对深基坑支护技术的分析应用

摘 要：随着我国经济建设的发展，高大建筑的大量涌现。在基坑工程中，既要保证基坑附近建筑物、道路的正常运行，又要预防在施工中的突发事件及应急措施。本文结合工程实例，对深基坑支护技术进行了探讨.

关键词：深基坑支护；开挖；止水；应急措施

引 言

随着我国高层建筑的快速发展，为了建筑结构的安全和充分利用地下空间，促进了深基坑的发展，在深基坑开挖过程中对周围建筑物和地下管线的影响越来越被人们所重视。为了保证深基坑边坡的稳定和减少或避免由于深基坑的开挖而对周围建筑物和地下管线造成不利影响，必须采用安全可靠、经济合理的深基坑支护方案。深基坑支护是一项复杂的系统工程，在工程中，深基坑支护包括挖土、挡土、围护和防水等项目的施工。其中任何一个中间过程的失误都可能导致施工事故。深基坑支护虽属于临时性建筑，但在工程施工中，我们不能忽略了深基坑支护施工的复杂性和风险性，从而避免支护事故的发生。

1工程概况

以某工程为例。本工程地处繁华街区，场地狭小、施工运输困难，环境标准要求高。白天交通拥挤，车辆受交通管制限制，仅能夜间材料进场。环境污染造成扰民将会对正常施工造成影响，昼夜施工期间要保证施工对环境的影响降至最低点。基础较深，面积较大，土方开挖难度大。

2深基坑工程的开挖

在深基坑开挖施工前，施工单位应根据地质勘探的资料和水文气候情况，结合自身深基坑工程施工的经验和现场条件编制施工组织设计。施工组织设计的主要内容包括：基坑的支护、基坑的开挖、施工平面布置图、降水措施、施工监测布置等。开挖综合考虑了开挖过程中基坑的受力特点，不能局部一次开挖到基底，使开挖区土体侧压力急剧释放，引起坑壁侧向位移。除此之外还要有专项施工方案和突发事件的应急预案。

基坑的开挖施工是一个循序渐进的过程，应尽量做到一边施工一边监测，并遵循“分层开挖，先撑后挖，随挖随撑，对称均衡，限时限量”的施工原则，杜绝野蛮施工和盲目施工，并对施工过程加强控制，保证基坑支护安全顺利地完成。承担施工的单位要严格按照经过审批的施工组织设计及相关的施工规程和技术规范进行开挖，同时要加强施工过程中的监测。在土方开挖施工前要充分掌握工程所在地的地质勘测报告、周围建筑物和地下管线等设施的情况。对特殊土质更是要根据土质的不同进行施工组织设计，比如在膨胀土地区施工应避开雨季施工，在开挖过程中要充分关注膨胀土的特点，确保土体含水量的变化不大，避免使基坑支护可能受到土体膨胀压力的影响。在软土地区开挖时，分层深度不宜太大。这是因为如果挖土高差太大或挖土进度过快，就会打破土体原有的力学平衡，使其抗剪强度降低，使土体容易出现水平滑移，增大支护设施的额外压力，最终可能导致支护发生破坏而出现坑壁坍塌。

3 做好深基坑的止水工作

3.1认真分析，综合考虑

在地下水位较高的地区进行深基坑的开挖，地下水会对施工产生一定的危险。特别是在水源复杂地区，在制定止水方案时要充分掌握基坑周围环境地质水文资料，认真分析地下水的来源和成因。在基坑周围建筑密集的情况下，切不可仅凭抽水降低地下水位。这样导致基坑周围土体排水固结引发的周围建筑物不均匀沉降的事故举不胜举。一旦出现这种灾难性的情况将大大增加处理难度。因此，止水要从防水、降水和排水三个方面进行综合考虑。

