叶剑辉
广东省水利水电第三工程局有限公司 523710
摘要：随着城市人口超饱和，建筑空间拥挤和城市绿地减少，导致我国高层建筑如雨后春笋拔地而起，同时地下空间的开发和利用也在不断的扩大，在深基坑支护工程中，由于设计不合理，或施工不当，或自然灾害等原因，深基坑工程事故频频发生，已造成严重损失，制约着中国建设事业的发展，引起社会各界广泛关注。所以，本文结合建筑工程实际案列，对深基坑支护施工期间的安全技术作一探讨。
关键词：基坑工程；深基坑支护；基坑监测
我国截止2014年，按照人口统计，城市化率达到了约54%，也就是说还有约一半的农村人口。高层建筑的不断增加，深基坑施工也将越来越多。而且可以预见，越来越多的深基坑将在建筑群中的空地开挖，深基坑工程施工与安全监测尤其重要。重点放在深基坑支护与安全监测，施工期间密切监测周边建筑物的变化，及时消灭安全隐患。
1、工程概况
阳西县城西湖人防工程项目位于西湖公园内，设置一层地下室，平时作为地下商业街及停车库，战时作为人防二等人员掩蔽所及人防物资库工程；地面标高约12.4m~14.7m；地下车库建基面标高8.2m，基本位于第四系残积土层；基坑开挖平面近似长方形，长约178m，宽约134m，总面积约19464m2，深度4.2m~6.5m，周长约598m。
2、工程地质
本基坑位于阳西县城西湖公园内，地势从西北向东南倾斜，西北和东南高，中部低。场地地面标高为12.4m~14.7m之间。根据钻孔揭露，工程地质从地面至地下由人工填土、第四系冲淤积土、第四系残积土和早志留世侵入的片麻状中细粒黑云母二长花岗组成。
3、水文地质
地质钻孔资料显示，地下水稳定水位埋深为0.00m~2.70m，标高为9.92m~13.31m。本场地地下水类型可分为上层滞水、孔隙潜水和基岩裂隙水三种；本场地内地下水环境类型为Ⅲ类，地层渗透性为B类。
4、基坑安全等级
本工程基坑深度4.2m~6.5m，设计基坑使用年限自基坑开挖起不超过1年。根据《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ 311-2013的规定，基坑工程施工安全等级为二级。
5、基坑支护类型
本基坑支护划分为四段，分别为AB段、BC段、CD段和DA段，其中BC段为悬臂灌注桩+三轴搅拌桩（帷幕止水），其他三段为土钉墙+三轴搅拌桩（帷幕止水），其平面布置详见图6.5-1，结构剖面详见图5-1、5-2。
图5-2 AB、CD、DA段基坑支护结构断面图
5.1 基坑支护工程量见表1。
表1
5.2 基坑顶外围临时排水及地表水控制
为防止基坑外围地表水流进基坑内，施工现场设置连续、顺畅的临时排水系统，沿基坑顶周边设置截水沟，沟中水经沉沙井沉淀后排入市政排水渠。水沟穿过道路等设施部位采用埋管或加盖板，大门口位置设洗车槽，安装加压泵、高压水枪，供冲洗驶离现场的车辆。其中截水沟尺寸为300mm×300mm，在基坑四个转角处设沉砂池，长宽高均为600mm；截水沟与沉砂池均用砖砌、水泥砂浆抹面，截水沟按1％排水坡度排入沉砂池。截水沟及沉砂池平面布置图祥见图6.5-1。
6、总体施工程序
本工程基坑开挖与支护施工总体施工程序为：前期准备→测量放线→探明施工区地下管线→管线迁移或保护→施工道路填筑→搅拌桩施工→灌注桩施工→降水井、坡顶截水沟、抽排水→第一层土方开挖→第一层喷砼护坡→第二层土方开挖→第一排土钉喷锚→第三层土方开挖→第二排土钉喷锚→第四层土方开挖→第三排土钉锚喷→第五层土方开挖→第四排土钉锚喷→第六层土方开挖（至设计基底）→锚喷护脚。
6.1 搅拌桩施工
