浅析基坑工程支护施工工艺

【摘要】本文结合工程实例，对建筑工程基坑支护结构设计和施工要点进行了浅析，并提出了基坑工程设计、施工需要改进的意见和建议。

【关键词】基坑工程；支护施工；监测

高层建筑发展迅速，促进了基坑支护技术的发展。各地在基坑开挖和支护技术方面积累了丰富的设计和施工经验，新技术、新结构、新工艺不断涌现。但是目前，在基坑工程中发生的工程事故概率要比主体工程高得多，因此，基坑支护的施工问题工程技术人员应予以高度重视。

1 工程概况

某建设项目总建筑面积为13.6万m2，其中检测组团一(质检)单体建筑面积3.6万m2；检测组团二(纤检)单体建筑面积2.5万m2；检测组团三(能源检测)单体建筑面积1.5万m2；科研综合管理组团单体建筑面积2.4万m2；预留实验室建筑面积3.6万m2。

1.1 本场地与基坑工程相关的土层自上而下分布

1.1.1 素填土：黄红色，湿，松散，为人工近期堆积，主要由粉质粘土组成，上部含少量碎石，层厚1.00～3.40m；基坑设计参数：C=10kPa，φ=8°，r=17kN/m3。

1.1.2 淤泥质土：灰色、灰黑色，有光泽，饱和，流塑状，局部含腐朽植物、贝壳及粉细砂，干强度中等，韧性中等，顶板埋深1.00～32.50m，层厚0.60～10.80m，实测击数1～3击；基坑设计参数：C=8kPa，φ=4°，r=16kN/m3。

1.1.3 粉质粘土：黄红色，稍具光泽，湿，可塑状为主，局部硬塑，粘性一般，含多量粉细砂，干强度中等，韧性中等，顶板埋深3.40～32.00m，层厚0.60～14.10m，实测击数5～13击；基坑设计参数：C=15kPa，φ=10°，r=18kN/m3。

1.2 本场地水文地质条件

场区东侧红线5m外存在一宽约8m的河流，同时由于场区存在透水砂层，故该河流水体与场区内水系联系紧密。

2 基坑支护结构设计原则

2.1 场地现地面相对标高约-1.30m，基坑底相对标高为-5.00～6.10m，故本基坑开挖深度为3.70～4.80m。±0.000为绝对标高8.30m。

2.2 本项目地下室周边环境开阔，地下室10m范围内并不存在建筑物与市政道路，结合本基坑开挖深度与周边环境情况，本基坑安全等级为二级。

2.3 围护结构平面布置应满足地下室边墙外界尺寸要求，并按规范允许的支护结构受力变形、施工误差等要求进行放线施筑，深度应满足地下室净空要求。

2.4 基坑支护结构应方便基坑开挖、地下室结构及防水层的施工。

2.5 施工阶段支护结构最大水平位移控制值为45mm，报警值为35mm。

2.6 基坑支护结构仅作为地下结构施工的临时支护结构，设计使用年限2年，开挖完成后暴露时间不应超过一年，否则应会同施工、监理和设计单位视现场情况采取相应的加强措施。

3 基坑支护结构设计

根据场地地质条件、基坑深度、面积和周边环境，按安全可靠、经济合理的原则，基坑支护结构设计如下：

3.1 由于基坑周边场地开阔，故采用顶部放坡(局部直立)+多排搅拌桩重力式挡墙的支护方案。

3.2 本基坑的设计共分11个剖面，根据对应最不利钻孔资料的计算结果并结合类似工程的经验进行支护结构设计。

3.3 如基坑开挖时边界条件发生变化或土层情况与地质勘察资料不符时，基坑支护设计将作相应的修改。

4 施工要求、施工工艺及注意事项

4.1 施工要求

4.1.1 支护结构施工前，应仔细查明场地范围内的地下管线情况，并会同建设、监理、设计单位和管线权属部门共同研究，确保管线的安全和正常使用。

4.1.2 支护结构施工前，应仔细查明场地周边的可能地下障碍物，并会同建设、监理、设计单位共同研究，确保搅拌桩、钢管及放坡施工的可行性。

4.1.3 在基坑开挖过程中，必须做好基坑顶部截水及基坑内部排水工作，保证坑底不被长时间浸泡。

4.1.4 在基坑施工过程中，应控制支护结构10m范围内的地面堆载不得大于10kPa，设计出土口不得大于20kPa；坡顶排水沟外侧应做硬地化，且厚度不少于100。

4.1.5 基坑应按设计工况进行分层、分段、对称开挖，严禁超挖，以保证支护结构受力均衡。

4.2 搅拌桩施工方法及施工注意事项

4.2.1 搅拌桩按下列顺序进行施工

（1）桩位放线开挖导槽，槽深宜为0.8～1.0m，宽度比桩径增加200。

（2）施工机械就位。

（3）制备水泥浆。

（4）搅拌桩施工(工艺采用4搅4喷法)。

（5）施工机械移位。

4.2.2 搅拌桩施工参数应符合以下要求

（1）施工前做工艺性试桩，以确定各项目施工技术参数，其中包括：灰浆水灰比、灰浆泵压力、料罐和送浆管压力、输浆量等。

（2）水泥标号42.5R，水泥浆水灰比为0.5～0.65，每米水泥用量65kg，施工时宜用流量泵控制输浆速度，注浆泵出口压力应保持0.5～0.6MPa，输浆速度应保持常量。

