深基坑開挖施工技術的運用淺析

胡志永

【摘 要】 隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國城市化進程加速，高層建筑、超高層建筑、大型地下停車場、商場、地下交通樞紐、地鐵車站、地下變電站等日益廣泛應用，甚至一些歷史建筑為適應現(xiàn)代的使用功能要求，興建多層地下室。如何選擇地下工程的施工方法和相應的技術和工藝，成為地下工程建設者研究的重要課題之一，也是投資決策者的共識。本文針對工程中深基坑的施工技術做了簡要介紹，希望對今后工作能夠提供幫助。

【關鍵詞】 房屋建筑 深基坑 安全措施

一、深基坑概述

目前，5m以上的基坑作業(yè)被大多數(shù)業(yè)內(nèi)人士認為是深基坑，《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》建質(zhì)[2009]87號中明確，深基坑施工需要編制專項施工方案并請專家論證。

二、房屋建筑工程深基坑的特點

深基坑施工是建筑施工中的重點，是整個建筑的基礎，深基坑施工的安全可靠，直接關系著高層建筑的安全性、穩(wěn)定性和長久性。為保證房屋建筑基礎及地下室的正常施工和周圍建筑物、地下管線不受影響，對地面以下開挖的土體所進行的一系列勘察、設計、施工和檢測等工作，統(tǒng)稱為深基坑工程。深基坑的施工的綜合性較強，既涉及結(jié)構(gòu)力學問題，又涉及水力學等問題，計算過程比較復雜。深基坑工程的支護體系既要涉及到較深的土方開挖，保證基坑相鄰建筑物和地下管線的安全及正常使用，又要有阻斷地下水向基坑內(nèi)滲流、保證基坑內(nèi)施工作業(yè)面干燥的功能。因此，深基坑工程的支護體系常由兩部分組成：一部分為支護結(jié)構(gòu)，常在基礎外圍設置連續(xù)密排的灌注樁、預制樁或鋼板樁擋土，當土質(zhì)較軟、基坑深度較大而對變形限制嚴格時，還應對支護樁設置拉錨、地下連續(xù)墻、一道甚至數(shù)道水平支撐。在三層以上地下室超深基坑或繁華區(qū)域或工期緊，綜合考慮技術可行、經(jīng)濟效益良好情況下可引入逆作法設計施工一整套處理方案。另一部分為止水體系，常采用連續(xù)密排的水泥攪拌樁、高壓旋噴樁等形成阻斷地下水向坑內(nèi)流動的止水帷幕。深基坑工程一般有如下特點：

（1）深基坑的支護系統(tǒng)多為臨時性的，安全很難得到保障。（2）深基坑工程具有很強的區(qū)域性、很強的針對性，必須因地制宜。（3）深基坑的施工的綜合性較強，既涉及結(jié)構(gòu)力學問題，又涉及水力學等問題，計算過程比較復雜。（4）深基坑的深度和平面形狀、土體是蠕變體等使得深基坑工程具有較強的時空效應。（5）深基坑工程是涉及支護體系設計、土方開挖、檢測、監(jiān)測等信息化施工的系統(tǒng)工程。（6）深基坑的開挖對相鄰建筑物的影響較大。

三、房屋建筑工程的深基坑處理技術

1.施工前的準備工作

（1）圖紙會審。接受施工圖后，應及時組織有關技術人員熟悉及會審圖紙，領會設計意圖，根據(jù)圖紙情況和合同要求，盡快與業(yè)主、協(xié)作單位取得聯(lián)系，進行項目劃分工作，明確各自工作范圍。同時將圖紙上的問題及合理化建議提交給業(yè)主、工程監(jiān)理及設計部門共同協(xié)商，爭取將重大工程變更洽商集中在施工前完成或大部分完成。（2）施工方案編制中，所有參加施工的管理人員應充分發(fā)表自己的意見，只有那些在全員集思廣益，反復探討而得到的施工方案，才是最科學合理、最切合實際可行、經(jīng)濟合理的優(yōu)秀施工方案。（3）做好全面有針對性的安全、技術、質(zhì)量、進度交底工作和動員工作，明確崗位分工、職責、制度，實行考核獎勵制度，充分調(diào)動生產(chǎn)、管理積極性和能動性。（3）根據(jù)建設單位提供的坐標點及水準基點進行定位放線，遵循“從整體到局部”的原則，建立施工平面測量控制網(wǎng)，在現(xiàn)場選擇便于觀測又較為永久穩(wěn)固的地點設置若干個水準高程測量控制點，做好軸線控制點和高程控制點的保護工作。（4）做好現(xiàn)場排水管溝，使地表水盡快排出場外。（5）通過編制施工質(zhì)量計劃、施工質(zhì)量策劃，明確質(zhì)量目標，分析質(zhì)量目標可能無法完成的各種影響因素，針對這些影響因素制定有效的預防措施，防范于未然。

