浅谈深基坑支护工程施工技术

浅谈深基坑支护工程施工技术

唐铎

广西壮族自治区建筑科学研究设计院

摘要：深基坑支护是建筑施工中重要的一个环节，它的施工质量以及施工的顺利完成对整个工程后期的施工和工程的质量都有决定性的意义，然而由于基坑支护在施工中受到外部因素的影响较大，以及随着我国经济的快速发展，建筑类型的变更速度快，所以迄今还有没有一套较为成熟的基坑支护结构应力计算的方法，本文对深基坑支护结构的施工技术以及涉及的各方面因素进行理论探讨，为同行提供参考作用。

关键词：深基坑支护；土方开挖；沉降观测

1目前深基坑支护存在的问题

1.1支护结构中土质的物理稳定力学参数选择存在很大变量

深基坑施工中，地基部分的土质所能承担的压力大小以及稳定直接影响建筑的安全系数，由于我国的地缘跨度大，各地的土质存在较大的差异，要精确的计算出土质的压力还存在理论和技术上的困难，目前采用的主要是朗肯公式和库伦公式，关于土体的物理参数选择也是一个同样复杂的问题，主要是因为在基坑开挖后，含水率、粘聚力和内摩擦角三个参数都是可变值，很难准确测定计算出支护结构的实际承受力，在支护设计中，如果对土质的物理参数取值不准确，将会造成很大的设计偏差。

1.2基坑土体的取样具有不完全性

在进行基坑支护设计前，必须对施工场地的土质进行勘测取样分析，以便了解土质的物理力学参数，为设计合理科学的支护结构提供数据参考。通常在开挖范围内，要进行钻样比较，了解整个开挖范围内土质的同一性、差异性，但不能钻孔太多，以避免增加无谓的工作量和影响土质的稳定性。正因为如此，取得的土样具有不完全性，一般的土质由于地壳运动以及后期认为的生产活动导致土地会有不同的变迁，所以不管怎样取样分析都无法规避分析结构的随机性这一特征。[1]

1.3开挖中空间效应的考虑不全面

大量深基坑开挖施工的案例表明：基坑周边土方向基坑的坍塌位移是中间大、两边小。基坑边坡的稳定性通常是长边的剧中位置发生，这就需要基坑开挖中必须考虑空间力学最合理。通常深基坑支护结构设计多数考虑的是水平面的土方稳定问题，对于施工中碰到的一些超长条基坑来说，出于平面的应变假设是合理的，所以在设计之初必须考虑基坑的空间效应，对于没有考虑空间效应就进行开挖的需要对支护方案进行适当的调整，以适应开挖空间效应的要求。

1.4支护结构应力计算与实际受力不符

支护结构的实际受力受到多方面因素的影响，而目前采用的基坑支护结构应力计算仍然是基线平衡计算，该计算方法在一些特殊的支护结构中不能适用，理论上讲完全符合要求，但在实际应用中则不能满足要求；计算方法在理论上不成立，而在实际中却可以投入使用，这也说明支护结构除了理论计算外，仍然受到实际应用中各方因素的影响。

2深基坑支护设计规范

基坑支护结构设计要根据现场施工场地的具体情况制定科学的施工方案，符合基坑侧壁的施工规范，保守合理地制定设计方案，具体有以下几点应特别注意：

（1）充分了解施工场地的土质、水文，并采用新技术、新的理念，结构具体现场施工状况具体分析，不能生搬硬套陈旧的设计理念，工程建造是一项实践性很强的生产活动，场地的不同、不同区域的设计质量标准不同，这些都需要设计者根据具体规范进行设计。

（2）重视支护结构使用材料以及理念的研究，力求将最准确的实验研究成果更快的应用到实际中。正确的理论必须经过反复的实践，由于我国改革开放以来的经济的迅猛发展，导致多数的工程学理论都是来自西方，本土关于该方面的研究少之又少，所以在理论研究这一块，还需要新一代的专业人士进行理论探索研究，值得提出的是我国经济的迅猛发展，积累了大量的工程施工资料，这些都将会个从事基坑支护研究的学者提供大量的案例以供研究。[2]

（3）勇于创新。设计支护结构，应具体情况具体分析讨论，力求最科学合理有效的设计方案。在基坑施工中，各个支护结构都是各有其作用又相互关联，这就要求必须从全局出发，要有整体思维。基坑支护作为一种特殊的稳定结构，不同风格功能的建筑，不同的地质水文，都需要设计者对书本上的设计规范进行适当的修改，以满足实际需要。

