广东省水利水电第三工程局有限公司 523710
摘要：深基坑支护施工是整个工程的奠基工作，技术要求特别高，如何进行施工前的设计管理，以及如何在施工过程中进行技术控制，这是我们必须要直面的课题。文章介绍了深基坑支护准备阶段控制，然后就深基坑支护工程施工技术，从深基坑围护结构安全系数、深基坑工程施工技术控制、深基坑支护突发事件处理、深基坑支护技术监测控制、深基坑土体止水效果控制等五个方面分析了如何对深基坑支护施工进行管理和控制。
关键词：深基坑；支护；施工技术
0、工程概况
穿堤涵闸段总长度90.0m，其中涵洞段长78.0m，下游闸室段长12.0m。涵洞断面型式为矩形，单孔，孔口尺寸为4.0m×4.0m，涵闸底板高程28.12m～28.04m，纵坡坡度1/1000；基坑采用分两级放坡开挖后再钢板桩+一道内支撑，第一级边坡采用1：1.5开挖至标高35.26，设置2m宽马道，再第二级放坡开挖至标高32.5，然后施工10.5m深降水井和施打钢板桩支护，最后挖至箱涵持力层（砂砾石层）标高，持力层到箱涵底换填块石石渣，穿堤涵闸段箱涵基坑开挖深度最深为17.5m。
1深基坑工程内容及施工特点
1.1 深基坑工程的主要内容
深基坑工程的内容主要有：岩土工程勘察与工程调查、支护结构的设计、基坑开挖与支护的施工、低层位移的预测与周边工程的保护和施工现场的测量与监控。
1.2 深基坑工程施工的特点
目前，我国深基坑工程施工特点有以下几个方面：
（1）基坑深度不断增加。城市的发展使得建筑物成本中土地费用的比例增加，建筑投资者不得不向地下空间发展。现在的基坑开挖深度往往多在10m以上。
（2）工程地质条件不可选择。基坑周边环境复杂化。城市建筑物的选址受到整个城市整体规划的制约，不可避免的会遇到地质条件差的情况。
（3）基坑支护形式多样化。常见的基坑支护型式主要有：混凝土灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩、地下连续墙、锚钉墙等，及以上各种支护形式的综合使用。
（4）基坑支护工程的事故多。引发基坑事故频发的原因很多，如计算模式的选择、计算方法的选择、钻孔资料不详细、管理不善和技术不到位等。这需要靠各方面的共同努力来进行，确保工程质量的安全，减少事故的发生。
2深基坑支护的类型及特点
目前国内常用的深基坑支护方式有：放坡支护、土钉墙、挡墙支护、桩排支护（分悬臂式、单层或多层锚固式、单层或多层内支撑式）、地下连续墙及SMW工法等。以下简单介绍几种常见的深基坑支护技术的特点。
2.1 深层搅拌水泥桩支护
深层搅拌水泥围护墙是利用水泥作为固化剂，采用深层搅拌机就地将软土和水泥浆强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。优点是具有挡土、止水的双重功能，主要缺点为：位移相对较大、厚度较大。
2.2 钢板桩支护
这是一种发展较早的、简易的基坑支护方式。钢板桩的形式主要有U型、Z型、H型、直线型、冷压薄板型和组合型等，使用时常与内支撑型钢或外拉锚垫板结合形成围护结构。其优点为：施工方便，工期短。缺点为钢板桩的一次性投资大，不能挡水和土中的细小颗粒。
2.3 地下连续墙支护
地下连续墙施工震动小、噪音低，墙体刚度大，防渗性能好，对周围地基无扰动。这种支护方式的刚度大，能够承受较大的侧压力，基坑开挖时变形小，周围地面沉降小。
2.4 锚杆支护
在锚杆支护中，锚杆作为技术的主体，适应性强，基本不受基坑深度和土层的限制。
2.5 钻孔灌注桩
这种支护方式在软土地区使用的最为广泛。其优点为：灌注桩的刚度比钢板桩大，造价比连续墙低，施工设备简单。主要缺点为整体防水性能不如连续墙，施工中需要水泥浆循环，对环境有一定的污染性。
2.6 SMW工法
SMW工法支护是以三轴搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。它具有工期快、造价低、对周围环境影响小的特点和优势，尤其适应软土地基深基坑的维护要求。目前，该技术已大量应用于轨道交通、市政基础设施和地下建筑工程中，取得了较好的社会效益和经济效益。
3 基坑支护及开挖施工工艺
