要求露出垫层不少于50毫米。每个降水井均由一台潜水泵配备自动水位控制装置抽水外排。降水井最终封闭采用法兰盘。
3 基坑监测
3.1监测内容
基坑施工时需要监测的内容包括：护坡桩水平方向的位移；护坡桩的倾斜状况；锚杆是否有变形情况；观察检测沉降的程度。
3.2观测点设置
（1）在与基坑距离36米的地方，找相对平稳的区域，沿着基坑的边线，进行延长设置观测点。
（2）护坡桩水平方向位移的观测点设置与土钉墙上，每个观测点之间距离大约为8~10米，采用水泥钉将其进行固定。
（3）监测护坡桩的倾斜情况，需要在已经经过挖掘的土钉墙和桩上下位置各设置一个观测点，点与点之间距离10~15米，同样用水泥钉将其固定。
（4）在锚杆的锚头上设置观测锚杆变形情况的观测点，采用红色油漆做记号。
（5）在基坑的内部，沿着基坑边侧于5~6米高的地方进行分层设置沉降情况的观测点，水平方向两个点之间的距离要在20~30米，观测时采用水准仪进行。
4 总结
基坑工程是临时的结构体系，具有环境效应问题，在基坑支护选型方面应根据工程实际情况、地质条件、周边构筑物及工程造价等因素，综合分析选定出满足施工设计要求和稳定可靠的基坑支撑方案。同时对于工程支护体系中护坡的服务期相对较长，必定会面临雨季的考验，因而其护坡体系必须要绝对安全可靠，才能保证建筑物的地下结构工程顺利完成。
参考文献：
[1]JGJ 120-2012. 建筑基坑支护技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]GB 50330-2013. 建筑边坡工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.
[3]龚晓南主编. 地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.
论文作者:关子健
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/5
标签：基坑论文; 钢筋论文; 明沟论文; 工程论文; 结构论文; 混凝土论文; 护坡论文; 《防护工程》2018年第18期论文;