基于深基坑开挖支护施工技术的探讨

张昌达

摘要：深基坑支护设计与施工是当前城市高层、超高层建筑突显的技术难题。本文就深基坑开挖支护施工技术进行了简要探讨。

关键词：深基坑；开挖；施工；支护

Abstract: the deep foundation pit supporting design and construction is the present city high-rise, tall building highlight of the technical problem. This paper deep foundation pit excavation support construction technology are discussed briefly.

Keywords: deep foundation pit; Excavation; The construction; supporting

中图分类号： TV551.4 文献标识码：A 文章编号：

引言

城市中深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。从另一方面讲，深基坑工程设计需以开挖施工时的诸多技术参数为依据，但开挖施工过程中往往会引起支护结构内力和位移以及基坑内外土体变形发生种种意 随着城市建设步伐的不断加快,城市建设用地日益减少,使得我们更多地向高度上寻找发展空间。建筑高度越高,随之而来的是基坑深度越来越深,并且很多建筑工程基坑边坡紧邻建筑 ，这就需要有很好的基坑支护结构。

1工程概况

某工程为建筑物占地面积4598m2，本工程施工属于技术复杂、难度大。地段地质情况复杂，地下水位埋藏较浅，水位埋深2.5～3.15m，平均埋深2.86m。施工场地内灰岩溶洞较发育，溶洞顶板厚度较薄，因此基坑开挖和地下连续墙施工时，可能出现坑底突水或顶板塌陷。基础结构以地下连续墙为主，地下连续墙墙厚为800mm，墙高约13.5m。本工程建设规模比较大，基坑开挖深度达到13.5m，需要进行深基坑施工。

2深基坑的土方开挖技术要点

在深基坑土方开挖前，要认真谨慎地进行开挖的勘察，确保深地基开挖的顺利、安全进行。首先要详细确定挖土方案和施工组织；要对支护结构、地下水位及周围环境进行必要的监测和保护。深基坑工程的挖土方案，主要有放坡挖土、中心岛式挖土、盆式挖土和逆作法挖土。前者无支护结构，后三种皆有支护结构；土方开挖顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则；防止深基坑挖土后土体回弹变形过大，施工中减少基坑回弹变形的有效措施，是设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时间，并防止地基土浸水。因此，在基坑开挖过程中和开挖后，均应保证井点降水正常进行，并在挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板。必要时，可对基础结构下部土层进行加固，防止边坡失稳，防止桩位移和倾斜，打桩完毕后基坑开挖，应制订合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜，配合深基坑支护结构施工。挖土方式影响支护结构的荷载，要尽可能使支护结构均匀受力，减少变形。为此，要坚持采用分层、分块、均衡、对称的方式进行挖土。

3深基坑的支护

3.1 排桩或地下连续墙

通常由围护墙、支撑及防渗帷幕等组成。排桩有钢管桩、预制混凝土桩、钻孔灌筑桩、挖孔灌筑桩、加筋水泥土桩等多种类型。适于基坑侧壁安全等级一、二、三级；悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m；当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。

3.2 水泥土墙

水泥土墙，依靠其本身自重和刚度保护坑壁，一般不设支撑，特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。水泥土墙有深层搅拌水泥土桩墙、高压旋喷桩墙等类型，通常呈格构式布置。适于基坑侧壁安全等级宜为二、三级；水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa；基坑深度不宜大于6m。

3.3 土钉墙

土钉墙由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层等组成。土钉墙是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动起挡土作用的围护墙不同，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。适于用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地；基坑深度不宜大于12m；当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。

3.4 逆作拱墙

当基坑平面形状适合时，可采用拱墙作为围护墙。拱墙有圆形闭合拱墙、椭圆形闭合拱 墙和组合拱墙。对于组合拱墙，可将局部拱墙视为两铰拱。适于基坑侧壁安全等级宜为三级；淤泥和淤泥质土场地不宜采用；地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。

4安全施工要点

4. 1提出合理的开挖程序及开挖施工参数。这是确保基坑稳定和控制基坑变形符合设计要求的关键，其基本要求为：(1)有支护(锚拉)的基坑要分层开挖，分层数为基坑所设支撑道数加一。每挖一层及时加好一道支撑或设好一道锚杆。当采用土钉墙或喷锚网支扩方案时，应按设计每挖一层土做一层支护、随挖随支护；(2)有内支撑的基坑，每层土的开挖，对同时开挖的部分，其位置和深度，以保持对称为原则，防止基坑支护结构承受偏载；(3)保证支撑、围檩或拉锚的施工质量，科学组织、精心施工；(4)规定施工场地、土方、材料、设备的堆放场地及数量，限定基坑旁边的超载；(5)确保排水、堵水及降水的措施，严防围护墙体发生水土流失而导致基坑失稳；(6)合理确定地基加固的范围、质量要求及检验方法；(7)选择满足出土数量和时间要求的开挖设备、运输车辆及道路和堆放条件；(8)提出监测设计，落实按监测信息指导施工防止事故的方案。