根据施工场地的实际情况，该段的地质情况较复杂，地下水位较高，又属于深基坑开挖，钢板桩打设前应探测沿线沿线管线埋设情况，并做好处理措施；按照设计要求，沿现状地形以1：1.85的坡度开挖标高32.5m，然后再进行钢板桩支护，钢板桩长度为9米。
设计要求采用双侧咬合拉森Ⅲ型钢板支护施工。由于基坑开挖的宽度和深度都较大，钢板桩桩顶处纵向采用型钢做为腰梁，每5m设置一道横撑，横撑采用直径24.5cm壁厚8mm的钢管。采用两侧对称，由一端开始依次施打，施工时由专人扶桩校正垂直度，并观察是否咬合。
3.1. 钢板桩的拔除
在箱涵结构完成，混凝土强度达到75%后，涵侧土方回填至打桩平台，才能拔出钢板桩，拔出的钢板桩经修整后可以重复使用。拔除前要研究钢板桩的拔除顺序、拔除时间以及桩孔处理方法，否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害。设法减少拔桩带土十分重要，本项目采用灌砂措施。拔桩采用钢板专用机打拔桩，利用振动产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除，拔桩时应注意：拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩墙，拔桩起点应离开角桩5根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。振打与振拔：拔桩时，可先用打桩机将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先将桩振下100mm～300mm，再交替振打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，当把板桩拔至比基础底板略高时暂停引拔，用打桩机振动几分钟，尽量让土孔填实一部分。
4 钢支撑施工施工方法
1） 安设钢围檩：钢围檩采用租赁，分段制作，焊接安装。
2） 钢支撑组拼：钢支撑进场后，按规格分类堆放，组拼时，先量测两腰梁间距，支撑下料时比量得尺寸所长3cm。
3） 吊装钢支撑：采用25吨汽车吊两点吊装，吊点一般在离端部0.2L~0.25L，吊装时注意平衡、稳定。每吊装一根钢支撑时必须等到钢支撑两端与腰梁顶紧才能松开钢丝绳。
4） 施工监测：钢支撑架设完成后，在施工过程中加强监控量测，对围护结构和钢支撑的变形、位移，按监测方案进行监测，以便及时采取措施确保结构及人身安全。
5）钢支撑拆除：钢支撑随着工程施工进度分段拆除，用汽车吊将钢支撑托起，最后将支撑吊出基坑。
4 钢管对撑安装、拆除
穿堤涵闸段地下水位在标高约31m，基底最深标高约26m，地下水位约为5m，且穿堤涵顺水流方向右侧紧靠旧排涝渠及北江，砂层中补给水充足，根据工程地质情况、降水深度以及各种降水方法的适用条件，本基坑在靠旧排涝渠侧设计了管井降水。
4.1 降水井构造
降水井沿基坑纵向靠北江一侧布置，间距15m，直径1000mm，内放置直径600mm的钢筋笼，钢筋笼四周包两层网度1mm×1mm塑料网2层，两层塑料网中间放置网度5mm×5mm镀锌钢丝网一层。在钢筋笼与井壁间采用细砾石填充，且在井底填砾石厚度不少于300mm。降水井结构图如下图所示：
4.2 施工方法
1 工艺流程：
冲孔机就位→冲孔→ 注泥浆→下套管→继续冲孔→排渣→清孔→吊放钢筋笼→射水清底→安装抽水机降水
2 冲孔桩机就位：冲孔桩机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制冲孔深度，在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。
3 冲孔及注泥浆：调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器冲击，出土，达到一定深度（视土质和地下水情况）停冲击，孔内注入事先调制好的泥浆，然后继续冲击。
4 套管（护筒）：冲孔深度到5m左右时，提冲锤下套管。
套管内径应大于钻头100mm。
套管位置应埋设正确和稳定，套管与孔壁之间应用粘土填实，套管中心与桩孔中心线偏差不大于50mm。
