摘要:深基坑施工是建筑工程施工中的一个重要环节，关系到建筑工程的安全性和稳定性。本文结合某工程实例，针对其工程基坑结构形式复杂、周边管线分布较密、开挖深度深等特点,对其深基坑施工技术展开了研究。
关键词:基坑围护体系；环境条件；土方开挖；施工技术
0 引言
随着城市建筑日益密集,建筑工程施工条件越发复杂,如何在复杂的环境条件下设计一个安全、经济的基坑支护方案，确保基坑支护施工的质量，保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，同时降低工程深基坑施工对周边环境的污染,实现工程绿色施工目标，是当前的一个重要课题，也是建筑工程可持续发展的研究重点。
1 工程概况
某建筑工程地上14层，地下3层，基坑周长约为385m，基坑平均开挖深度为16.3m，其中西侧开挖深度为17.2m，北侧开挖深度为16.5m，东侧开挖深度为15.7m，东南侧开挖深度为15.7m，局部电梯井在坑底开挖2.1m。工程位于市中心繁华区域，周边环境较为复杂，北侧为距基坑边6.5m有高压线通过，距基坑边6m为市政污水管，埋深约1.2m；东北侧人行道下方(距基坑边约6m)为天然气管道，埋深约0.5m；东南侧为地铁1、3号线换乘站，东侧为大型商场；西侧为在建第三中学，建筑物距基坑边为3.8～6.0m不等。此外，由于该工程地处老城区，周围管线复杂且无有效图纸可查，红线内管线已于工程开工前改迁完成，但是因市政雨污水管破损严重，雨后基坑周边水位极不稳定，变化速度很快。
该场地按岩土层的成因类型、岩性结构、工程地质特征等，自上而下可依次划分为:①杂填土、②粉质黏土、③圆砾、④强风化泥质粉砂岩、⑤中风化泥质粉砂岩、⑤1中风化泥岩等6个单元层。在建场地水文条件复杂，在基坑开挖时要对地下水进行控制，地下水类型分为上层滞水、孔隙潜水2类，上层滞水初见水位深度1.30～3.60m，初见水位标高19.60～22.61m；孔隙潜水初见水位深度8.00～8.90m，初见水位标高13.91～15.41m，稳定水位深度7.50～9.40m，稳定水位标高13.74～16.45m。
2 基坑围护体系
本工程场地周边环境及地质情况较为复杂，在确保基坑安全的前提下，根据基坑开挖深度和基坑平面不太规则的形状特点，基坑围护体系采用“地下连续墙+2道钢筋混凝土支撑，局部设置三轴搅拌桩和高压旋喷桩”支护体系(B-A1段设置三轴搅拌桩，A0-A段设置高压旋喷桩)，如图1所示。
3 施工要点
3.1 总体施工顺序
平整场地→三轴水泥搅拌桩施工、高压旋喷桩施工→地下连续墙施工→坡顶硬化、施工坡顶排水沟→立柱桩施工、疏干井及减压井施工→分区、分段、分层坡面开挖至第1道内支撑底→凿除浮浆、施工冠梁及第1道内支撑→分区、分段、分层开挖至第2道内支撑底→凿除浮浆，施工腰梁及第2道内支撑→分区、分段、分层坡面开挖至基坑底→移交下道工序施工。
3.2 围护体系施工
3.2.1 三轴水泥搅拌桩施工
三轴搅拌桩从B向A1施工，水灰比为1:1，水泥掺入量为不小于天然土层质量的30%，水泥土28d无侧限抗压强度不小于1.0kPa；搅拌过程中密切注意翻浆情况，随时调整下沉、提升速度，并在桩底停留1min，提高搅拌桩底部的均匀性。
三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于1.5m/min，为了防止水泥浆液离析，水泥浆液配制好后不得超过2h；相邻桩施工不得超过24h，若超过24h则需在外侧补桩。
3.2.2 高压旋喷桩施工
本工程高压旋喷桩从A0向A施工，施工采用三管法，采用P.O42.5水泥，水泥浆掺入量为350～450kg/m，水灰比0.8:1.0。根据本工程实际情况，高压旋喷桩旋喷提升速度一般控制在80mm/min，射水压力30～35MPa，注浆压力0.5～1.0MPa，旋喷转速10～15r/min。
