初探某高層建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工

何耀華

【摘 要】深基坑工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，各參與單位要對(duì)相鄰建（構(gòu)）物、道路、地下管線等設(shè)施的現(xiàn)狀、地質(zhì)水文分布及相鄰工程的施工情況進(jìn)行調(diào)查并留調(diào)查資料。要從勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理各方把好每一關(guān)，要有周密的、詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案、施工方案、土方開(kāi)挖方案、降水方案和監(jiān)測(cè)方案。施工單位要嚴(yán)格按照各個(gè)方案和規(guī)范進(jìn)行施工；要針對(duì)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)制定相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急措施方案，配足搶險(xiǎn)材料，監(jiān)測(cè)單位要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)提供正確、有效的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)各單位要相互密切配合，出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理，確?；庸こ贪踩旯?。以下本文主要根據(jù)筆者工作經(jīng)驗(yàn)，談一談某高層建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工監(jiān)測(cè)。

【關(guān)鍵詞】深基坑；方案；施工；質(zhì)量

0.工程概況

某辦公大樓工程規(guī)劃總占地面積為6519m2，地上總建筑面積為20919.25m2，由16層的主樓和局部2層的裙房組成；地下室2層建筑面積為6885.57m2，本工程基坑平均開(kāi)挖深度約為10m，總挖土方量約44000m ，開(kāi)挖土層為粉土層，局部為粉質(zhì)粘土。

1.基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)

綜合考慮工程地質(zhì)條件，基坑開(kāi)挖深度和周圍環(huán)境等因素，設(shè)計(jì)采用單排鉆孔灌注樁作為圍護(hù)樁，外側(cè)套打一圈水泥攪拌樁，設(shè)兩道環(huán)形混凝土支撐作為基坑支護(hù)。

（1）支撐形式結(jié)合基坑平面形狀，采用環(huán)形支撐，壓頂梁標(biāo)高-1.800，第一道支撐頂標(biāo)高-3.600，第二道支撐頂標(biāo)高-7.800，壓頂梁、圍檁和水平支撐的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。局部汽車坡道換撐鋼管采用Ф609鋼管，管壁厚12mm。

（2）本工程基坑圍護(hù)樁采用Ф900和Ф1000鉆孔灌注樁，樁身混凝土等級(jí)為C30，鋼筋籠焊接，焊接長(zhǎng)度12d，樁身混凝土保護(hù)層在滿足施工許可條件下應(yīng)盡量減小，圍護(hù)樁沉渣厚度不大于50mm。

（3）支撐內(nèi)部采用Ф700鉆孔灌注樁作立柱樁，有效樁長(zhǎng)18m，樁頂為底板底面底，內(nèi)設(shè)450×450型鋼格構(gòu)柱作為臨時(shí)立柱，鋼格構(gòu)柱長(zhǎng)度為8.6m，坑內(nèi)共設(shè)型鋼格構(gòu)柱18只，其中6只用作工程樁。

（4）外側(cè)套打一圈Ф600水泥攪拌樁@400，作止水帷幕?？恐行穆穫?cè)局部雙排，內(nèi)外排搭接100，并錯(cuò)開(kāi)200，采用坑內(nèi)掛網(wǎng)噴砼擋土擋水。

2.深基坑挖土施工方案

2.1挖土施工順序

第一層：土方分層分段開(kāi)挖至壓頂梁底，進(jìn)行相應(yīng)坡面加固以及壓頂梁施工，等壓頂梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后繼續(xù)開(kāi)挖土方。

第二層：開(kāi)挖到第一道支撐底，進(jìn)行第一道支撐混凝土的施工，并埋設(shè)支撐應(yīng)力計(jì)，等支撐混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%后繼續(xù)土方開(kāi)挖。

第三層：分層開(kāi)挖至第二道支撐底，進(jìn)行第二道支撐混凝土的施工，并埋設(shè)支撐應(yīng)力計(jì)，等支撐混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后繼續(xù)土方開(kāi)挖。

第四層：開(kāi)挖至坑底，坑底以上30cm及承臺(tái)局部深處應(yīng)人工修土，開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)墊層澆筑，為較少坑底無(wú)墊層暴露時(shí)間，可先澆筑底板底大范圍墊層，再人工開(kāi)挖承臺(tái)及基梁并砌筑磚胎膜，坑底無(wú)墊層暴露時(shí)間不應(yīng)超過(guò)12小時(shí)。