（1）本工程止水帷幕采用单排水泥搅拌桩，设计直径为850mm，中心距为600mm，搭接宽度为250mm，平均桩长8.5m。
（2）搅拌桩采用两搅两喷的施工方法，为了保证质量和止水效果，拟采用4台三轴搅拌机同时作业，每两台搅拌桩机为一组，分别同时从AD边和BC边的中点向相反方向的路线施工推进，环向闭合，保证桩与桩之间的连接时间不长于24h，最后将基坑周边围成一个封闭的止水帷幕。
（3）施工方法
1）施工放样：根据设计图纸桩位，测量定出桩位中心轴线。
2）开挖沟槽：采用挖掘机开挖沟槽，根据设计图纸，定出搅拌桩桩位。
3）桩机就位：搅拌桩机及配套设备安装就位，移动调平主机，垫实、校正桩机水平，使钻杆与孔位成一铅垂线。
4）喷浆钻进搅拌：按设计水灰比配置水泥浆。
5）喷浆提升搅拌：搅拌头自桩底反转匀速提升喷浆搅拌至地面。
6）移动桩机：把桩机设备移到下一个孔位，重复3~5进行下一搅拌桩施工。
4 检查验收
1）施工过程检查内容包括水泥规格及用量、外加剂用量、水泥浆液密度、搅拌轴的提升速度及转速、成桩时间、成桩速度等。至少应做到每日一查，发现问题应及时处理。
2）工程完工后对所施工的搅拌桩进行抽样检测，检测结果应满足允许偏差标准；
3）成桩后3d，抽检取总桩数的1%且不小于3根，进行轻便触探检验；
6.2 灌注桩施工
（1）本工程于BC区段采用灌注桩（悬臂）支护，直径为800mm，中心距为1000mm，平均桩长7.7m，嵌固深度不少于4.5m。
（2）本工程采用两台旋挖桩机，分别从B、C两点开始相向推进，施工工艺流程如下：泥浆制备→测量定位→桩机就位、调整垂直度→钻孔→清孔验收→放置钢筋笼→混凝土浇注→施工结束，转入下一根灌注桩施工。
（3）混凝土浇注：初灌时要有足够的初灌量，确保导管一次埋深1.0m以上。经计算初灌混凝土量为0.51m3。混凝土采用泵送的方式，浇注过程中，控制导管在砼里的埋深在2m~6m之间，防止拔空与埋管，终孔前勤测砼面高程，保证砼超灌长度及桩顶质量。
6.3 钢筋土钉及喷射混凝土施工
（1）土钉：斜坡面处采用单排长1m的钢筋φ16@1000mm，插入角度为45°；垂直面处采用直径25mm的三级钢筋，钻孔施工孔径100mm，插入角度为15°。钢筋网：采用φ8@200mm×200mm，搭接长度为300mm。喷射混凝土：采用100mm厚C20细石混凝土。
（2）现场拟采用4台混凝土喷射机分别在AB、BC、CD、AD同时作业，其工艺流程为：①放坡开挖至▽13.5m，设置坡顶截水沟、修整边坡、挂网喷砼、设置坡面排水孔→②土方开挖至▽12.5m，埋设喷射混凝土厚度控制标志并喷射第一道面层→③第一层土钉施工（包括钻孔→清孔→插筋→注浆等）→④绑扎、固定钢筋网、设置加强筋→⑤喷射第二层混凝土至设计厚度→⑥重复②~⑤步骤进行下一层施工，直至坑底设计标高。
（3）施工方法
1）根据施工图纸定出孔位并作出标记及编号。成孔工艺采用干成孔方法，斜坡面采用手风钻钻孔，直立面采用锚杆钻机钻孔。在易塌孔的土体中钻孔时采用套管成孔或挤压成孔。成孔过程中由专人做成孔记录，按土钉编号逐一记载取出土体的特征、成孔质量、事故处理等，若发现有较大的偏差要及时修改土钉的设计参数。
2）土钉施工采用先插杆后注浆的施工方法，插入土钉钢筋前先进行清孔检查，在钢筋上每2~3m间距安装一对中定位支架，以保证钢筋处于孔位中心且注浆后其保护层厚度不小于25mm。
3）注浆采用水泥砂浆低压注浆的方式，采用底部一次注浆，注浆压力为0.4MPa，注浆导管底端距孔底250mm~500mm处，孔口采用灌浆塞进行封闭灌浆，适当加压，注浆满后保持压力3~5分钟，待灌浆结束后及时封闭进、回浆管。
