深基坑支护与土方开挖安全施工技术分析

深基坑支护与土方开挖安全施工技术分析

庞明桦、陈嘉栋、程雪枫 31000

腾达建设集团股份有限公司

摘要：深基坑支护施工不仅要求应用深基坑支护施工技术的合理性，而且要优化和完善总体结构设计，使施工安全可靠。本文阐述了建筑基础工程深基坑支护施工中存在的问题，分析了深基坑支护施工技术在建筑基础工程施工中的应用。

关键词：建筑施工；深基坑支护；技术；管理

前言：对建筑工程深基坑结构而言，进行支护、土方开挖施工时，需考虑诸多因素，施工人员应深入掌握深基坑施工工程及各基础段施工要求以防深基坑建筑工程支护及土方开挖在实际开展过程中受外部因素的干扰。通过应用标准化技术进行深基坑支护和建筑工程土方开挖施工，可以提高建筑工程的整体质量和稳定性，突出了深基坑结构在建筑工程综合施工中的作用。

1工程案例

之江路输水管廊及道路提升工程(之浦路~复兴路)主要包括地下隧道工程、地面道路工程及其他附属工程。工程西起梅灵南路，东至水澄路，全长6.3km。本工程隧道采用明挖+盾构相结合的工艺，包括东西明挖段、盾构段及中间盾构井3部分。盾构隧道外径14.5m,内径13.3m，双向四车道+2应急车道，为城市主干路。建设总工期约36个月。

其中西段施工范围为K0-K2+805,西起梅灵南路，东至3#工作井(浙大之江校区足球场) ,沿之江路敷设。其中盾构隧道长度约2.65km,采用超大直径泥水平衡盾构机施工，隧道开挖直径15.01m，管片外径为14.5m,管片内径为13.3m,环长2m。隧道最大纵坡1.75%，最小转弯半径750m,最小覆土8.40m，最大覆土21.88m。

盾构段分南北线，南线隧道起始里程为K1+545 (2#工作井)，终点里程为K2+778(3#工作井)，单线隧道长1234m,共617环。北线隧道起始里程为K1+358(1#工作井),终点里程为K2+778(3#工作井),单线隧道长1420m,共 710环。计划采用一台φ 15010mm泥水盾构机从2#工作井推进至3#工作井，拆机转场后从1#工作井推进至3#工作井。

2基坑

3#井起止里程为NK2+742 ~NK2+823,长约81m，其中工作井长约42 5m,宽27m,

开挖深度约36.35m;散排口及排风口开挖深度约9.3m。工作井段围护结构采用地下连续墙+内支撑支护;散排口及排风口段基坑采用钻孔灌注桩+内支撑支护。工作井段共设5道砼支撑+2道钢支撑，散排口及排风口段基坑采用共设2道砼支撑。基坑开挖深度范围内主要地层为:①-1碎石填土、②-2粉质黏土.③-2砂质粉土、④-1淤泥质粉质粘土、④-2淤泥质粉质粘土夹粉土、⑰-1含碎石粉质粘土、⑰-2含粘性土碎石、⑳a-1全风化泥质粉砂岩、⑳a-2 强风化泥质粉砂岩、⑳a-3中风化泥质粉砂岩、⑳c-3 中风化凝灰质含砾砂岩。总体开挖顺序分三期实施，一期实施地下连续墙围护的盾构井主体基坑及结构，待盾构隧道掘进施工完成并在3#盾构井顺利接收后，二期实施工作井西侧新散排口钻孔灌注桩围护及主体结构，待顶板结构完成并回填后，三期实施工作井东侧排风口。

3围护

(1)地下连续墙垂直施工误差不得大于1/300, 本设计未考虑施工误差，施工时须根据围护结构坐标图并考虑垂直施工误差及水平施工误差，结合围护结构水平位移、防水层厚度等进行外放。确保建筑限界。内净空尺寸和边墙的厚度要求。连续墙成槽时槽段长度(沿轴线方向)允许偏差士土50mm,槽段厚度允许偏差士10mm,墙底沉渣<100mm。导墙应置于承载力不小于80kPa的地层上软弱地层应加固处理。地下连续墙与内衬墙间的缝隙采用与主体结构同标号砼进行填筑，确保回填密实。

(2)立柱桩采用1100钻孔灌注桩，长度进入基底以下6m,钢立柱尺寸为600mm*600mm，钢立柱插入灌注桩内3000mm。立柱桩端设后注浆管，每个注浆孔的注浆量不小于3立方米，注桨压力不小于5MPa.

