基坑施工支護與降排水技術

李少興

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摘要：隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，高層建筑、地下工程不斷涌現(xiàn)，基坑支護和降排水技術應用也越來越普遍。由于基坑支護和降排水技術類型多，施工環(huán)節(jié)多且復雜，因此本文對相關技術應用進行了探討。

關鍵詞：基坑工程；支護；降排水

隨著高層建筑的大量興建以及地下空間的利用，基坑工程也越來越多?；邮┕み^程中，為了支撐和加固側壁就要采用支護措施，而向下開挖又會受到地下水的影響，故需控制地下水——采取降排水措施?；又ёo是臨時工程，需要平衡好投資和安全的關系，又因為很多基坑工程受到城市空間狹窄的限制，多不具備放坡開挖的條件，因而基坑工程支護與降排水在建筑工程中具有一定的挑戰(zhàn)性。因此，本文針對相關技術內(nèi)容進行了分析和探討。

1 基坑支護類型與施工技術

1.1 基坑支護類型

按照《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ 120-2012）的分類方法，基坑支護分為四大類，即支擋式結構、土釘墻、重力式水泥土墻和放坡。支擋式結構是指以擋土構件、錨桿及或支撐為主的支護結構，可再細分為錨拉式結構、支撐式結構、懸臂式結構、雙排樁、支護結構與主體結構結合的逆作法。土釘墻是由土釘群、噴射混凝土面層及原位土體共同構成的支護結構，再細分為單一土釘墻和復合土釘墻兩個類別，復合土釘墻可以進一步分為預應力錨桿復合土釘墻、水泥土樁復合土釘墻和微型樁復合土釘墻。重力式水泥土墻是由水泥土樁（深層水泥攪拌樁）相互搭接成格柵或實體的支護結構。放坡分為滿足土的自穩(wěn)條件的無支護放坡（放大坡）和結合支護結構放坡，一般來說很少有條件滿足放大坡，多數(shù)情況下是結合支護結構放坡。

1.2 基坑支護施工技術

基坑支護類型很多，但一個基坑工程只會采用其中的一兩種或幾種支護類型，下面以最常見的土釘墻支護類型為例說明。

1.2.1施工流程

開挖工作面→修整邊坡→放線定位→成孔→插筋（放置土釘桿體）→注漿→鋪設鋼筋網(wǎng)→噴射混凝土→混凝土面層養(yǎng)護→下一層工作面開挖[1，2]。

1.2.2開挖工作面與修整邊坡

土釘墻一般采用分層分段開挖方式。分層高度取決于放坡坡度，并與設計工況一致。分段長度則與分層高度、坡度、坡頂超載等條件有關，通常取10～20m。工作面開挖后應及時進行人工修坡，保證坡面平整度在±20mm范圍內(nèi)。根據(jù)土質(zhì)情況，如果土體自穩(wěn)性較差就需要初噴一層混凝土，待混凝土有一定強度后再成孔作業(yè)。

1.2.3成孔

成孔方式可采用小型鉆孔機械或洛陽鏟。根據(jù)土質(zhì)和環(huán)境條件，小型鉆孔機械可選擇沖擊鉆機、螺旋鉆機和回轉鉆機中的一種。成孔時要防止塌孔，并要保證孔徑、孔距、角度、深度在規(guī)范允許的范圍內(nèi)以及清除孔內(nèi)積土。

1.2.4插筋

一般土釘桿體采用鋼筋制作。鋼筋要調(diào)直、除銹及防腐處理，并間隔2m左右放置定位支架，以確保鋼筋在孔內(nèi)居中且保護層厚度大于25mm。插入鋼筋時必須防止折彎和扭曲，鋼筋插入后不能敲擊和掛重物。

1.2.5注漿

注漿采用水灰比1：0.5的水泥漿或1：1～1：2的水泥砂漿。注漿方法分為常壓（利用重力）、低壓（0.4～0.6MPa）和高壓（1～2 MPa），壓力注漿要設置止?jié){塞和排氣管。注漿管是隨鋼筋一起插入孔內(nèi)的，其距孔底的距離為25～50cm。壓力注漿在注滿后應保持壓力3～5min，而重力注漿在注滿后還應在漿液凝結前補漿1～2次。

1.2.6鋪設鋼筋網(wǎng)

利用土釘端部張掛鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片與坡面之間采用“U”型鋼筋固定，以保持鋼筋與坡面之間一定的距離，即保護層厚度不小于20mm。在鋼筋網(wǎng)片與土釘端部之間焊接結構筋進行加強。鋼筋網(wǎng)片與鋼筋網(wǎng)片之間搭接寬度不小于30cm。如果采用雙層鋼筋網(wǎng)，鋪設第一層鋼筋后先噴射混凝土將其覆蓋，再鋪設第二層鋼筋網(wǎng)。

