建筑工程深基坑支护技术研究

摘要:随着高层建筑的建设规模不断加大,深基础及其支护技术也得到了广泛地应用。本文从基坑支护、降水、土方开挖、监测等方面介绍了深基坑施工技术，保证了深基坑顺利完成和周围环境的安全。

关键词:深基坑；降水；土方开挖

Abstract: With the scale of the building continued to increase, the deep foundation and its supporting technology has been widely applied. This paper introduces the construction technique of deep foundation pit supporting, from precipitation, earth excavation, monitoring of foundation pit, the deep foundation pit successfully completed and environment safety.

Key words: deep foundation pit excavation; precipitation;

中图分类号：TU74

前言

随着我国经济的不断增长，高层建筑越建越多，深基坑也随处可见，基坑工程呈现出窄(场地狭窄)、近(工程距离近)、深(越来越深)、大(规模和尺寸大)等特点。如何保证深基坑施工的安全,同时又能降低造价,是值得研究的课题。

1．基坑施工

深基坑工程施工的关键工序是土方开挖和降排水,必须慎重对待。由于基坑自土方开挖就处于动的状态,支护结构的受力状态、大小、位移变形都随着开挖深度的增加而增加,而且由于软土流变特性,随着基坑暴露时间越久,基坑支护体系的位移变形越大,稍有不慎随时都可能会发生事故。

2．深基坑施工技术控制要点

2.1 深基坑施工的技术控制

在深基坑的施工过程中主要有挖土方、挡土方及围护措施等相关建设，在施工过程中必须对每一个细节进行严格控制，以防影响其他环节或给工程带来不良事故。一般在挖掘土石方施工前要对周围的建筑物、构筑物或施工场地收集相关信息，收集后做深入分析，针对特殊地质尤其是软土层，其开挖深度不宜大，若挖土太深或速度过快，很容易对施工现场造成失衡状态，降低土体的整体强度与稳定性，极易导致土体的大量滑移，既不利于对工程施工的监督与管理，又拖延了施工的进度，还可能带来工程的坍塌事故。

2.2 深基坑周围的防水与止水处理

深基坑的施工，通常会选水量较少的季节进行，水量对工程施工的影响非常大，尤其是在地下水位较高的地区，要切实做好防水施工处理，常见的地下水来源主要有上层滞水、承压水以及雨水、渗漏的管道内水等，要实时考虑对基坑施工过程中的排水、防水止水工作，针对地下水的成因做深入的分析并实施可行的处理方案。对于周围有建筑深基坑的现象，则通常会采用以堵为主、以抽为辅，两者进行有机结合，从而达到防止基坑周围土体的滑落与流失，也减少了上部整体建筑物的不均匀沉降，这样即减短了施工所耗费的时间，缩短了工期，又降低了施工处理的难度。

2.3 深基坑施工殊性项的施工与处理

建筑施工是一个投资大、周期长、投入人力较多的过程，在施工过程中经常会发生突发事件。对于深基坑的施工而言，则要做好应对突发事件的各项专业技术准备。突发事件主要有以下这几类：基坑内出现管涌或流沙等现象；基坑支护的局部出现明显裂缝与大面积的不均匀沉降；气候出现异常情况，出现持续多日的狂风暴雨等不良气候；相邻施工段之间的影响较严重，如降水、打桩以及土方开挖等施工工序中；地下有障碍物影响了基坑结构或止水帷幕等的施工。在类似的事件发生后，要及时启动预先准备的应急预案，并尽快提出相应的解决方案。

3.工程项目实例分析

3.1 工程概况

某工程地上十六层,地下一层。基坑平面尺寸为83.65m×53.70m,开挖面积约为4500m2,大面积开挖深度为9.45m,中部楼电梯井剪力墙筒芯处承台加深3.9m,形成“坑中坑”。支护体系设计上采用内撑式排桩支护结构:支护桩为ф700钻孔灌注桩,水平内撑为两层钢筋砼结构,支护桩间采用ф00高压旋喷桩做止水桩。本工程场地地势较平坦,平整后标高约为6.60m,根据岩土工程勘察报告,场地土层由上往下分为:①杂填土:厚度0.80m-2.10m；②粉质粘土:厚度0.80m-2.70m；③淤泥:厚度一般3.00m-8.60.m；④中砂夹淤泥:厚度一般0.90m-7.30m；⑤淤泥夹中砂/中砂夹淤泥:层厚一般16.15m-22.40m；⑥砾砂:厚度1.50m-6.70m。