2.深基坑開挖的方法及注意事項

深基坑開挖前根據(jù)基坑圍護設計方案，編制專項施工方案，按照施工方案進行嚴密部署，并進行模擬推演施工進展各個工況，對工作面轉(zhuǎn)換、各工種流水作業(yè)、交叉作業(yè)進行計劃預控。選擇合適的開挖方法、施工順序、流程、運土車開行路線，做好施工進度計劃、材料、機械、人員進場計劃，選擇合適分段、分層的方法進行開挖，并及時做好臨時支護、支撐。深基坑開挖時應按照施工方案的部署進行施工，以免亂挖造成支護系統(tǒng)的受力不均勻。測量放線人員應隨時對開挖深度和位置進行監(jiān)測，以免施工中出現(xiàn)開挖深度超過基坑底標高，造成超挖的現(xiàn)象。超挖既浪費了人工、進度、成本，又對后續(xù)的排水工作很不利。為了確保深基坑底部土體的自然結(jié)構(gòu)、避免坑底超挖，深基坑挖至設計底標高200mm時宜選擇人工進行開挖。大面積開挖時，應統(tǒng)一生產(chǎn)力進行開挖，挖好一段后應立即對這一段鋪設墊層，這樣施工的目的，是為了減少基坑底部土壤的暴露時間，確?；拥姆€(wěn)定。順作法基坑挖土為露天作業(yè)，施工進度受雨水天氣影響大，對雨季、臺風等強降水可能引起的基坑積水采取有針對性的排水措施。做好基坑圍護位移的監(jiān)測，監(jiān)測的數(shù)據(jù)應繪制相關曲線，進行動態(tài)信息化管理，根據(jù)其發(fā)展趨勢分析整個基坑穩(wěn)定情況。如遇有變形過大等情況，應增加觀測頻率，并及時通知各部門以便采取應急補救措施。

3.降排水方法

（1）根據(jù)地質(zhì)勘探報告和先期的實地考察，在深基坑的開挖前期以明排水為主要排水方式進行集中排放；根據(jù)土質(zhì)滲透系數(shù)、基坑大小、開挖深度確定降水方法（明排水、輕型井點、深井降水、組合降水）和平面布置及深度；盡量在坑底基本無水的情況下進行作業(yè)。（2）深基坑土方工程施工時，雖然有止水防滲措施，但在所難免會出現(xiàn)坑壁滲水的現(xiàn)象，可采取“堵”和“疏”的方法進行控制。當深基坑坑壁的滲水較小時，可以用導流管將滲水排入排水坑。當深基坑坑壁的滲水較大時，應將該處的土體進行暫時保留，再進行壓實，然后使用注漿的辦法將滲漏部位封住。

