市政道路深基坑施工技術(shù)探討

周 強(qiáng)

（中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川成都 611130）

隨著城市化規(guī)模的擴(kuò)大，國家愈加重視市政道路建設(shè)施工安全和質(zhì)量，市政道路工程建設(shè)開始注重地下空間開發(fā)利用，衍生出深基坑施工技術(shù)。深基坑工程主要包括圍護(hù)工程、支撐工程、降水工程以及地基加固等，屬于綜合性較強(qiáng)的系統(tǒng)性工程，易受到較多因素的影響。由于國內(nèi)目前并沒有統(tǒng)一的市政道路工程基坑工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)設(shè)計師僅通過理論與實踐相結(jié)合的方式開展工程實踐設(shè)計。

1 工程深基坑施工特征

國內(nèi)的市政道路深基坑工程施工技術(shù)應(yīng)用時間較短，在20世紀(jì)80年代中期才使用該項技術(shù)。隨著城市公路高架橋以及高樓大廈的重復(fù)性建設(shè)，大部分地下空間的應(yīng)用足夠被人重視，人口密集的城市深基坑工程的建設(shè)速度更快。

（1）基坑的圍護(hù)系統(tǒng)多數(shù)屬于臨時性搭建設(shè)施，該種設(shè)施設(shè)備安全儲備較小，具有較高的風(fēng)險。

（2）基坑工程不同區(qū)域的水文情況、地質(zhì)情況、工程周邊環(huán)境等存在較大差異，深基坑工程的區(qū)域性較強(qiáng)。

（3）深基坑工程周邊建筑物、構(gòu)筑物以及抵御變形能力與周邊的地質(zhì)條件息息相關(guān)，在開挖過程中會改變周邊地基的應(yīng)力場。

（4）深基坑工程在施工過程中可采取降水措施降低地基地下水位，采用回灌措施補(bǔ)充基坑周圍地下水。一旦水位發(fā)生明顯變化，會導(dǎo)致周邊需要保護(hù)的建筑物、構(gòu)筑物及地下管線基礎(chǔ)發(fā)生變形，影響對應(yīng)的構(gòu)筑物、建筑物以及管線等的穩(wěn)定性。

2 深基坑施工技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)

2.1 降水環(huán)節(jié)

可以改善挖土的條件；保證基坑在干燥條件下施工；增強(qiáng)基坑的穩(wěn)定性；便于對深基坑內(nèi)部的土體進(jìn)行物理學(xué)、力學(xué)指標(biāo)等檢測；大幅度降低基礎(chǔ)流沙、坑底隆起、坑底管涌等不利因素發(fā)生的概率。在對應(yīng)工程施工計劃中，根據(jù)基坑土層的地質(zhì)構(gòu)造、基坑形狀、開挖深度以及滲透系數(shù)等因素，選擇輕型井點、噴射井點或者管井降水的模式，確保在基坑開挖前2～3 d做好降水施工，確?；觾?nèi)的水位降至設(shè)計基礎(chǔ)面以下至少0.5 m。

2.2 土方開挖環(huán)節(jié)

開挖前，需要實地調(diào)查地下管線情況、進(jìn)行物探定位，開挖探坑在不明處時，需要確定開挖尺度，安排專人指揮、負(fù)責(zé)看護(hù)，防止其余管線被損壞。土方開挖應(yīng)遵循“分段分層、由上而下、先支撐后開挖”的原則，豎向分層高度不大于1.5 m，上一層噴錨支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求的70%后，方進(jìn)行下一層土方開挖。

坑底原狀地基土不得擾動，機(jī)械開挖時坑底預(yù)留200～300 mm厚的土層，由人工開挖至設(shè)計高程后整平；施工時，按照區(qū)段的劃分情況分段施工。

基坑施工前嚴(yán)格遵照設(shè)計標(biāo)高要求做好場地平整工作，并核實基坑頂面、基坑底面對應(yīng)的絕對標(biāo)高，若實際基坑深度超過設(shè)計深度，應(yīng)重新調(diào)整方案。

2.3 邊坡防護(hù)施工環(huán)節(jié)