3.2止水的方式

深基坑的止水有许多方式，一般都是几种方法结合在一起。如有深层水泥搅拌桩连续墙、护壁桩水泥搅拌桩共同形成防渗墙、护壁桩高压旋喷桩组合防渗墙、地下连续墙、深基坑土钉与止水帷幕复合支护、单排桩结合止水帷幕、截水帷幕体系及复合支护等。止水帷幕是高地下水位地区深基坑支护施工中常用的一种止水措施，其施工方法主要是通过高压喷射把水泥浆和含有化学成分的浆液注入到地下，浆喷深层搅拌法和粉喷深层搅拌法通过搅拌把掺加剂(液)和高含水量的土体进行混合，利用水泥（含化学剂）和软土之间产生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的墙，起到防止地下水渗流和加固桩背软土使其能承受侧向压力。在浆喷深层搅拌法和粉喷深层搅拌法施工中要特别注意搅拌桩的施工质量。

通过合理计算确定水泥浆掺加量，一要保证桩体搅拌均匀；二要确保施工桩长达到设计深度后桩头部位还有浆，避免桩头处出现搅而无浆的情况。在土层情况变化较大的地区，施工要严格按设计进行，保证桩的搭接距离和桩身密实，杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的施工质量问题，避免出现因施工质量导致的止水失效。

4 深基坑支护技术分析

经过各种方案的认真讨论，结合工程的地质资料及周边建筑物等实际情况，本工程基坑支护采取混凝土灌注桩、锚杆、锚喷护壁、粉喷深层搅拌止水帷幕联合支护结构体系。

4.1混凝土灌注桩支护施工艺

钻机钻孔前，应做好场地平整，挖设排水沟，设泥浆池制备泥浆，做试桩成孔，设置轴线定位点和水准点，防线定桩位及其复核等施工准备工作。钻孔时，先安装桩架及水泵设备，桩位处挖土埋设孔口护筒，以起定位、保护孔口、存储泥浆等作用，桩架就位后，钻机进行钻孔。钻孔时应在孔中注入泥浆，并始终保持泥浆液面高于地下水位1．0m以上，以起到护壁、携渣、钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作用。钻孔深度达到设计要求后清孔，该工程采用原土造浆，所以清孔时，钻机空转不进尺，同时注入清水，待孔底残余的泥块已磨浆，排出泥浆比重降至1．1左右(以手触泥浆无颗粒感觉)，即认为清孔已经合格。清孔完毕后，立即吊放钢筋笼和水下浇注混凝土。钢筋笼埋设前在其上设置定位钢筋环，确保保护层厚度。水下浇注混凝土采用导管法施工。

(二)锚杆支护施工要点

土层锚杆是一种受拉杆件，它的一端固定在地基土层或岩层中，另一端与工程结构物或挡土桩墙联接，以承受挡土结构的侧向土压力、承压力，利用土层的锚固力维持挡土支护结构的稳定。其施工工艺是利用专用机械，按设计的角度在基坑主壁上钻孔(或掏孔)，达到一定设计深度后或再扩大孔的端部（也可不扩孔），形成柱状或其他形状，在孔内放人钢筋、钢管或钢丝束、钢绞线或其他抗拉材料，灌入水泥浆或化学浆液，使之与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。其特点是：能与土体结合在一起，承受很大的拉力，以保持结构的稳定，可有效地控制支护结构的侧向的变形量；施工所需钻孔孔小，不用大型机械；代替钢横撑作侧壁支护，可大量节省钢材；为地下工程施工提供开阔的工作面。经济效益显著，可节省大量劳力，加快工程进度。