1.2.7噴射混凝土

噴射混凝土是利用壓縮空氣將細石混凝土噴射到坡面上。在細石混凝土中，石子的粒徑不大于15mm，并摻入一定比例的減水劑和速凝劑來減少用水量和凝結時間。噴射作業(yè)一般分段進行，在段內(nèi)由下至上噴射，并且噴頭應始終與坡面垂直。噴射距離應保持在0.6～1.0m之間，一次噴射厚度應在30～80mm之間。噴射總厚度可由垂直打入坡面的短鋼筋控制?；炷两K凝2h后即應噴水養(yǎng)護，并且根據(jù)氣溫情況連續(xù)養(yǎng)護3～7d。

1.2.8排水系統(tǒng)

在基坑內(nèi)要設置排水系統(tǒng)，包括坡面的泄水孔、底部的排水溝與集水坑。坡面泄水孔是在噴射混凝土之前預埋直徑4～7cm、長度40cm的PVC管，間距1.5～2m。

2 基坑降排水方法種類與技術

2.1 基坑降水方法

在基坑施工過程中，地下水可能引起基坑內(nèi)部流砂、管涌和坑底突涌，造成坑壁土體坍塌，為了保證施工安全就需要采取降低地下水位的措施。降水方法包括集水明排、井點降水兩大類。集水明排屬重力降水，在基坑坑底周圍開挖排水溝，并隔一定距離設置集水井抽排水，一般適用于較淺的基坑。井點降水是設置井點強制降低地下水位，又分為多種類型，如輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水、管井井點降水、深井井點降水等。為了減少降水量和對周邊環(huán)境的影響，還需要采取截水措施，如設置防滲帷幕阻斷地下水進入基坑區(qū)域。下面以輕型井點降水為例說明。

2.2 基坑降排水技術

2.2.1 施工流程

測設井位→鋪設集水總管→井點管埋設→井點管與集水總管連接→安裝抽水設備→試抽→正式抽水→抽水監(jiān)測。

2.2.2測設井位

根據(jù)井位平面布置圖測設井位，可根據(jù)實際情況適當調(diào)整。

2.2.3鋪設集水總管

集水總管有多種鋪設形式，如單排線狀、雙排線狀、半環(huán)圈狀、環(huán)圈狀、八角形環(huán)圈狀等。通常在集水總管內(nèi)側布置井點。

2.2.4井點管埋設

井點管埋設主要有水沖法和鉆孔法。水沖法是利用高壓水沖開泥土，靠自重下沉井管，適用于砂土和黏性土。鉆孔法采用鉆機成孔再下管的方法，一般用于堅硬土層或井點緊鄰建筑物。現(xiàn)以水沖法為例說明。先以吊機將沖管放置到井點上并插入土中，同時在管內(nèi)通入高壓水，隨著土的松動沖管不斷下沉，達到設計深度后迅速降低水壓，然后拔出沖管，放入井點管。為防止塌孔，要在井點管與井壁之間灌入砂礫料，并作為過濾層。距地面1m時，改填入黏土封實，避免因漏氣而抽不上水。

2.2.5井點管與集水總管連接、抽水設備安裝及試抽

一般采用軟管將井點管與集水總管連接起來，同時安裝抽水設備。一切就緒，先開動真空泵排除管道空氣。當集水箱內(nèi)的水較多時，啟動離心水泵抽水。經(jīng)檢驗抽水效果符合要求后，立即進入正式抽水階段。抽水一旦開始，不能輕易停泵，否則很容易堵塞濾網(wǎng)，并使水渾濁。

2.2.6正式抽水監(jiān)測

基坑工程周邊常有道路、管線、建筑物等，為了防止對其造成不利影響，所以要進行井點監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容包括流量觀測、地下水位觀測、孔隙水壓力觀測、沉降觀測等。

2.2.7井點拆除

地下結構（如地下室）竣工以及基坑回填土后，才能拆除井點系統(tǒng)。拆卸是安裝的逆過程，利用吊機將井點管吊出來，然后用砂土填塞。如果地基有防滲要求，地面以下2m應采用黏土來填塞。

3 結語

基坑支護和降排水既是一個系統(tǒng)性的工程，涉及的施工環(huán)節(jié)多且復雜，而且作為臨時性結構，安全儲備相對較小，這些特點決定了基坑支護工程有相當?shù)娘L險性，因此必須高度重視技術細節(jié)，把好施工質(zhì)量關，這樣才有利于安全、高效地完成施工任務。

參考文獻：

[1] 郭寶東，李萬偉. 降排水、基坑支護工程實例[J]. 西部探礦工程，2012（8）：1-4.

[2] 姚金濤. 某項目地下室基坑支護降水工程方案[J]. 山西建筑，2015，41（25）：80-81.