徐 懿

(贵州建设职业技术学院，贵州 贵阳 550028)



建筑工程深基坑开挖支护方案选择探析

徐 懿

(贵州建设职业技术学院，贵州 贵阳 550028)

结合某建设项目深基坑土石方及边坡支护工程，对建筑工程深基坑开挖支护结构方案的选择和施工管理进行分析和研究，并对深基坑开挖支护方案提出建议，以供设计和施工参考。

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1 工程实例

1.1 工程概况

某工程位于某市南明区瑞金南路与箭道街交叉路口处，位于某市最繁华的遵义路与瑞金南路交叉口，场地周边环境情况为：北侧为该市的地标性建筑——民族大酒店，地下室底板标高1 052.00m，边坡距地下室边轴线最近距离为6.5m，该建筑物基础为桩基；东侧为箭道街，边坡距道路边约为7m，人行道宽为4m，标高为1 057.50m，人行道下埋排水沟、煤气管、水管线及通讯缆等重要管线(网)，埋深1.5m～2.0m；南侧为瑞金南路，边坡距道路边约为10m，人行道宽为4m，标高为1 056.50m，人行道下埋排水沟、煤气管、水管线及通讯缆等重要管线(网)，埋深1.5m～2.0m；西侧为两层办公用房，其基础埋深约为2m，靠边坡侧有一排污大沟，大沟底标高在1 052.00m～1 053.00m间，边坡距大沟约3.50m。场地标高1 055.20m～1 057.50m左右，地形较平坦。

工程基坑开挖深度分别是:多功能厅、游泳池-7.00m；机械停车库-14.00m，在进行基坑开挖后，将形成7.00m～14.00m高的基坑边坡。基坑开挖面积约3 000m2，开挖土方量约24 000m3。基坑边坡工程为临时性边坡，基坑侧壁安全等级均为二级，设计使用年限为2年。

1.2 工程地质条件

1.2.1 地形地貌

工程场地为旧建筑拆除地，平缓地形，总体地势东南高西北低，地面高程在1 055.20m～1 057.50m之间，相对高差2.30m。

1.2.2 岩土构成

场地岩土构成自上而下依次为第四系人工杂填土、残积红粘土，下伏基岩为三叠系中统关岭组薄～中厚层状白云岩。杂填土呈杂色，成分为粘土混建筑垃圾、煤渣及碎石组成，任意抛填，成分复杂，均匀性差，结构松散；红粘土呈褐黄色，可塑，裂隙较发育。白云岩呈灰、白色，岩体破碎。

1.2.3 气象、水文条件

该市年平均气温15.30 ℃，雨季集中夏秋季节。拟建场地地下水类型主要为上层滞水和基岩裂隙水，北侧南明河水位标高1 048.90m，受周边生活用水及大气降水影响，导致地下水位标高约为1 051.00m，对边坡施工影响较大，但对混凝土、钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性破坏作用。

1.3 工程施工特点

1)施工场地狭窄：由于工程两面紧邻城市街道，另外两面紧邻民族文化宫、两层建筑，以上有两面在施工中几乎不能用作施工场地。所有施工材料及加工棚只能布置在瑞金南路一面，另一面(两层建筑处)布置洗车槽及车辆冲洗平台。

2)基坑开挖较深：根据施工现场地质情况，基坑开挖最深处有14m，根据地质勘查情况得出自然地貌以下至4m处为土层，4m以下均为岩石。

3)桩基施工困难：由于本工程工期较紧张，桩基施工需采用机械钻孔施工，孔径1.2m，由于受场面狭窄等因素限制，机械到位比较困难，下覆基岩地质条件复杂，地下水活动复杂，桩基成孔比较困难。

4)锚索施工困难：本工程锚索深度不深，多在10m～20m之间，但由于基坑四周建筑物较多，且距离较近，四周地质条件复杂等因素，锚索成孔十分困难。

2 开挖支护结构设计方案选择

结合本工程特点，开挖支护结构设计方案选择如下：

1)设计方案选择。基坑边坡采取垂直边坡，无放坡。边坡支护采用抗滑桩+锚索、冠梁、腰梁+中间挂网喷浆的组合形式。

2)设计工程量。根据本工程的设计方案，设计工程量如表1所示。

表1 主要工程数量表

3 施工方案选择

3.1 开挖方案

结合设计施工图和相关规范要求，采取自上而下、分段跳挖、及时支护的逆作法施工。具体是在离边坡4m范围内采用分层逆作法和分段跳槽法进行施工。开挖高度控制：每层开挖到腰梁下500mm，以便该层的锚索及腰梁施工。该层边坡支护完毕后再进行下一层开挖，并按每10m～20m长作为一个施工段，跳槽开挖。

基坑土石开挖采用2台CAT360挖掘机开挖装车，10台～15台20t车辆运输；基坑石方开挖采用2台CAT320挖掘机破碎锤破碎，再装车运走。

3.2 孔桩施工

因地下水位较高，抗滑桩进入岩石较深，受周边建筑物及道路影响，结合政府相关文件精神，抗滑桩采用机械成孔(跳孔成孔)。施工重点在两方面：机械钻孔、孔桩混凝土浇筑。

孔桩钻孔前进行场地平整、测量放线、对点、安装钻机，要求钻杆与孔桩点垂直。在钻孔过程中要注意塌孔，要求入土段加放钢管护筒，待桩孔按设计要求完成后，进行孔桩检查验收，下放孔桩钢筋笼(吊车配合)，再浇混凝土。