4.施工安全技術措施

（1）土方開挖前，應會同甲方有關人員對施工區(qū)域內(nèi)的地下管道、電纜、光纜等地下設施進行確認，以便在施工時采取相應的防護措施。（2）根據(jù)地質(zhì)勘察報告，如果工程的土質(zhì)較好，在基坑開挖時可不考慮邊坡支護。若土質(zhì)情況不好，應采用邊坡支護。（3）根據(jù)定位測量給出的軸線點，確定基坑的挖土施工范圍，按一定的施工順序進行分層開挖，土方及時運出，不得在基坑周圍堆土。（4）挖土前，先會同甲方確定給水管道的具體位置、走向、埋深，以便挖土時能夠有效控制，避免導致給水管道爆裂，造成嚴重的施工事故。在具體施工時，應在給水管道周圍預留部分土方，由人工清理，直至給水管道露出。（5）施工時，新建建筑物邊線與原有建筑物較近時，在施工過程中應嚴格觀察土方的穩(wěn)定情況。采取必要的防護措施，防止因土方坍塌造成原有建筑物地面下沉。在施工時，應準備草帶子、石頭、磚等物品，對該處邊坡進行相應的加固防護，確保工程順利施工。（6）在基坑四周嚴禁堆放任何物品，施工車輛嚴禁靠近。（7）基坑四周必須設置安全防護欄桿，安全防護欄桿應由上、下兩道橫桿組成，宜采用上橫桿高度具地面1.2m，下橫桿高度距地面0.6m，并加安全網(wǎng)。安全防護欄桿宜采用 Φ48mm鋼 管，防 護 欄 桿 立 柱 應 埋 入 地 下500mm，確保防護欄桿的穩(wěn)定性。（8）夜間安全防護欄桿四周應設置安全照明。（9）施工人員上、下基坑應走安全通道，安全通道搭設應規(guī)范。（10）進入施工區(qū)域的施工人員應戴好安全帽。（11）做好基坑周圍的排水工作，防止基坑因雨水浸泡造成塌方。

四、工程實例

某住宅小區(qū)Ⅰ區(qū)塊地上61867.85 m2，地下17680.6 m2，主要建筑物由6幢上部17～18層地下二層高層住宅、東側(cè)沿街2層配套商業(yè)建筑及大面積地下車庫組成。另外包括開關站及2幢配電房。開挖深度范圍內(nèi)以污泥土為主，穩(wěn)定性極差，增加圍護施工難度，尤其是東西兩土釘砼護坡，坡腳積水易失穩(wěn)、坡面易向下滑坡、坡頂開裂。

1、基坑挖土區(qū)塊、施工段劃分，挖運土方開行路線總體布局圖（如圖1）

2、基坑南北兩側(cè)圍護，由兩道φ700鉆孔灌注樁及φ500@350水泥攪拌樁止水帷幕、坑底兩排水泥攪拌樁加固、外加兩道預應力錨桿組成（如圖2）。

3、基坑東西兩側(cè)圍護，由二級放坡、三道φ48x2.5L=10000@1000鋼管錨桿、坑底兩排梢徑100松木樁@500組成（如圖3）。

4、施工工藝流程：

塔吊基礎先行施工安裝；因工期緊，主樓施工在關鍵線路上，故基礎施工先主樓后汽車庫，總體施工順序為一→二→三→四→五（見平布圖）。流水施工如下：

（1）鉆孔灌注樁施工：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓→基坑西測→基坑東側(cè)

（2）基坑周邊挖土至壓頂梁底：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓→基坑西測→基坑東側(cè)

（3）噴射砼護坡、壓頂梁施工：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓→基坑西測→基坑東側(cè)

（4）第一道預應力鋼筋錨桿施工：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓

（5）基坑周邊挖土至第二道錨桿：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓→基坑西測→基坑東側(cè)

（6）第二道預應鋼筋錨桿施工：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓

（7）東西兩側(cè)放坡平臺砼及兩道土釘施工：基坑西測→基坑東側(cè)

（8）東西兩側(cè)挖土至坑底、打松木樁：基坑西測→基坑東側(cè)

（9）坑內(nèi)挖土、磚胎模、墊層施工：6#樓→4#樓→3#樓→1#樓→5#樓→2#樓

（10）東西兩側(cè)第三道土釘、砼坡面施工：基坑西測→基坑東側(cè)

（11）坑內(nèi)挖土、磚胎模、墊層施工：四（一）→四（二）→五（一）→五（二）

五、結(jié)束語

隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市建設中大量高層建筑不斷興起，促進了深基坑施工技術的發(fā)展。而深基坑部位的施工，危險性大，施工難度大，很可能引起基坑周圍局部土體發(fā)生位移和沉降，危及臨近建筑物、道路和管線的安全，造成重大損失，同時影響工程的順利進行。因此，我們在深基坑施工時必須高度的重視，不斷提高深基坑處理的技術水平。