对深基坑支护设计及岩土勘察技术的分析

【摘 要】深基坑施工具有自身的特点与难点，针对其施工的特殊性要求具体的施工中选用科学合理的施工方式。深基坑支护设计具体包括维护结构搭建、挖土方案、降水方案以及塔吊的设置等方面。基于某环境下的商业楼工程为背景，对岩土勘察、施工技术与方式进行论述。

【关键词】深基坑；岩土勘察；设计

中图分类号：F470.1 文献标识码：A 文章编号：

深基坑施工是一种施工难度较大，影响因素及变化因素较多的建设工程为了保证主体地下结构与基坑施工的安全性，一般采取支护结构、降水措施、土方的开挖与回填等一系列有效的措施。深基坑施工与一般的建筑施工一样可以分为以下几个方面：前期的岩土勘察、工程设计、具体的施工、完工后的质量检测四大环节；施工的工期短，要求三个月完成地下室以及基础的结构施工。

1.岩土勘察技术要点

（1）岩土工程条件。本文选取的工程场地处于复杂的土层段，由上而下分别经历了：0.3-1.2m的杂填土、1.8-3.1m的黏土、2.5-5m的粉质粘土、3-8m的强风化闪长岩等，地下水位埋深为2.5-3m；施工场地的四周遍布建筑物，最近的距离仅为0.5m。

（2）岩土工程条件分析。深基坑支护设计要充分的保证地层结构、水文地质以及分布特点、岩石腐蚀程度等资料完整与准确。在此基础上对以上资料进行分析，从而保证基坑的稳定性以及支护方案合理性。

（3）基坑边坡稳定性分析。评价工作要同时针对于岩土工程的内部因素及工程外部环境进行，避免单纯的依赖于内因或者外因进行评价。内因的考量主要包括水文地质条件、底层结构分布与特征、基坑侧壁岩石风化及软化程度、浸水时的抗风化强度与压实开挖暴露等方面；共层环境的外部因素主要包括工程周边环境的不利因素、外来水体引发的边坡失稳等。

（4）诱发基坑边坡失稳因素分析。突发开挖的重点是确保边坡稳定，而防止塌方或者滑坡主要依赖于土质自身的抗滑能力。威胁基坑边坡稳定性的因素很多，但是主要来自于外部的不力因素。这些不利因素导致土体的抗剪力强度降低，从而引发滑动失稳。而在实际的施工中影响边坡稳定性的因素很多，进行边坡稳定性计算难度很大。为此一般是对影响边坡稳定的各种外在因素进行综合考量，同时借助于施工经验来确定边坡大小及支护设置，从而最大程度的控制边坡失稳。

（5）勘查工作原则。勘查深度不能依据先前的条款来确定，一般是采用开挖深度的两倍来进行。同时这一深度要满足稳定性计算、稳定性评价以及支护设计；施工中如发现场地较小从而限制了勘查范围，此时勘察点的布置要最大化的利用场地条件，同时对开挖边界进行研究。

2.围护结构方案比选

本工程要解决的问题要有两个，即存在覆岩的条件下的基坑支护与排水问题与无放坡条件下的基坑围护、地下管线保护问题。

可供选择的方案有两个：一种是用排桩加止水帷幕的方案；另一种是采用复合土钉墙配合止水帷幕的方案。前者的特点是维护结构的刚度足够大，可以满足垂直开挖的需要，但是成本高、工期长；后者的优点是施工方便、工期短、成本低。结合工程的具体要求与测算，采用后一种方案可以有效的降低造价、缩短工期。因此在综合各种因素的情况下，本工程选用复合土钉墙配合止水帷幕的维护结构。

