浅析建筑基坑工程施工技术

林志鹏

【摘 要】基坑工程是建筑工程施工中的重要部分，具有施工技术含量高、风险大等特点。本文结合建筑基坑工程，就基坑的施工技术进行详细分析，包括了基坑的支护设计、施工控制和基坑的监测方面的要求和做法，保证了工程施工的顺利进行，对类似基坑工程的施工提供有益的借鉴和参考。

【关键词】基坑施工技术；支护；动态控制；监测

随着建筑行业的飞速发展，建筑工程项目也不断涌现，基坑工程也不断增多。基坑工程施工技术含量高、风险性大，施工过程中有很多不确定因素，一旦施工不当，往往会发生基坑垮坍、建筑物及路面塌陷等工程事故，直接影响施工进度和工程造价，甚至危及人员生命安全。因此，基坑工程具有相当的复杂性与艰巨性，对基坑施工技术的要求也越来越高。本文结合某建筑基坑支护工程，阐述了基坑工程的施工技术，给类似基坑工程提供参考。

1.工程概况

某建筑工程，地上18层，地下1层，剪力墙结构，筏板基础，基础埋置深度7.59m。地下1层，总平面尺寸为204.9m×42.8m。

2.水文地质条件

在基坑开挖深度范围内含水层为杂填土、淤泥层。由于开挖场地周边环境开阔，四周距建筑红线均在200m以上，在基坑开挖范围内地下管线较少。场地地处亚热带，属于海洋季风性气候。全年降雨量充沛，雨季明显（4～8月），日照充足，夏季漫长、炎热，冬季较温暖，春秋两季不明显。场地位于三角洲平原，降雨量大于蒸发量，地下水埋藏较浅，水位稳定，变化幅度小。经终孔统一测量，钻孔水位埋深在1.60～2.00m之间。

场地内素填土含地表滞水，淤泥，透水性弱，为相对隔水层；中砂层含孔隙水，属强透水层，具承压性；强～中风化岩也赋存一定数量的地下水；地下水补给来源主要靠大气降水和周围环境水的侧向补给，排泄主要通过地表迳流、地下潜流和蒸发。

根据本工程岩土工程勘察报告可以看出，基坑开挖时必须采取有效的止水、隔水及排水措施，以确保基坑安全。基坑开挖时，周边不得堆土，坑底不得长期暴露，更不得积水，以防止产生附加沉降。

3.周边环境条件

本基坑工程周边环境较为复杂，具体方位尺寸如图1所示。

1）东侧边坡拟建车库外墙距离东侧围墙仅有3.10m，东侧的混凝土路面及路面东侧的人行道无法保留，现有的几棵观赏性树木也要暂时移走。

2）南侧边坡拟建车库外墙距离5号楼北外墙9.60m、距离地面花砖的北侧2.10m。在保留现状草皮砖和绿化的前提下，再预留开挖后坡底的施工作业面，开挖空间仅有2.10m，接近于直立开挖。

3）西侧边坡拟建车库外墙距离15号楼外墙9.40m，距离现状混凝土路面1.50m。因施工运输需要保留现状混凝土路面，并预留开挖后坡底的施工作业面，此处边坡无放坡空间，边坡直立开挖。

4）北侧边坡拟建车库外墙距离北侧高压铁塔24.50m，距离东北角的砖房29.0m，北侧施工空间充足，可以满足自然放坡的要求。

4.支护设计

本工程基坑支护安全等级分段按一、二级考虑（西侧、南侧支护段为一级，北侧及东侧支护段为二级），基坑侧壁重要性系数各取1.1和1.0，按临时性边坡考虑，基坑支护体系使用期限不应超过6个月。根据周边环境及地质情况，本着“安全可靠、经济合埋、技术可行、方便施工”的原则，经过细致分析、计算和方案比较，本基坑支护方案选择如下。

西侧、南侧边坡采用2道预应力锚杆加腰梁进行支护，东侧边坡采用土钉墙支护体系，形成预应力锚杆加土钉形成的复合支护体系。北侧采用自然坡率法并结合坡面喷护处理。以西侧边坡为例，其立面与剖面如图1所示，设计参数如表1所示。

本项目中坡顶附加荷载按≤30kPa均布荷载考虑，设计中采用的主要结构构件情况如下：①锚杆（土钉）机械成孔，注浆材料为纯水泥浆，强度不低于M20；②腰（肋）梁喷射混凝土工艺，截面300mm×300mm，主筋4 14，箍筋φ6.5@200，在锚杆节点两侧各300mm范围内采用φ6.5@100加密布设，混凝土保护层厚度为35mm；③面层MCl网喷工艺，厚度≥80mm，混凝土等级C20，坡顶上延≥l.5m，网筋采用φ6.5@200×200单层双向，加强筋水平向2 14、竖直向1 14，通长设置。