锚喷护壁施工工艺及质量控制措施

开挖：喷锚网支护的特点是边开挖边支护，分层分段开挖。

钻孔：用空气冲击钻成孔，孔径大约14cm，孔深允许误差一20cm，打设角一般为3。～8。，孔位遇障碍物时允许变动。

注浆：配比为水：水泥=l：0．45，并加三乙醇胺0．3%，注浆压力大于0．5MPa，水泥为42．5号普通硅酸盐水泥。

修坡面：注浆后进行修坡面，使坡面平整，严格控制坡面到地下结构的距离。

钢筋网铺设：采用Φ8钢筋，网眼尺寸为200×200的钢筋网，加强筋为14螺纹钢制作，并且加强筋在锚杆头部与锚杆焊接，

喷射混凝土：喷射混凝土之前应埋设控制喷层厚度标记，混凝土强度等级为C20，按配合比要求随伴随用。喷混凝土时喷头与喷射面应保持垂直，宜保持0.6-1.0m的距离，喷射要控制好水灰比，保持混凝土表面平整，无干斑或滑移流淌现象。根据气温条件及时洒水保养。

开挖下层：开挖下层土方时间与上层喷射混凝土强度、注浆强度、地质条件，边壁位移量有关，一般上层混凝土面层喷射24～36h后方可进行下层开挖。

5 施工中突发事件预防及应急措施

5．1 内容

常见的深基坑支护工程施工突发事件包括有：基坑内出现管涌、流沙等；基坑支护局部出现裂缝、沉降；工程所在地连续多日出现狂风暴雨；相邻工地降水、打桩、开挖土方对本工程的影响；开挖中出现地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕等。在深基坑开挖施工中，要事先设立预案，发现有异常，即时拿出相应方案指导施工，并进行跟踪监测，验证方案是否有效，确保基坑及周边环境的安全。当预计事件发生后，应立即启动应急预案及时解决。

5．2 预防措施

在施工中一般做好以下预防措施。为确保止水质量，防止基坑开挖时漏水，止水桩施工前要对施工桩位及临近的障碍物进行逐一清除。为确保基坑不发生漏水和渗水现象，基坑开挖时，要做好桩间土的保护，如发现坑内漏水严重，要先在坑内封堵抢险，同时查明原因，进行整改。必要时可用高标号砂浆在桩间砌砖或在桩间进行挂网喷浆。为确保支护桩施工质量与桩周管线安全，在支护桩施工前，要查明下部管线并进行标注，开挖并架空处理靠近施工区的下部管线。为应对突发事件，现场要储备足够的钢管、水泥、木桩、草袋、水玻璃等物资和潜水泵、压浆机、注浆机等设备。一旦出现险情，马上采取措施控制其发展。为防止周围地下水降深过大，要事先做好灌槽和回灌井。

5．3 应急措施

尽管在施工中以预防为主，力争做到事前控制，但在施工中仍有可能会出现意外情况。因此，要做好相应的处理，确保施工顺利。当出现基坑漏水时，要针对现场情况在坑外采用压密注浆或深层搅拌来进行止水。当止水桩达一定强度后，才可逐步拆除坑内抢险封堵物。在拆除坑内抢险封堵物时，要密切观察原出水处情况。当支护桩出现位移量超过警报值时，应立即停止开挖，甚至需立即用土或砂石料回填反压，防止支护桩位移进一步发展，同时分析原因并采取措施，当措施落实并生效后才能继续开挖。同时要加大基坑及其周边监测频率。当出现周边道路、管线沉降过大时，也应立即停止土方开挖，分析查找原因，并在沉降区及周边采用压密注浆加固土体，采用树根桩加固管道后才能继续施工。当出现道路和管道开裂时，应立即切断相应的气源、水源和电源，配合相关部门修复，并针对原因在开裂区加固土体后再继续施工。

结语

由于深基坑支护的特殊性，经济合理的设计方案往往直接影响深基坑支护工程施工键。而施工单位的整体素质、技术力量是设计方案能否落实的重要因素。因此，工程技术人员在施工前必须对方案进行认真审核，及时与设计人员沟通，充分理解设计意图。这样才能在施工时确保各个施工环节、各道施工工序协调有序，支护工程施工效果良好经济效益高。

作者简介：王鹏，男，出生年月:1962年4月，高级工程师，主要研究方面：施工技术管理。