3.关键围护结构施工技术

3.1 止水帷幕

针对本工程的高水位及软地层的问题，为了避免由于水位的降低而导致的地层沉降，应该采用在基坑的周围设置止水帷幕，同时在帷幕外进行地下水回灌，以确保周围建筑的安全。

常用的止水帷幕为高压摆喷止水帷幕。施工过程中在基坑的四周设置高压摆喷止水帷幕进行挡水。高喷帷幕的连接使用“焊接”式，30度的摆喷，1.2m的孔距。高喷止水帷幕的主要参数设定为：33MPa的浆压，浆流速为90L/min，摆速为18次/min，保证水泥的用量不低于0.1t/m3。

高喷止水帷幕施工过程要注意造孔结束要及时的封堵，下管前要试喷，同时在遇到特殊情况下及时的停止下管。复喷过程要保证至少0.5m的搭接长度，回灌间隔时间在半小时之内。最后及时的清理管路及输浆系统，直至流出清水为止。

3.2 基坑降水

基坑降水要根据理论计算设置足够的管井进行排水，本工程开挖的深度达到11m，在基坑的周围遍布21眼井，基坑内安排3眼，同时注意避开柱基与墙基。如出水量较大可以增设盲沟，够宽度、深度分别为50cm、30cm，用混凝土或石子回填10cm，同时与积水井连接，便于排水。

3.3 基坑回灌

基坑回灌的目的主要是防止地下水位降低对周围建筑物的影响。可以采用将软管直接与回灌井相连，确保周围的地下水稳定。

3.4 边坡支护

本工程采用的复合土钉墙支护方案，沿边坡依次设置三道应力锚杆、一个预应力锚杆。锚杆的倾角与成孔直径分别为10-15度、150mm，注入的浆压为0.25-0.5MPa，科学设置各杆的位置。

4.采用栈桥式分层挖土方案

挖土作为工程的重要阶段，同时存在很大的隐患，如果施工过程不注重科学的挖土方式很容易诱发塌方等事故。挖土方案应根据开挖场地的土质及周围的保护措施科学选取，本工程选用的是栈桥式分层挖土方案，经理论分析这种方案可以满足多种的围栏设计需求。挖土过程还要兼顾保护桩位与基底土质，控制基坑变形量等问题。 因此有必要采取以下的措施：

（1）挖土之前要保证基坑降水深度在挖土深度2m以下。为了测量水位的准确，建议采用观测井测定，已达到数据可靠的目的。

（2）保证混凝土质量。设计用的混凝土的强度必须达到70，为了提高进度可以使用早强混凝土或者通过提高混凝土等级的措施。

（3）基坑的挖深同步下降。次措施是为了避免因为单面的挖深大而导致的两侧压力不等，进而造成整个基坑向另一侧倾覆。因此挖坑要从中间向四周均匀的蔓延，保证基坑的稳定性。

（4）坑底留土。留土的深度不低于50cm，还可以加铺走到版，以此避免挖机的移动对于桩位的影响。为了有效的控制滑坡及桩位的移动，每一阶的土台阶必须保证一定的宽度和坡度。

5.深基坑施工技术经验

监理项目部要本着科学、负责的态度，结合工程的具体情况制定实施细则，包括环境调查与风险评估两个重要部分；监理要认真的研读图纸的设计意图，在熟悉各种方案的优点与缺点时，对于制定的专项施工方案提出修改的意见；基坑的维护结构作为临时的保护结构同样要予以重视，特别是对于使用的水泥、钢材进行抽样检测，敦促各单位严把质量关，否则验收不能通过；如果检测中发现施工中隐患及时的下发整改通知；不仅工期要求施工的效率，同时土体所具有的蠕变性质也要求抓工期。工期持续的时间越长，土体的强度就越低，进而降低坡的稳定性。

6.结束语

深基坑施工的质量决定于设计方案与实施过程的科学性，特别是对于维护结构的设计更是关乎到整个施工的质量、工期的重要环节。施工完毕要对工程进行检测，验证各项的指标是否符合设计的要求与规范。同时对于经验的借鉴与新经验的总结也具有很大的实用意义。