(3)风井围护结构采用800@1000灌注桩，桩长16m,且进入17-2含粘性土碎石层不小于Im;若桩底进入中风化岩，则桩长按进入中风化岩2m控制，同时柱端进入坑底以下不小于3m。

(4)钢支撑工作井采用800钢管支撑，t=16mm,钢材为Q235。钢腰梁、钢连系梁，加强板，连接板、垫板采用Q355钢，其他采用Q235钢。

(5)坑内采用自流式管井降水。

(6)地基加固:工作井坑内采用高压旋喷柱抽条(3m) +裙边(3m) 加固，加固深度从地表至淤泥质层底，水泥参量8%左右，28天无侧限抗压强度不小于0.3MPa。

图1基坑维护结构横断面图

3土方开挖

3.1土方开挖方法

单层土方开挖施工时，必须严格按照工程施工要求预留运输通道，土方运输车辆不得在边坡上部平台上行驶。土方开挖前，生活用水和雨水不得渗入基坑内。因此，可以在基坑外设置截水沟，可以用红砖和砂浆建造排水沟段，并可在排水沟侧的基面抹灰施工中使用1:2水泥砂浆，以增强现场排水效果。此外，仔细检查挖土、运输机械设备是否到位。若设备不能安全运行，应与相关单位采取有效对策。挖桩间土期间，大型挖掘机开挖高度1.5米，与桩的距离保持在0.2米。小型挖掘机主要用来处理桩前、桩间土方，挖掘机开挖时，要预留10厘米的桩间土，桩间土开挖时，预留0.06米，结合人工处理方式进行清理及平整。土方开挖中，需注重地连墙施工，通过分段开挖方式，避免超挖。每段长度规定为10米，每一层开挖深度为1-2米。支护施工完成，混凝土面层强度达设计强度的75%后，才能开展下层土方开挖作业。土方开挖时，于施工区域开挖高程控制方格网，根据标高控制点，确定网格木桩上的标高，并用卷尺或水准仪严格控制开挖深度。使用挖掘机开挖时，施工人员应仔细检查挖掘机的性能，确认来回行走时是否有障碍物。采用机械回转式挖掘机，施工人员应明确周围是否有材料和行人。辅助人员应明确开挖点和转弯区域，不得在限制区域内施工。机械无法完成开挖的位置可配合人工开挖，同时将松土运送至机械作业区域内后用机械运出。支护施工与土方开挖施工需保持协调关系，维护施工现场安全。施工人员先要处理基坑周围的土方，后处理基坑中部的土方，做到土方和支护施工互不干涉。完成支护施工后，继续挖掘预留土方，以提高工程施工质量。

3.2基坑排水

在深基坑工程施工过程中，排水设施一般设置在基坑的上口位置、底部和内不等区域。施工人员可在基坑上部开口处设置截水墙，底部设置排水沟、水池等设施。规划过程中，排水系统和基坑边缘之间的距离应控制在大于1.5米的位置。

设置底部排水沟、集水坑时，应进行防渗处理，防止沉降等问题发生。在基坑开挖过程中，应设置临时排水系统，配合底部排水系统，及时有效地排出基坑开挖中存在的水。临时排水系统和基坑边坡的位置应控制在0.5米以上。在排水设施的选择上，应采用大功率潜水泵和、污水泵，特别是在雨量大的地区，应加强大功率排水设备的应用，以减弱洪灾的影响，减小深基坑施工的难度。

结束语：

基坑支护和土方开挖是一个循序渐进的过程。在实际施工中，应严格遵照方案要求，有序进行施工作业，做好施工中的监管工作，规避或降低质量问题的发生，全面提升深基坑施工的整体质量，提高了建筑工程的安全系数。

文献：

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