4.2考虑时空效应的开挖及支撑施工。

基坑开挖的几何尺寸(长、宽、高)和挡墙开挖部分的无支撑暴露时间，对基坑围护墙体和坑周地层位移有明显的相关性。这里反映了基坑开挖的时空效应的规律。考虑时空效应的开挖及支撑施工应根据下述诸因素进行：(1)基坑规模、几何尺寸、围护墙体及支撑结构体系的布置；(2)基坑地基加固和施工条件；(3)选择基坑分层、分块、对称、平衡限时开挖和支撑的顺序，并确定各工序的时限。(4)在施工方案中对如下施工参数进行规定：①开挖分层的层数，每层分部开挖的数量，②分部开挖的时间限制：③分部开挖后，完成支撑的时间限制；④支撑预加轴力(采用钢支撑时)；⑤当采用盆式开挖时，其贴靠挡土墙的支承土堤的每步开挖宽度和高度；⑥每步开挖所暴露的部分墙体，在开挖卸载后无支撑的暴露时间、暴露的宽度和高度。

5深基坑施工止水支护注意事项

本工程属于深基坑工程，地质情况复杂，施工难度较大，施工前必须对房屋、树木和各种管线进行有效的支护，做足安全措施，确保附近建筑物的安全才能开挖，对于埋深较大的管道在开挖时要做好支护，确保施工安全。止水主要控制好喷射混凝土的配比，严格按照配比进行开料，并在施工过程中保证混凝土的厚度，并在放坡处每隔3m设置一泄水孔，呈梅花状布置，并在基坑边设置排水沟，统一把水集中到集水井中，并定时抽出基坑外。

采用放坡后进行挂网喷射混凝土需要注意以下问题：

⑴人工边坡的坡度必须按施工方案所确定的大小，不能任意加大，基坑开挖前，必须将边坡的上边缘线、下边缘线均用石灰线标出，采用机械挖土时，在边坡位置宜浅挖，再由人工配合修整至所需要的边坡坡度。

⑵人工边坡采取护坡措施，以防止雨水、地表水对边坡的冲刷，渗透而影响边坡失稳。

⑶人工边坡的修整与防护应紧跟土方开挖施工，成熟一块施工一块，避免人工边坡裸露时间过长，造成失稳。

⑷在边坡周围堆物行车等一定要按设计要求，防止地面超载过大造成边坡失稳。

⑸现场排水系统必须与边坡同时形成，基坑四周应有挡水坝排水沟，防止地面水流入基坑，基坑内应有盲沟、集水井，及时将坑内积水排出。排水时在基坑底两侧沿着连续墙边设置排水沟，每个8m设置一集中收水井排水土沟、集水井（沟宽0.5m，沟深0.3m，纵坡2%），利用抽水机将集水井中的水排到附近集水池，不得将施工污水直接排水井中，必须将污水进行初步沉淀处理后才排入市政管网中。挖槽过程中，槽段内部孔壁坍塌，出现水位突然下降，出土量大而不见进尺等，其主要原因是施工时漏浆或液面太低、泥浆质量不合格存在特殊土层等。对此采取施工措施是：

⑴挖槽前先作成槽试验；

⑵液面下降或漏浆表示槽壁可能坍塌，应尽快检查泥浆配合比，添加防漏剂等；

⑶对不合格的泥浆进行再处理；

⑷防止地表水流入槽内；

⑸在软弱砂土中成槽应控制进尺，不要太快，并适当缩短单元槽段的长度；

⑹严重坍塌时，填入较好的粘土重新成槽，大面积坍塌，应用优质粘土（掺20%水泥），填至坍落处以上1～2m，待沉积密实后再进行成槽。

结束语

近年来，我国在基坑开挖与支护处理方面，结合我国的土质条件与施工特点，充分展现了基坑的加固、稳定作用，而且，随着施工方法的大胆创新，开发出具有我国特色的多种基坑加固方法，使得我国基坑支护形式呈现多样化的特点，在不久的将来，我国建筑工程会取得更大的进步。

参考文献：

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[3] 杨崎，赵国庆．深基坑开挖与支护设计施工的要点分析[J]．价值工程，2011，35(04)：78～79.