深基坑施工技术

深基坑施工技术

代亚涛

代亚涛

中国建筑第二工程局有限公司昆明

[摘要]随着地下工程的发展、深基坑工程日益增多，深基坑工程的安全直接关系到人们的生命财产和切身利益，而作好深基坑支护结构的设计是保证基坑安全的首要的基本前提，本文从深基坑的特点出发，着重阐述作好深基坑设计应具备广泛而扎实的理论基础的同时要有大量工程实践，技术先进、经济合理的设计是理论与实践的最佳结合。

[关键词]深基坑；支护类型；施工要点；信息化管理；应急处理

1、深基坑工程的定义

关于深基坑工程，各个规范有着不同的界定，为了便于管理，建设部建质【2009】87号文件，关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定：一般深基坑是指开挖深度超过5m（含5m）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过5m，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

2、深基坑支护结构类型

深基坑支护的结构类型主要有：

（1）土钉墙支护。土钉墙是采用土钉（如钢筋、钢筋锚索土钉）加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构，是一种确保边坡稳定式的支护,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙的适用条件是：①基坑侧壁安全等级宜为二、三级；②基坑深度不宜大于12m；③当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。

（2）排桩或地下连续墙。排桩(如旋挖桩、长螺旋灌注桩等）是以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构。地下连续墙是用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体。通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm不等，地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式。排桩或地下连续墙适用条件是：①适于基坑侧壁安全等级一、二、三级；②悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m；③当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加止水帷幕或地下连续墙。

（3）水泥土墙。水泥土墙是由水泥桩相互搭接形成的帷幕、壁状等形式的重力式结构。此结构施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微。水泥土墙适用条件：①基坑侧壁安全等级宜为二、三级；②水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150KPa；③基坑深度不宜大于6m。

（4）逆作拱墙。逆作拱墙结构型式根据基坑平面形状可采用全封闭拱墙，也可采用局部拱墙。逆作拱墙适用条件是：①基坑侧壁安全等级宜为二、三级；②淤泥和淤泥质土场地不宜采用；③拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8；④基坑深度不宜大于12m；⑤地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。

（5）放坡。放坡的适用条件是：①基坑侧壁安全等级易为三级；②施工场地满足放坡条件；③可独立或与上述其他结构结合使用；④当地下水位高于坡脚时，应采取有效降水措施。

3、深基坑工程设计

深基坑工程的设计通常与实际工程的施工是紧密联系的，尤其是深基坑支护这类临时性结构，其受力的不确定因素较多，采用动态设计与信息化施工技术往往可以弥补设计中的不足，在实际施工过程中，随着现场实际地层情况的揭露，在地层条件较复杂之处，有针对性的调整某一部分设计参数是不可避免的；施工中面临环境因素、人为因素、机械设备和材料因素等不确定因素直接影响到支护结构体系的受力状态和安全储备状况；通过施工和使用期间的监测，了解支护结构体系的受力状态，最终结合设计、施工和监测，分析支护结构体系的工作情况，积累经验，反馈信息，在下一个相近状况的基坑设计中给与借鉴，以调整安全储备，做到技术先进、经济合理，实现即安全又经济。

4、深基坑施工要点

（1）挖土要点

分区、分块、分层均衡开挖，利用空间效应尽量减少围护墙变位。当基坑较长时，以20m～30m长为一块进行开挖，每层厚度不宜超过1m。当为大面积的基坑时，宜采用“岛式开挖”，即先开挖中心部分的土体，随后做中心部分的地下结构，以此为支点，然后开挖基坑周边土体，并及时支撑，这种支撑一面支撑在围护墙上，一面支撑在已经做好的地下结构上。

（2）支撑要点

①开槽设支撑。绝对不允许超挖，尽量做到开槽设支撑，即对钢支撑而言，尽量开挖到支撑顶面，然后在支撑位置开槽下放支撑。至多开挖到支撑底面就应立即支撑。

②位置正确。三维坐标正确，以免产生较大次应力。对于钢管撑，为防止产生较大的偏心弯矩，安装时的偏心矩应控制在支撑计算长度的1/1000。

③钢管撑安装完后，应按设计要求预加轴力。

④钢管撑应在横向、竖向附加杆件，以形成刚度较大的支撑体系。

⑤在钢筋混凝土支撑上能否作为挖土时的栈桥，停放挖土机械与设施，需严格按设计要求办理。

⑥在底板混凝土浇捣完后的支撑拆除及换撑，需严格按设计要求，做好换撑构件，绝对禁止盲目、提前拆除支撑。

⑦当开挖至基底后应尽快浇捣混凝土垫层，一大片混凝土垫层对减少围护墙的变位起着重要作用。

（3）降水要点

①降水需提前2周～3周进行，保证坑内水位在基底下0．5m～1．0m。

②时刻注意坑外水位观测井的水位变化，观测井的水位不能有明显下降。

③抽出的水应是清澈的。

④什么时候可以停止降水，应由设计决定。

⑤当必须在坑外降水时，应及时监测周围环境的变形，否则需在围护墙外筑一道帷幕(可用旋喷桩等)，然后在帷幕内降水，在帷幕外回灌水。

5、深基坑支护的信息化管理

深基坑施工的质量问题实质上是基坑的整体刚度和稳定性，即基坑支护结构是否会发生变形、是否会产生沉降及水平方向的位移或倾斜、支护结构是否有裂缝以及基坑底是否产生隆起和变形，若发生这些问题将导致基坑支护结构的失败。基坑支护结构信息化管理的主要手段，是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测，根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况，比照勘察、设计的预期性状，动态分析监测资料．全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率，对照报警标准，预测下一阶段工作的动态，及时对施工中可能出现的险情进行预报，超过位移设定的预警值时，应及时采取有效的应对措施，确保工程安全。深基坑支护结构工程监测的主要内容有：支护结构顶部水平位移；支护结构沉降和裂缝；临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝；基坑底隆起的观测等。

6、应急处理

建筑施工是一个投资大、周期长、参与人员多的过程，施工过程中会发生许多不可预见的事件。对于基坑支护结构的施工，更要做好应对突发事件的技术准备。常见的突发事件有：基坑内管涌、流沙；基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降；气象异常，出现持续多日的狂风暴雨；相邻工地施工的影响，如降水、打桩、开挖土方；地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等等。事件发生后，及时启动应急预案，并会同相关单位研究解决办法。

7、结束语

随着改革开放的发展，城市建设了大批的高层和超高层建筑。开发商为提高建筑用地率，加之国家有关规范，对基础埋置深度和人防工程的要求，多层建筑地下室的设计必不可少。于是，地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。但由于深基坑支护为临时建筑，不在建筑主体施工的范围内，为节省投资、降低成本及加快进度，业主、施工单位往往只强调基坑支护施工的临时性，而忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性。认为只要基础工程完成时，基坑支护未垮掉便解决问题，有的施工单位甚至认为挖一个大坑，简单地处理一下坑壁即可，致使深基坑施工时安全质量事故时有发生，不仅延误了工期，还造成了巨大的经济损失。

参考文献

[1].建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）.

[2].建筑深基坑支护技术规范（JGJ311-2013）.

[3].锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001).

[4].《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）.

[5].监测《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009).

[6].建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003）.

[7]沈保汉.桩基与深基坑支护技术进展[m].北京:知识产权出版社,2006.10.

[8]刘建航,等.基坑工程手册[m].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[9]余志成,施文华.深基坑支护设计与施工[m].北京:中国建筑工业出版社,1997.

作者姓名：代亚涛单位名称：中国建筑第二工程局有限公司工作地点：云南省昆明市西山区人民西路851#邮政编码：650100