浅谈深基坑支护与开挖

摘要：在岩土工程领域中，基坑工程是一个古老而又有时代特点的课题。大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现，促进了深基坑工程的发展。本文结合青海黄南坎布拉酒店工程基坑支护工程为实例，介绍了深基坑支护工艺技术的使用为以后类似工程实践提供借鉴和参考。

关键词：基坑支护 锚杆 混凝土

1 工程概况

青海黄南坎布拉酒店位于青海省黄南藏族自治州尖扎县坎布拉镇，整个工程分为三个体块，主楼A（右部分）、主楼B（左部分），另外一个体块为二层附属用房。总建筑面积为29013.69平方米。地基土在控制深度内自上而下依次为：①杂填土。②黄土状土。③卵石。④片麻岩。

①杂填土（Q4ml）：灰褐色，稍湿，稍密。②黄土状土（Q42al+pl）：褐红色，土黄色、可塑。③卵石（Q4lal+pl）：青灰色、灰白色，稍湿，中密。④强风化片麻岩（pt）：棕红色、灰褐色、粗细粒结构，块状构造，节理裂隙发育，岩芯多呈碎块状，少量呈5-15cm短柱状，不连续，手掰易碎。层顶埋深13.6-30.5m，层厚4.2-6.5m（未揭穿）。

根据勘察报告，本工程场地持力层为第③层卵石，地基承载力标准值为fak=400Kpa，整个施工场地局部如有软土层，开挖至此时，应将软土层挖除，再采用级配砂石进行回填夯实，压实系数≥0.97，标准冻结深度为820mm。

2 施工安排

2.1 土方开挖总体施工安排 本工程场地位于黄河右岸高阶地中间部位，阶地类型为基座阶地，地形南高北低，高差为6.5m。场地在勘探范围内未发现地下水，不考虑地下水影响。基坑采用分级放坡并加设开挖平台的无支挡工艺进行开挖（由于现场场地狭小，局部采用排桩支护形式）结合地上施工总体部署，将基坑划分上下两层。

2.2 施工流程和施工顺序 本基坑开挖顺序：先由东往西开挖，将一层部分开挖完毕后再从西往东开挖二层部分，本工程将基坑划分为四个区段。

2.3 主要机械设备计划

2.4 土方工程施工部署安排 由于现场场地标高比较复杂，为保证土方开挖的顺利进行，防止塌方等不利现象的发生，我们采用土方开挖与边坡修整交替进行的办法（支护部分边开挖边支护的方法）。每挖1.5m深进行边坡修整，反复交替进行，直至坑底。具体流程如下：

（无支护）开挖线放样第一步土方开挖第一步修坡开挖下一步土方下一步修坡直至基坑底。

（支护）开挖线放样第一步土方开挖第一步修坡边坡支护开挖下一步土方下一步修坡边坡支护直至基坑底。

①坑底预留200mm人工清底，以减少雨水和太阳暴晒对土层的扰动。②开挖过程中时时测量挖深，通过放坡系数计算该挖深处的下边缘位置，并由测量人员撒出白灰线进行控制。③如果到达坑底后发现基底土层与地勘资料不一致时立即通知业主、监理、设计以及地勘部门，以便及时采取措施。④坡道处土方收尾采用长臂挖土机进行挖土，装车运走。⑤在进行二层土方开挖时，基坑内预留坡道，并根据土方动态进行留设。⑥为保证达到土方文明施工要求，避免土方运输车辆泥土污染市政道路，在现场出入口边设置专用沉淀池，现场道路作地面硬化处理。⑦基坑开挖、支护连续施工，尽量减少土体暴露时间，做到支护不过夜，在完成上层作业面支护的各项操作前，不进行下层深度的开挖。⑧基坑开挖开始前，基坑周边设置监测点，间距约30m，基坑开挖支护过程中，每天监测1次；基坑土方开挖及支护完毕后，第一周内每两天监测1次，第二周内每5天监测1次，以后每10天监测1次，直至基坑回填。⑨基坑开挖必须遵循“由上而下，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，开挖后的边坡段用人工及时修整，清除待喷面上的松散物，以便挂网喷浆。⑩基坑周边1.5m范围内地面内严禁额外堆放荷载及施加动荷载，1.5m以外堆载不超过10KPa。

2.5 卸土场及土方运输路线 由于后期工程即将开始施工，为确保现场运输流畅，不影响后续工程的施工，将约20000m3土方堆放到现场外侧，预留以备回填。在进行堆土时制定车辆在场内的行驶路线，保证土方顺利开挖。