基坑开挖范围内岩土层主要为①杂填土②粉质粘土③ 淤泥④中砂夹淤泥,

坑底土层主要为④中砂夹淤泥,局部为③淤泥。

场地地下水的稳定水位为5.05m-5.87m,对基坑开挖有影响的地下水主要赋存于第①杂填土的上层滞水及第④中砂夹淤泥中的微承压水,根据抽水试验,④中砂夹淤泥层的渗透系数为3.7m/d,水位埋深6.8m-8.0m。

3.2 基坑施工

3.2.1土方开挖措施

基坑开挖采用分段、分层相结合并以分层为主的开挖方法,分层开挖厚度严格控制在2m之内；开挖至水平支撑位置后,及时跟进支撑系统钢筋砼的施工,以尽快形成水平支撑体系；在支撑系统砼未达到设计强度等级前,严禁进行下一道土方的开挖。施工中配备专职人员进行测量控制,及时将基槽开挖下口线测放到槽底,以控制开挖标高,避免超挖。坑底标高以上200mm-300mm留作保护层,采用人工开挖,以保持坑底土体的原状结构、避免坑底超挖。开挖保护层时集中劳动力和配套设备,开挖一片,铺设一片垫层,以避免人为及自然因素造成扰动,减少坑底土的暴露时间,及时在坑底形成水平支撑,避免发生支护桩“踢脚”及坑底土体隆起等现象,确保基坑的整体稳定。

3.2.2降排水措施

对于地表水,采取沿基坑支护桩冠梁边做环形排水明沟,以防地表水倒流入基坑。对于坑壁渗水,设计上虽采取止水措施,但止水桩位置不可能准确无误,坑壁渗水在所难免,预防上采取堵和疏相结合的办法:在第二道支撑梁上沿基坑四周设置扁槽砼排水沟,并于坑底四周及后浇带位置设置卵石铺设的盲沟、盲井,当坑壁渗水量较小时,用干海绵和导流管进行疏导,有组织地排到集水坑；当坑壁的渗水量较大时,将该处土体适当暂时保留并压实,以平衡基坑内外水头压力,再通过注浆措施将渗水堵死。由于基坑底部大都位于含有微承压水的中砂夹淤泥层,水位较高,渗透性大,采取轻型井点辅助降水措施,在施工第二道支撑梁时即进行管井降水,初期出水量约3600m3/d-4200m3/d。同时加强对周边建筑物、道路等的监测,密切注意降水对周边的影响。

3.2.3监测措施

在基坑开挖过程中,加强对支护结构体系和基坑稳定性监测,做到每一深挖土步骤都要进行监测,然后对监测值(桩顶位移、桩侧斜、沉降)进行分析,若监测值发生突变,说明基坑支护结构承受过大的压力,需要放慢挖土速度或立即停止挖土,待基坑变形稳定后,方可继续进行施工。通过上述措施,基本上实现基坑周边无堆载,坑壁无重大渗漏现象发生。随后的监测数据表明：基坑坡顶水平位移及土体深层位移的增长非常缓慢,完全控制在设计许可的范围之内。

4􀀁监测结果

支护桩顶最大水平位移累计值为17mm,最大竖向沉降累计值为10.3mm；支护桩最大深层位移累计值为15.38mm,表明支护结构稳定性较好,基坑处于相对安全的状态。而周边道路、建筑最大竖向沉降累计值分别为42.6mm及64.6mm,相对较大,表明基坑降水对周边环境有一定的不良影响。

总结

本工程一开始就十分重视土方开挖和地下水问题,备有应急预案,以应对复杂问题。由于各项措施有效,基坑施工取得成功。本工程的支护结构本身变形不大，但由于基坑降水措施，对周边产生较大影响，采用坑外回灌措施后，周边环境变形得到一定控制。

参考资料：

[1]上海建工集团股份有限公司.深基坑工程施工技术[M].上海科学技术出版社,2012.01

[2]刘建航,侯学渊,刘国彬,王卫东.基坑工程手册[M].中国建筑工业出版社,2009.11