（3）搅拌桩提升速度不可超过800mm/min。

（4）搅拌机机架安装就位应水平，导向塔垂直度偏差不得超过0.5%，桩位偏差不得大于30mm，桩径偏差不得大于2%。

（5）桩体施工中出现停浆时应保证搭接长度不小于1m，搭接时间间隔不应大于24h，否则应采取局部补桩或注浆措施。

4.2.3 注意事项

在开挖基坑土方前，搅拌桩必须达到30d龄期，且要达到1.0MPa设计强度，基坑开挖可通过流水作业施工实现上述搅拌桩龄期要求。搅拌桩外侧钢管需成孔后下放，随后注浆处理，注浆体强度不得低于M20。

5 施工工序说明

5.1 基坑顶部按图纸要求修坡，并设置喷砼面层。

5.2 施工工程桩边桩(中部工程桩可同时施工)。

5.3 待工程桩边桩施工完毕后紧随施工搅拌桩，并完成内插钢管及压顶板施工。

5.4 待搅拌桩龄期及强度达到设计要求后开挖下层土方，但水平开挖范围不得大于20m。

5.5 若基坑底需做换土处理，换填厚度不得大于300mm，否则需报设计复核验算，同时每次换填范围不得大于10m。

6 基坑监测与检测

6.1 安全监测工作应委托有资质的专业监测单位承担，施工单位应采取有效的安全监测措施。

6.2 施工中应遵循“动态设计，信息化施工”的原则，及时将监测数据提交设计人员，监测报告必须要有评价意见，应会同设计人员共同分析监测数据，必要时应调整设计方案，提出加固措施。

6.3 各监测项目在基坑施工前应测得稳定的初始值，且不应少于两次。

6.4 本基坑工程监测内容及监测要求，应由监测方在施工前提出方案，经业主、设计及监理方确认后实施。

6.5 基坑监测要点：

（1）水平位移监测：在基坑周边每20m设置一个水平位移观测点，监测点应设置在坡顶或压顶板上，综合楼设置27个，能源楼设置16个，标准实验楼设6个，纤检楼及质检楼各设8个；变形控制值为45mm，报警值为35mm；各边变形值每天发展不可超过3mm。

（2）地下水位监测：沿基坑周边设置水位观测井，综合楼和能源楼各设置6个，标准实验楼设2个。

（3）上述各项监测工作的时间间隔应根据施工进程确定，在开挖及底板施工阶段应两天一测，其余情况下最多可延至5d。每次的监测结果及施工单位的处理意见，必须及时向业主、设计、监理单位如实报告。

（4）在基坑使用期间，如果监测数据不能满足要求应及时报告有关单位，并分析原因及采取措施。

（5）上述各项检测和监测工作具体由建设单位委托一家有资质的单位做相关的方案设计。

7 基坑应急预案、抢险与加固

7.1 基坑开挖前，应预计事故发生的可能性，做好基坑抢险加固的准备工作。储备止水堵漏的必要器材和加固用的钢材、水泥、编织草袋等。地下室完成至±0.00前，基坑安全工作应列入工程管理的主要任务范畴。

7.2 本基坑靠近建筑和道路，应对其采取有效的保护措施和应急预案：①基坑周边顶部要进行硬地化处理，做好基坑周边雨水截流，防止地表水流进基坑；②为避免局部的渗漏而造成的基坑积水，应在基坑内设置排水沟和集水井，当支护结构出现渗漏水的情况时，应采取有效的堵漏止水措施；③如果由于基坑漏水、流土、流砂、坑内降水或开挖而造成坑外地面或道路下沉、建筑物倾斜开裂、管道爆裂时，应立即停止坑内降水和挖土，并立即用粘土、水泥土浆液等材料处理止水帷幕的渗漏；③根据基坑监测结果，及时反馈信息；⑤当基坑支护结构变形超过允许值或有失稳前兆时，应按下列规定立即采取加固措施：

7.2.1 当支护结构变形过大明显倾斜时，先进行回填反压再作处理；也可视情况在坑顶外挖土卸载；

7.2.2 当超前支护踢脚失稳时，应立即停止土方开挖，在坑脚回填反压，待基坑稳定后再作妥善处理。

7.2.3 当基坑周围建筑物发生严重开裂、倾斜时，应立即组织人员紧急疏散，同时上报上级主管部门。

8 结束语

总之，基坑工程是建设工程施工中内容丰富且富有变化的领域，是高层建筑工程施工中最为复杂的技术领域之一。它不仅要保证施工过程中的稳定，而且要严格限制周边的地层位移以确保环境安全。因此，基坑工程设计与施工必须要引起高度重视。在做好数据、资料整理积累的同时，提出问题，解释问题，解决问题，争取有所创新，有所突破。

参考文献

[1]张钦使，某深基坑工程支护施工技术应用[J].建筑安全,2008.10

[2]祁勇. 高层建筑深基坑施工技术浅析[J]今日科苑, 2010.17