2.2土方開(kāi)挖要求

本基坑選用機(jī)械開(kāi)挖，基坑開(kāi)挖按設(shè)計(jì)所留的出土口位置自南向北進(jìn)行，土方開(kāi)挖的基底標(biāo)高與設(shè)計(jì)的工況一致?；油练介_(kāi)挖以“大基坑小開(kāi)挖”為原則，應(yīng)分層、分段、對(duì)稱、均衡進(jìn)行。

（1）第一層、第二層土方開(kāi)挖根據(jù)支撐布設(shè)平面進(jìn)行盆式開(kāi)挖；第三層土方開(kāi)挖在出土口留運(yùn)土便道，一直保留到基底土方開(kāi)挖完成后，倒退式挖除運(yùn)土便道。

（2）挖土機(jī)從基坑的端頭以倒退行駛的方法進(jìn)行開(kāi)挖。自卸汽車配置在挖土機(jī)的兩側(cè)裝運(yùn)土，土方開(kāi)挖每層開(kāi)挖深度原則上不超過(guò)1.5m，每層分段開(kāi)挖長(zhǎng)度不得超過(guò)20m。

（3）挖土機(jī)沿挖方邊緣移動(dòng)時(shí)，機(jī)械距離邊坡上緣的寬度不得小于基坑深度的1/2。

（4）挖土?xí)r嚴(yán)禁挖土機(jī)械碰撞支撐、立柱和圍護(hù)樁，夜間挖土?xí)r在支撐、立柱上設(shè)紅燈警示。

（5）第四層土方應(yīng)分塊開(kāi)挖，最后30cm土方及承臺(tái)等局部深處應(yīng)人工開(kāi)挖，盡量減少對(duì)坑底土的擾動(dòng)，應(yīng)盡快分塊施工完成素混凝土墊層，素混凝土墊層應(yīng)延伸至圍護(hù)體邊，并抓緊施工承臺(tái)及基礎(chǔ)底板、傳力帶。

（6）槽底修理鏟平后，進(jìn)行質(zhì)量檢查驗(yàn)收。

（7）本基坑開(kāi)挖如遇雨天，工作面不宜過(guò)大，應(yīng)逐段、逐片分期完成。應(yīng)特別注意基坑變形情況。同時(shí)防止地面水流入。經(jīng)常對(duì)排水溝進(jìn)行檢查，及時(shí)清除坑內(nèi)水。

（8）基坑護(hù)欄基坑坑邊設(shè)置黑黃相間雙色鋼管1.2m以上的雙層圍欄，立桿間距不得超過(guò)2米，并懸掛醒目標(biāo)識(shí)。上下基坑設(shè)扶梯搭設(shè)寬1.2米鋼管扶梯設(shè)扶手，坡度不大于35度。

2.3支撐、壓頂梁和圍檁施工

本工程支撐、壓頂梁和圍檁的混凝土等級(jí)為C30，除壓頂梁外側(cè)用磚胎模外，壓頂梁內(nèi)側(cè)與支撐梁均先綁扎鋼筋后支模再澆注混凝土。支撐養(yǎng)護(hù)完畢然后再繼續(xù)挖土。支撐應(yīng)分段施工以保證大基坑少暴露。

2.4基坑排水措施

土方開(kāi)挖后在坑內(nèi)設(shè)置盲溝和集水井排水，基坑底離圍護(hù)體邊0.5m設(shè)置排水盲溝400×400、800×800×1200集水井間距20m。

為防止地表水進(jìn)入基坑，在壓頂梁四周加設(shè)磚砌排水明溝300×300，間隔20米設(shè)集水井500×500×800，集中排入市政管網(wǎng)。

3.基坑工程監(jiān)測(cè)

3.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容

（1）圍護(hù)體沿深度的側(cè)向位移監(jiān)測(cè)，特別是坑底以下的位移大小和變化情況。

（2）基坑內(nèi)外的地下水位觀測(cè)。

（3）周圍道路、附近建筑沉降，裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展。

（4）坑內(nèi)水平支撐的軸向力隨基坑開(kāi)挖的變化情況。

（5）豎向立柱的垂直位移與側(cè)移。

3.2監(jiān)測(cè)預(yù)警指示

（1）水平總側(cè)移值達(dá)到30mm，或連續(xù)三天每天位移速率達(dá)5mm/d。

（2）地面總沉降值達(dá)到20mm，或連續(xù)三天每天沉降速率達(dá)3mm/d。

（3）支撐軸力監(jiān)測(cè)控制值：HL1為7000KN，ZC1為3000KN；HL2為8000KN，ZC2為4000KN。

（4）地下水位變化幅度達(dá)到0.50m/d。

（5）豎向立柱的垂直位移控制為10mm，側(cè)向位移控制為20mm。

3.3監(jiān)測(cè)要求

（1）基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)須由專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行，對(duì)周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)應(yīng)在工程樁及圍護(hù)樁施工前進(jìn)行，并將原始數(shù)據(jù)及現(xiàn)狀記錄在案，以便以后對(duì)照。