4）喷射混凝土之前，先按设计要求绑扎、固定钢筋网。喷射混凝土拟采用湿喷方式进行，配合比通过试验确定。喷射混凝土的射距保持在0.6m~1.0m范围内，螺旋移动喷枪并使射流垂直于壁面。混凝土面层接缝部位做成45°角斜面搭接。面层喷射混凝土终凝后2h喷水养护，养护时间为3~7天。
6.4 基坑开挖
图6.5-1 基坑降排水平面布置图
本基坑工程土方开挖约99600m3。根据基坑支护设计方案，基坑开挖将严格执行先支后挖的原则进行，平面上分区、高度上分层台阶式开挖。
基坑采用分区、分层开挖。平面上分为四区，分别是I、II、III、IV区，施工次序为：I区→II区→III区→IV区，竖向开挖层厚从上到下依次为1.2m、1.0m、1.2m、1.2m、1.2m、0.7m，基坑边沿水平方向每开挖9m，竖向开挖每完成一层即开始锚喷支护。分层开挖详见图5-1、5-2。
基坑开挖采用PC200挖掘机挖土，15t自卸汽车运输土料到指定渣场堆放。
6.5 基坑降水与排水
本工程基坑降水采用管井法降水，沿基坑内边沿每25m设置1个降水井，通过潜水电泵将降水井内的水抽排至坑顶排水沟，经沉沙池沉淀后排入市政排水渠。坑内降水在基坑开挖前20天进行，降水井内的水位降至基坑面以下0.5m。根据基坑涌水量的情况，每天安排专门人员负责基坑的降排水工作，密切注意基坑的水位，并随着基坑土方开挖的进度逐层拆除管井。
7、施工监测
基坑施工前，由建设方委托具备相应资质的第三方对基坑工程实施现场监测。监测单位应编制监测方案，监测方案需经建设方、设计方、监理方等认可，必要时还需与基坑周边环境涉及的有关管理单位协商一致后方可实施。本基坑工程施工过程中主要监测项目与监测频率见表2。
表2
7.3信息处理
监测完毕，将实际测值与允许值进行比较，预测变形发展趋向，及时向有关部门汇报。若发现位移变化较大，立即向设计和业主等部门报告，并提供报表。监测结果正常，则在监测结束后规定时间内提供报表。监测工作结束后提交完整的监测报告，以达到信息化施工的目的。
8、结束语
众所周知，深基坑支护工程是建筑工程项目施工作业实施期间所存在的最大问题，同时也是工程作业的难点所在。深基坑支护工程施工的质量将对整个建筑工程的施工质量、工程造价、以及建设工期产生决定性的影响。除需要关注施工期间，支护方案的灵活选择与施工以外，还需要从安全性角度入手，做好对施工现场的安全保障工作，根据安全监测技术确保现场人员能够及时响应各种安全事故，提高施工期间的安全性水平。文章从以上角度入手，结合建筑工程深基坑支护施工案例展开分析，望能够对实际工作的开展有一定参考价值。
参考文献：
[1]《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ 131-2013
[2]《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012
[3]《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497-2009
[4]《土钉支护技术规范》GJB 5055-2006
[5]《复合土钉墙基坑支护技术规范》GB 50739-2011
[6]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002
论文作者:叶剑辉
论文发表刊物:《基层建设》2015年13期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：基坑论文; 混凝土论文; 工程论文; 土方论文; 钢筋论文; 深基坑论文; 钻孔论文; 《基层建设》2015年13期供稿论文;