此外，经探挖发现A→A0段地表下4m处存在原有地下室筏板，需采取探挖机引孔后，再进行高压旋喷桩施工，引孔直径250mm，间距600mm。
3.2.3 地下连续墙施工
本工程地下连续墙长度为385m，以5.5m作为1个槽段进行施工，共计70幅槽段。现场配备1台具备自动纠偏能力的成槽机进行施工，开口宽度为2800mm。地下连续墙施工从BC段开始施工，采用逐段施工方法，周而复始地进行。每段的施工过程大致可分为4步:
1)在始终充满泥浆的沟槽中，利用成槽机械进行成槽。
2)将已制备的钢筋笼下放到设计高度。
3)用碎石回填。
4)待插入水下灌注混凝土导管后进行混凝土灌注。本工程采用“┐┌”形导墙，根据地质情况，导墙深1.5～2.0m。导墙间距分别为870mm和1070mm，采用强度等级为C30的预拌混凝土。本工程施工区西侧地下室连续墙AB段92m范围内为原有建筑地下室位置，地下室顶板标高为地坪以下0.5m，地板标高约为地坪以下3.5m。为避免成槽过程中槽壁出现塌方，必须修筑深导墙，深度大于3.5m。
开挖槽段是地下连续墙施工中的重要环节，在首开槽段开槽时向两端扩大成槽500～800mm，以确保钢筋笼安装到位。每个单元槽段底开挖齐平，相邻两槽段接头处的挖槽中心线，在任一深度的偏差值，不得大于设计墙厚的1/300，保证各单元槽段的接头处有一定相接墙厚。槽段开挖完毕，应检查槽深、槽宽及槽壁垂直度、泥浆指标，合格后方可进入下一道工序，但槽底沉渣厚度不大于100mm。成槽结束后应对相邻混凝土的墙面进行清刷，刷壁应到底部，刷壁次数不得少于20次，且刷壁器上无泥。刷壁完成后应进行清底和泥浆置换。
本工程地下连续墙采用水下C35P8混凝土浇筑。混凝土除了满足结构强度要求外，还要满足水下混凝土施工的要求，入槽时的坍落度宜为18～22cm，保证混凝土有足够的和易性和流动性。混凝土充盈系数为1.15～1.20。本工程地下连续墙混凝土浇筑采用φ250mm的导管，间距为3m；在混凝土浇筑过程中，导管下口插入混凝土深度应控制在2～4m；混凝土浇筑到地下连续墙墙顶附近、导管内混凝土不易流出的时候，一方面要降低灌注速度，一方面可将导管的埋入深度减为1m左右。如果混凝土仍灌注不下去，则可将导管作上下运动，但上下运动的高度不能超过30cm。在浇筑完成后的地下连续墙墙顶存在一层浮浆，为泥浆及水泥浆等混合物，强度低，为确保地下连续墙整体强度，混凝土顶面需要比设计标高超浇0.3～0.5m。
3.3 降排水
3.3.1 降水措施
为了使基坑内地面至基坑底以下一定深度内的土层疏干并排水加固，以确保基坑的顺利开挖和地下结构的施工，根据本工程地下水位情况，在基坑内布置9个疏干降水井，对坑内浅层土体进行疏干降水。疏干井直径为700mm，采用反循环钻机成孔，降水井影响半径取值25m，井深不超过基坑地下连续墙，在滤料填充完后，要立即进行洗井，洗井采用井管外注清水循环法工艺，洗井结束前测量井深，清理井底，使井底沉淀小于0.3m。为合理控制承压水水位，将减压降水对环境的影响控制到最低程度，再布置17个减压井(兼水位观测井)，对坑内承压水进行“按需减压”降水。
3.3.2 排水措施
施工过程中排水包括地表排水和地下排水，总的思路是(地)上截，(坑)下排。基坑顶面四周均设置排水沟，水沟宽度为300mm，水沟最浅处200mm，纵向坡度0.15%，排向沉淀池，经沉淀后再排入市管网。基坑底面四周均设置排水沟，排水沟紧靠基坑底边喷锚护坡设置，坑底排水沟宽300mm，水沟最浅处200mm，纵向坡度0.15%，排向集水井。在基坑底、面分别沿纵向每隔30m设一个集水井，集水井尺寸为800mm(宽)×1000mm(长)×1000mm(深)。