（2）一般情況下開(kāi)挖期間每天觀測(cè)一次，如遇險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)。

（3）專人負(fù)責(zé)，及時(shí)將信息反饋各方，便于分析處理。

（4）每天的數(shù)據(jù)應(yīng)控制成相關(guān)曲線，根據(jù)其發(fā)展趨勢(shì)分析整個(gè)基坑穩(wěn)定情況。如遇有變形過(guò)大等情況，應(yīng)及時(shí)通知各部門以便采取應(yīng)急補(bǔ)救措施。

4.基坑支護(hù)應(yīng)急措施

4.1道路、管線和周邊建筑物出現(xiàn)過(guò)大的沉降

當(dāng)?shù)缆泛凸芫€出現(xiàn)過(guò)大的沉降和水平變形時(shí)，采取注漿加固道路和管線地基的方法，控制沉降的發(fā)展。當(dāng)建筑物出現(xiàn)超過(guò)容許的不均勻沉降時(shí)，根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)類型可以考慮采取注漿、樹(shù)根樁等加固措施。 （下轉(zhuǎn)第332頁(yè)）

（上接第263頁(yè)）4.2基坑圍護(hù)樁、支撐結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力超過(guò)設(shè)計(jì)值

如果圍護(hù)樁、支撐結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力超過(guò)設(shè)計(jì)值并持續(xù)發(fā)展時(shí)，首先在變形和內(nèi)力大的部位暫時(shí)停止挖土。有條件的區(qū)域，在不影響周邊環(huán)境安全的前提下，適當(dāng)卸土。出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，可采用坑底堆土反壓的措施搶險(xiǎn)。

4.3基坑止水帷幕出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，影響施工

圍護(hù)樁間出現(xiàn)滲漏，水土流失，這是基坑土方開(kāi)挖及地下室施工過(guò)程中最可能出現(xiàn)的問(wèn)題，我們將采取以下措施：

（1）如漏點(diǎn)不大，可采用導(dǎo)管引流后用高強(qiáng)快凝素混凝土封堵，引流應(yīng)做到出水不出砂土原則，導(dǎo)管進(jìn)水口應(yīng)用鐵絲球等方法設(shè)置濾層。

（2）如果砼樁與鋼筋混凝土圍護(hù)鉆孔樁出現(xiàn)較大施工縫隙，應(yīng)先用木樁及草包等強(qiáng)行打入兩樁縫隙再澆筑快凝混凝土封堵。

（3）鋼筋混凝土圍護(hù)樁間出現(xiàn)止水失效，漏點(diǎn)范圍較大時(shí)，應(yīng)先清除樁表面浮泥，鑿出樁主筋固定鋼絲網(wǎng)片，引流的同時(shí)用堵漏王混凝土封堵或采用純快干水泥漿砌筑磚墻進(jìn)行封堵。

（4）當(dāng)水土流失較大時(shí)，除采取前述方法外，用小鉆機(jī)從樁體內(nèi)側(cè)引孔或用取芯機(jī)水平鉆孔至漏點(diǎn)然后再灌注速凝漿液等加固措施對(duì)圍護(hù)體進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，阻止水土流失。

4.4開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)變形過(guò)大或變形速率過(guò)快

立即停止相應(yīng)范圍的土方開(kāi)挖，必要時(shí)采取回填措施以控制圍護(hù)體的變形發(fā)展。施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)備一些搶險(xiǎn)應(yīng)急設(shè)備及材料，如增加臨時(shí)鋼支撐、沙包、鋼管、鋼筋、噴漿機(jī)具及施工機(jī)具等，以備急需。

5.結(jié)語(yǔ)

（1）采用本項(xiàng)施工技術(shù)可較為經(jīng)濟(jì)、合理地解決深基坑地下室結(jié)構(gòu)施工中施工場(chǎng)地十分狹窄、無(wú)法放坡的施工難題，地下室結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量良好。

（2）制定一個(gè)周密的深基坑地下室結(jié)構(gòu)施工方案是確保工程順利施工的關(guān)鍵，要嚴(yán)格按照審定的方案施工，嚴(yán)禁隨意更改方案。