3深基坑支护施工要求

3.1施工特点

技术手段要具有可行性，保证基坑支护可以保证基坑施工的顺利进行。一些超大型建筑位于城市的城市中心，周围的建筑物非常多，地下涵洞管道错综复杂，所以施工时必须与有关部门联系，了解这些管道的分布，以便在施工中绕开或者合理避开，以保证这些管道不被施工破坏，在土方开挖上，还要顾及开挖后是否对周围建筑的地基稳定造成影响，必要时需要采用措施避免这一情况的发生。在基坑开挖上，还要注意地下水回渗问题，所以在开挖的时候要根据地形制定运用截水、降水、明排、回灌等手段来控制地下水对建筑基础稳定的影响，保证施工安全以及基础施工的质量。

3.2施工工艺流程

通常深基坑的支护工程的施工工序如下：测量放线→Φ1000、Φ800钻孔灌注桩（支护+角钢格构柱）→第一层土方挖运（挖至-3.0m处）→喷锚（C20喷射砼）及排水沟→钢筋砼冠梁及支撑→养护→土方挖运→桩间喷锚C20砼。[3]

3.2钻机定位、成孔

成孔设备一般都是配备两台，同时因为土钉倾角的原因，需要对钻机进行具体的改造。基坑开挖采用分层开挖的方法，做到边挖边进行土钉施工，以避免土钉曝露时间长发生坍塌，影响施工进行。

3.3通常土钉锚钉以及孔内注浆大部分土钉尺寸为Φ8长30cm，土钉锚钉的安装与孔内注浆大部分土钉为孔内注浆采用水泥浆灌注，胶结材料为P·O32．5水泥，水灰比W/C=0.45～0.55，采用气压式注浆方式，将注浆导管底端插入孔底后开始注浆，待孔口溢出水泥时将导管缓慢撤出，边拔边注浆，以保证孔中气体全部逸出，直至全孔注满浆液为止。

3.4冠梁、环梁及支撑梁

冠梁施工应在边坡支护桩砼养护28d后进行。施工前应将桩顶的砼浮浆凿除，并控制桩顶标高达到设计要求。支护桩顶部钢筋进入冠梁的长度≥35d。而后在清除桩顶浮土、杂物的基础上才可进行冠梁钢筋绑扎。冠梁中所用钢筋规格、数量、间距、砼保护层厚度和浇筑砼的强度等级必须符合设计要求。两侧支护模板要牢固、平直、严密不漏浆，确保砼浇筑时不暴模。且每一道工序亦要先进行自检，合格后报监理进行隐蔽检查验收。未经监理检查或检查验收不合格，不准进入下一道工序施工。[4]

3.5锚固端处理与喷射砼板墙

布置完面层钢筋网后，先在距锚钉端头200mm处穿孔塞焊1块150mm×150mm×8mm的钢板，然后在钢板外侧锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊3根12mm×150mm的加强筋，使所有的土钉连接成一个整体。喷射砼配合比（质量比）为：水泥：豆石：中砂=1：2：2，内掺速凝剂及早强剂，要求砼强度等级C20以上。喷射前，先在边壁面上垂直打人短钢筋段作为标志，以保证施工时喷射砼厚度达到规定值。

3.6基坑支护监测

基坑支护检测在深基坑施工中具有非常重要的意义，由于地下水回渗、基础存在不同的程度的沉降，所以必须建立合理的沉降观测点和监测制度。建立专门的班组对支护结构的完整性以及效果进行定期检测。支护结构顶部的平移监测，通常在基坑开挖前期，可以每天监测一次，随着开挖深度、范围的增大，可以适当的增加监测频率，如果平移幅度较大。要增加专人进行全天的跟踪监测。支护结构顶端的平移是整个支护结构的最明显的体现，同时也是最适宜监测的部位，是深基坑施工中非常重要的一个环节。

4、结束语

深基坑支护是保证一个建筑工程基础工程安全保质的施工的关键，是一个工程的主要组成部分，直接关系到建筑的安全性、耐久性。作为深基坑支护系统的直接参与者者，一方面要有扎实的理论水平，另一方面还有还有有着根据具体施工条件制定科学合理的施工方案的能力，二者缺一不可。深基坑支护工程要从支护结构的设计和施工两方面着手，既要参考恒定土质荷载的计算数据，又要根据具体的施工环境完成支护结构的施工。

参考文献：

[1]建筑基坑支护技术规范[S]·JGJ120-99

[2]张浩，李学宁，张维·深基坑支护结构设计与施工[J]·陕西建筑，2003，（16）：14-16

[3]吴胜明，大连某购物广场深基坑支护工程实例[J].科技风，2008.01

[4]薛玉光花国权葛恒祥张玉坤，新百业广场10米深基坑支护设计与施工[J].泰州职业技术学院学报，2007.01