套管埋设深度：在粘性土中不宜小于lm，在砂土中不宜小于1.5m，并应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。
5 继续冲孔：防止表层土受振动坍塌，冲孔时不要让泥浆水位下降，当冲至持力层后，设计无特殊要求时，可继续冲深1m左右，作为插入深度。施工中应经常测定泥浆相对密度。
6 孔底清理及排渣
在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。排渣泥浆的相对密度应控制在1.1～1.2。
在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度应控制在1.1～1.3；在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时，泥浆的相对密度应控制在1.3～1.5。
7 射水清底；在钢筋笼内插入混凝土导管（管内有射水装置），通过软管与高压泵连接，开动泵水即射出。射水后孔底的沉渣即悬浮于泥浆之中。
5 基坑排水和截水措施
本工程上下游渠道开挖及穿堤涵闸基坑开挖阶段，坑内排水主要采用设明沟、集水井排水法。沟槽内排水，采取在沟槽底形成集水沟，在下游段挖掘集水井，具体尺寸如下：集水坑低于底标高1.0m，每20米为一个工作面，每个工作面各做一个直径600mm深1.5m外包尼龙网及钢丝网的集水笼。基坑开挖完成后，在基坑两侧设置350×350mm排水沟，将水流引入集水笼内，每处集水笼放置7.5KW污水潜水泵一台，集水后用潜水泵排出沟槽，排至顺水流方向右侧外旧排涝渠内。跌水井排水采取同样方法，坑内设集水明沟，并在靠北江侧设集水笼一个，放置7.5KW污水潜水泵一台，集水后用潜水泵排出坑外，排至北江内。对基坑难以开挖集水明沟地段，可采取土工布包碎石盲沟，盲沟断面尺寸与排水沟一样为350×350mm。基坑开挖时，雨天地表水、开挖时地层所含地下水将会沿开挖坡面汇流到基底。由于该部分水量较大，处理不好将影响底板及主体结构的施工。因此需进行截流。开挖期，每40—60m沿基坑横向开挖一条截水沟。截水沟断面尺寸为600mm×600mm，可与基坑排水沟相连。在下一道截水沟开挖好后或底板施工前，将前一道截水沟用碎石回填密实后，再进行底板混凝土的浇筑。基坑顶部沿周围开挖砖砌300×300mm（宽×深）排水沟，用于承接基坑抽排水及地面雨水。排水经过沉淀后，排入顺流水方向右侧旧排涝渠。
3、结语
基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分，特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。深基坑施工的安全可靠，直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手，确保质量。良好的基坑支护施工技术，是整个工程施工顺利的前提与保证，是整个庞大工程的重要开端。因此，加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。
参考文献：
[1]裴翔宇.论现代建筑工程深基坑支护施工技术控制[J].中国新技术新产品，2012，09：172.
[2]胡波.建筑工程基坑支护施工技术要点分析[J].中华民居（下旬刊），2013，11：206.
[3]宋玉峰.浅谈建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].黑龙江科技信息，2013，03：275.
[4]严元.论岩土工程深基坑支护施工技术措施[J].城市建筑，2012，15：56，58.
[5]袁明华.小议建筑工程深基坑支护技术施工与应用[J].经营管理者，2013，11：369.
[6]刘志杰.民用高层建筑深基坑支护施工技术[J].神州，2013，26：51.
论文作者:莫达钟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/10
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