孔桩混凝土浇筑采用水下浇筑法。混凝土浇筑前，用吊车配合下放混凝土套管至孔底以上500mm，通过混凝土套管浇筑混凝土。在混凝土的浇筑过程中，吊车配合提升套管，每次提升要求混凝土套管埋入下层混凝土500mm以上，直到整根桩浇筑完成。

3.3 冠梁及腰梁混凝土施工

钢筋加工制作：钢筋制作加工在钢筋棚进行。钢筋安装：一级钢采用搭接，三级钢采用搭接单面焊。模板施工：采用钢模板拼装。混凝土采用商品混凝土。混凝土浇筑：浇筑前，浇水润湿模板，模内杂物等必须清理干净。浇筑混凝土时应分层分段连续进行。采用插入式振捣器捣实。

3.4 锚索施工

锚索施工工艺程序：抗滑桩施工完成，便将基坑分层分段开挖至锚索设计标高后进行锚索的施工支护段土石方开挖，须搭设2.0m宽双排钢管脚手架，便于锚索成孔，腰梁施工及挂网喷浆。

锚孔位置确定：根据设计要求确定锚孔位置、倾角。

钻孔：按照设计倾角，钻机动力头中心线、支护桩中心在同一轴线上进行钻孔(若遇溶洞须提请设计、建设及监理单位确定处理方法，锚索锚固段钻孔须进入中风化岩石不小于6.0m)。

清孔：孔底沉渣厚度小于50mm，沉渣段孔深1.00m。

锚索制安：严格按照设计图制作安装，非锚固段应用塑料薄膜包裹或胶管套牢。

灌注水泥砂浆：灌浆管连同锚索一起下入，管口距锚尖10cm～15cm。注浆采用砂浆泵进行，注浆压力1MPa，注浆中当孔内有水返出或注浆压力降至1MPa时，逐步拉出导浆管，注意导浆管底端口不能超出砂浆面。当孔口溢出砂浆后方可拉出全部导浆管，封住孔口。

张拉、锁定：待锚墩强度达到设计强度方可进行张拉。张拉按三次五级顺序进行，每次以142.5kN分级加载进行张拉，先张拉至142.5kN将锚索顺直；其后，每次张拉两级，每两级张拉时间间隔30min，两次张拉时间间隔5d，一、二级采用单束张拉(张拉拉力分别为178.13kN，356.25kN)，三、四级张拉采用整束张拉(张拉拉力分别为534.38kN，783.80kN)，最后一级张拉按设计应力的783.80kN超张拉，张拉试验合格后卸荷至设计锁定值锁定锚索，锚索张拉锁定值为712.50kN。

3.5 挂网喷射混凝土

喷射作业分段进行，同一分段内喷射顺序自下而上，一次喷射厚度5cm。喷射采用湿喷工艺，喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间为3h～6h。

泄水孔施工采用预埋安装PVC花管，100型钻机而成。

4 建议及对策

某建设项目土石方及边坡支护工程于2014年10月28日顺利施工完成，工程质量合格，由于适逢雨季施工，工期较合同工期5个月延迟3个月，共计8个月。由于开挖支护方案选择合理，施工质量得到有效控制，工程施工完成后，基坑周围建(构)筑物沉降变形均在规范容许范围内，基坑防护安全等级达到设计要求。

结合本工程开挖支护方案选择及施工管理，对建筑工程的深基坑施工有如下几点建议：

1)基坑开挖应分层分段进行。

深基坑分层分段开挖在保证每层开挖边坡能得到边开挖边支护的同时，也有利于施工组织和管理，尽可能避免了边坡的长时间暴露和边坡因此变形卸荷。

2)选择安全、合理的设计方案和施工方案。

基坑开挖支护成功与否，除了需要有安全、合理的设计方案外，对施工单位和施工方案的选择更至关重要，好的施工单位及其所提出的有效的施工方案是保证设计方案、设计意图能成功实现的关键。

3)加强基坑开挖和支护过程中的施工监测。

深基坑施工之所以出现事故的可能性越来越大，一则是因为深基坑施工所面临的复杂地质环境和地下水等客观原因；二则是因为深基坑施工过程中，是否及时了解到边坡和支护结构形成过程中的运行状态是否正常可控。如已知其运行状态异常，则及时采取补救措施，甚至有效组织撤离、撤除，避免出现更大损失，这就需要对基坑的施工过程进行实时监测。

4)基坑施工过程中的安全管理必须强化。

合理有效的组织管理是实现工程目标的有力保证，而健全的安全责任制和完善的安全管理制度无疑是实现工程安全目标的基础；只要在施工中落实了安全责任制、安全制度和应急预案，并在日常工程中加强监督检查，必能保证基坑施工安全。

5)积极研究探索新的支护结构，提高支护结构的可靠性和经济性。

尤其是在设计方面，可从支护结构的受力来研究结构形式的改变，尤其是从传统单一方案向复合、联合受力方案的探索。

[1]JGJ120—2012,建筑基坑支护技术规程.

[2]刘立波.高层建筑深基坑支护的施工与管控.中国科技纵横，2011(2)：40-41.

[3]卢梅珠.高层建筑深基坑支护施工控制.中国新技术新产品，2010(5):32-35.

[4]欧阳剑清.高层建筑深基坑支护施工技术探讨.中国新技术新产品，2012(2):1-2.

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XuYi

(Guizhou Construction Career Technical College, Guiyang 550028, China)

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1009-6825(2015)21-0043-02

2015-05-18

徐 懿(1974- )，男，高级工程师

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