3.3.3 降水管理措施
基坑开挖前在降水管井中用潜水泵进行降水，降水后地下水位位于基底以下0.5m。对减压井井内水位进行观测，若基坑外围减压井的水位在16.37m以下时，方可进行土方开挖。专人负责抽水和观察地下水位的变化情况，做好记录。当地下水位超过设计水位(16.37m)1m时，需启动减压井，直至水位降低至15.37m时关闭减压井。
3.4 土方开挖
本工程设计有2道混凝土内支撑(考虑出土及地下室施工阶段加工场地需求，局部有混凝土栈桥)，分别在-2.10m和-8.60m(顶标高)。因此，本工程土方分3层开挖，自上而下，第1层开挖平均厚度3.15m，第2层土方开挖厚度6.50m，第3层土方开挖厚度6.80m。
3.4.1 土方开挖原则
1)土方开挖坚持先撑后挖的原则，支撑梁在土方开挖前，必须达到设计强度。
2)土方开挖坚持以从上到下分层分段的原则依次进行，每一开挖层段分为若干层进行开挖，每一层厚度不超过3m，严禁超深开挖。
3)本工程有混凝土支撑和钢结构格构立柱，开挖时严禁反铲铲斗触碰混凝土支撑和钢结构格构立柱，混凝土支撑下方土体采用掏挖，距离格构柱300mm范围内土及柱内土方由人工清除，以免反铲损伤柱体。
4)坚持安全的原则，开挖过程中应加强对支撑梁应力、基坑周边地面位移和沉降及周边建筑物的观测，如发现位移超过规范允许的范围，应增加观测的频率，并采取必要的加固、卸载等措施，经观察变形和沉降不再扩大后，方可继续土方开挖。
5)每层土开挖采用岛式开挖，即每层土从基坑四周向中心进行开挖。
6)开挖时不得挖至设计标高以下，在设计标高以上暂留厚300mm土不挖，由人工挖除，以免扰动基底。
3.4.2 基坑开挖分层分段
根据本工程基坑特点，在平面上将基坑划分为4个区段，纵向分为3层进行开挖管理。
4 实施效果
本工程基坑深度较深，周边环境和地质情况均比较复杂，地处市中心繁华地段，且地下有原有构筑物，南侧还邻近正在施工的地铁线路，基坑开挖风险极大，对基坑变形和沉降要求高。在基坑施工过程中和使用过程中，对基坑位移、沉降及周边道路和建筑物等均进行了严密的监测，并制订了切实可行的应急措施，确保基坑开挖和使用的安全。
监测结果显示:基坑地下连续墙顶部位移最大值为12.7mm，垂直沉降13.6mm，邻近建筑物最大沉降量为2.5mm，周边道路最大累计沉降量为14.8mm。监测数据均在设计和规范要求的警戒值内，综合各方面情况来看，本工程基坑支护体系选型合理，施工过程质量控制到位，满足了周边复杂环境和复杂地质对基坑的安全要求，实施效果良好，达到了预期的目的。
5 结语
综上所述，深基坑工程施工关系到深基坑工程的施工安全以及建筑工程整体的施工质量，对其施工技术展开研究具有重要的现实意义。在深基坑工程支护施工中，设计人员要结合工程的实际情况，对基坑支护方案进行合理的设计，同时施工人员还要采取先进的施工工艺对基坑支护进行施工，并做好施工质量控制工作，确保深基坑施工的质量和安全，提高建筑工程的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]李海智.深基坑支护工程施工技术[J].中国新技术新产品.2015(12)
[2]罗岳新.深基坑支护施工技术的实践分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2015(07)
论文作者:王宽
论文发表刊物:《防护工程》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/8
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