3 深基坑支护稳定性分析及措施

实际工程中支护结构刚度对基坑整体稳定性的影响最为重要，表现为其对侧向位移的敏感程度高，所以可将地连墙刚度减小引起的墙体侧向位移量作为本基坑整体稳定性的主要控制标准，在施工中应注意以下几点：

3.1 锚杆钻孔应按设计倾角和孔深进行 钻孔时如果遭遇障碍物发生无法钻进的现象时，根据现场情况改变钻孔的方向。若钻孔深度难以满足设计要求，则可以根据锚杆抗拔力等同原则在该孔周边实施加固补强；当遇到软土层时可以适当地加大倾角，把锚杆嵌入持力土层，嵌入前首先要进行清孔工作，保证孔内干净清洁。在下锚杆的过程中，应该将注浆管、止浆袋和锚杆一同放入孔洞当中，参考实际的注浆状况进行多次注浆，这一过程中要严格把握砼配合比，并保证浆液可以充满孔壁，使锚杆拥有充分的抗拔性。喷射混凝土时务必保证砼厚度合乎设计指标，并搅拌均匀，尽量采取由下而上地实施喷射。三天后对锚固体进行检测，若强度超过设计强度的70%，方才可以开挖下一层土方。

3.2 注意地下水或自来水或排水系统水患的影响 在基坑的开挖过程中，由于地下水环境的复杂性或管道漏水、排水系统出现问题时，所导致的水患会给基坑工程稳定性带来不利影响。因此，针对地下水患问题，施工人员要参考地质勘察报告以及周围水文环境，在确定是采用降水方案还是防渗保水方案时务须谨慎对待，以免施工不当对周边建筑构成损害。一旦发现地下管道存在漏水行为，施工单位应马上采取应对措施，如对管道进行补修、加固、防渗甚至改道等，以防止因为土壤液化而引起的滑波。放坡开挖阶段，应该对坡顶、坡面、坡脚实施降排水措施；此外，基坑周边还要设置排水沟系统，以免地表水渗透而流入坑内。

4 土方施工

4.1 土方开挖施工方法及工期 采用机械开挖，由两台反铲挖土机施工。配备15辆20m3自卸卡车进行土方外运，弃土地点距现场5.3公里处，并由铲车在弃土地点进行土方整平。土方量约80000m3，工作高峰期按16小时/每天，计划每天平均挖土量为4000m3，需20天完成。

4.2 土方开挖技术措施 土方开挖前根据坐标撒出基础边线，根据放坡比例参照土方开挖图撒出下口线、上口线。放坡：整体放坡坡度为1：1，局部放坡坡度为1：0.7后采用单排桩支护。挖土整体思路是先挖除一层部分，预留2000mm宽的缓坡平台，再将二层部分开挖至设计标高，第一层为非湿陷性黄土；第二层为卵石层。底板垫层外预留500宽操作面，操作面内挖排水明沟，转角或高低差处不大于10m处挖一积水井。积水井为直径500、深400土坑。明沟为300宽、300深土槽，内填碎石，以免被掩埋并保证坡脚稳定。①挖至基底时预留200mm，人工紧随进行清槽，将清除的土方送至反铲半径之内带弃。②为确保开挖后及时地排出强降雨水，在两端（长轴方向）处各设置一个直径为3m深度为5m的深集水井，进行排水。西宁市暴雨强度公式：Q=461.9（1+0.993LgP）/（t+3）0.58（L/s.ha）。雨水设计重现期采用两年，设计雨水量为93.1L/s，采用4台175QJ50潜水泵（流量为50m3/h；扬程24m）进行排水。③挖至基础承台处在基底事先撒出灰线，由机械开挖人工清理。④如遇薄弱土层或不慎超挖之处采用级配砂石填充。⑤采用边开挖、边清土、边验槽并立即浇注垫层的快节奏施工法，清理二分之一时就要进行验槽和浇注垫层工作，避免地基土长期暴露和遇雨浸泡。

5 结束语

基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分，特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两方面着手，确保质量。深基坑施工的安全可靠，直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。良好的基坑支护施工技术，是整个工程施工顺利的前提与保证，是整个庞大工程的重要开端。因此，加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。

参考文献：

[1]陶方.对深基坑工程支护技术的论述[J].四川建材，2009.

[2]李松.建筑基坑支护工程安全的影响因素分析[J].黑龙江科技信息，2010.

[3]刘学渊.基坑工程手册.北京：中国建筑工业出版社，1997.