5.地下水控制

根据岩土层条件，本基坑工程采用坑内集水明排方案控制地下水，即在坑内设置明沟和集水井。在坡顶设置截水措施，防止雨水或地表水流入基坑内。坡面设置泄水孔，泄水孔纵横间距为1.5～5.0m，根据现场实际情况，坡面渗水量大时取小值。

6.施工动态控制

由于工程水文地质条件较为复杂并存在一定的不确定性，且基坑支护工程受诸多因素影响，故不安全状况很难完全避免。本工程按照基坑支护设计规程进行了设计，且经过专家论证，在开挖过程中也严格执行了分层分级开挖，但还是出现了坡顶地面裂缝、局部掉块和坍塌现象。

基坑北侧边坡出现坡顶地面裂缝。裂缝长度约8m，离坡顶线3.5～6.9m。经查看现场和分析，其主要原因为施工现场场地紧张，临时施工道路离基坑北侧边坡距离较近，坡顶受到施工重载机械、车辆等动荷载的影响，局部自然放坡坡度不足且个别位置为敷设地下管道后的回填土。处理方法为按照1∶1坡率削坡并对现有坡顶地面采用水泥进行硬化，裂缝处用水泥砂浆灌注，扩大围挡围护范围，坡顶3.0m范围内严禁重载机械、车辆通行。基坑南侧边坡出现局部滑塌掉块，约3m2。经支护专家现场查看滑移面，主要原因为基坑开挖过程中有页岩岩脉发育，因脉体结构面切割而产生，而支护结构未根据现场实际加密加强。处理方法为在原设计基础上加长锚杆长度，加密钢筋网，并在喷射护面混凝土时提高混凝土强度等级，在支护结构达到设计要求强度后再继续进行基坑开挖。

基坑东南角边坡出现局部坍塌，约4m2。经查看现场和分析，其主要原因为该部位存在地下暖气管道和污水管道，回填土层密实性较差，且污水管道渗漏和上层绿化草皮灌溉造成土层含水量变大进而自重变大，在尚未进行支护时发生坍塌。处理方法为修补渗漏污水管道，并采取措施保护暖气管道，适当控制施工期间的绿化灌溉，保证土层含水量符合施工要求后及时实施支护工程。

7.基坑监测和应急预案

7.1 监测点位设置和预警值

根据本基坑工程不能自然放坡开挖而坡面较陡及土层的特点，和基坑周边近距离范围内存在已建居民楼的现状，在基坑西侧已建15号楼和南侧已建5号楼各设8个监测点，以监测其整体倾斜度和水平位移。

倾斜度控制预警值为累计值达到2/1000或倾斜速率连续3d>0.0001H/d（H为建筑承重结构高度）；水平位移控制预警值为累计值超过20mm或变化速率超过2mm/d。

另外，沿基坑四周设8个监测点，以监测边坡水平位移、竖向位移和基坑周边地表竖向位移。边坡水平位移监测预警值为水平位移累计绝对值超过60mm或大于基坑开挖深度h的8‰或变化速率超过15mm/d或连续3d的变化速率>10mm/d；边坡竖向位移监测预警值为竖向位移累计绝对值超过60mm或大于基坑开挖深度h的8‰或变化速率超过8mm/d或连续3d的变化速率>6mm/d；基坑周边地表竖向位移监测预警值为竖向位移累计绝对值超过60mm或变化速率超过6mm/d或连续3d的变化速率>4.2mm/d。

7.2 应急预案

当监测值超过预警值时应立即停止开挖，并采取坡底堆载反压或坡顶卸载等措施。若个别构件出现断裂、松弛或拔出现象，为施工原因时，应在原设计位置周边进行补强；为设计原因时，应及时与设计单位联系。若施工现场不能保证连续供电，应配备发电机组，防止因断电不能持续排水导致地下水位升高产生安全隐患。

8.结语

总之，基坑施工技术涉及领域广、技术难度大、质量要求也高，尤其是在现场地理位置、土质条件、基坑开挖深度和周围环境复杂的条件下。在支护设计方面，要因地制宜，选择最优的支护方案，并按照施工设计和相关规范要求施工，进行严格的基坑监测，及时发现不稳定因素，并制定了相应的应急措施。由于施工得当，本基坑工程在安全、质量、进度等方面均取得了良好的效果，为同类工程的施工提供了宝贵经验。

参考文献：

[1] 吴野.基坑工程支护设计、施工与监测技术的研究[D].内蒙古科技大学，2007年.

[2] 万绪仪.浅谈建筑工程基坑支护的质量控制[J].黑龙江科技信息，2012年19期.