本案例的邊坡防護(hù)方式采用土釘+掛網(wǎng)噴射混凝土方法施工，土釘墻錨桿縱向間距1.0 m，橫向間距為1.2 m。錨桿為Φ48鋼花管，內(nèi)注水灰比0.45∶1的水泥漿（普通硅酸鹽水泥標(biāo)號P.0.42.5）；坡面掛Φ8鋼筋網(wǎng)，間距0.15 m×0.15 m；設(shè)Φ14加強(qiáng)筋，縱橫向間距同錨桿布設(shè)。

鋼筋網(wǎng)外側(cè)噴10 cm厚的C25混凝土，坡面設(shè)置PVC排水管，直徑為50 mm，長20 cm，間距2.4 m×2 m；坑頂面道路靠近基坑一側(cè)設(shè)置30 cm×30 cm磚砌排水溝。

2.4 坑壁支護(hù)過程中的安全環(huán)節(jié)

基坑施工過程中應(yīng)嚴(yán)格按照已審批方案要求對坑壁進(jìn)行支護(hù)，防止土方坍塌或小塊孤石落下傷人。邊坡支護(hù)后應(yīng)派專人24 h對基坑周邊進(jìn)行觀察并做好觀察記錄，對支護(hù)體產(chǎn)生局部變形的情況及時采取措施進(jìn)行調(diào)整。

基坑使用過程中應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控量測，基坑周邊荷載不應(yīng)超過基坑設(shè)計荷載值，堆載距離基坑開挖邊線不小于2 m，同時堆載荷載不得超過15 kPa。對基坑周圍表面1倍基坑深度范圍內(nèi)應(yīng)采用硬化措施，避免水對坑壁的沖刷?；又苓叧霈F(xiàn)裂縫時，及時對裂縫進(jìn)行封堵，加大監(jiān)控量測的頻率。

3 市政道路工程深基坑施工舉措

3.1 做好基坑施工準(zhǔn)備工作

在市政道路工程深基坑施工前，由建設(shè)單位組織各相關(guān)方進(jìn)行深基坑施工圖紙會審工作。施工單位對施工地段的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，對影響范圍內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物以及地下管線等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。

對于開挖深度超過3 m（含3 m）的基坑的土方開挖、支護(hù)、降水工程，通過施工單位安排專門的工程技術(shù)人員針對性編寫制定專項施工方案。由施工單位技術(shù)相關(guān)負(fù)責(zé)人審核簽字、加蓋單位公章，再由總監(jiān)理工程師審查簽字、加蓋執(zhí)業(yè)印章后，專項施工方案方可實施，流程缺一不可。針對大于5 m（含5 m）開挖深度的基坑的土方開挖、支護(hù)、降水工程，施工單位組織召開專家論證會，對專項施工方案進(jìn)行論證。專項施工方案經(jīng)施工單位審查和總監(jiān)理工程師審查合格后，進(jìn)行專家論證。專家論證后，形成書面論證報告，對專項施工方案提出“同意”“修改后同意”“不同意”的一致意見；專家負(fù)責(zé)論證報告并簽字確認(rèn)。

基坑放線施工前，做好安全技術(shù)交底工作并由交底人員和接收人員簽字后歸檔。

3.2 做好回灌工作

基坑周圍存在需要保護(hù)的建筑物、構(gòu)筑物或地下管線，且基坑外的地下水位下降幅度較大時，需要進(jìn)行地下水的人工回灌措施，防止基坑周圍出現(xiàn)不均勻沉降影響建（構(gòu)）筑物及地下管線的穩(wěn)定。淺層潛水、微承壓水和承壓水均可采用回灌井進(jìn)行回灌作業(yè)。若采用坑外減壓降水措施，減壓井與回灌井之間的距離應(yīng)大于6 m。

3.3 做好基坑監(jiān)控量測工作

市政道路工程深基坑施工中，需要做好監(jiān)控量測工作，監(jiān)測內(nèi)容包括（坡）頂水平位移、墻（坡）頂豎向位移、圍護(hù)墻深層水平位移、土體深層水平位移、錨桿或土釘拉力、地下水位、墻后地表豎向位移、周圍建（構(gòu)）筑物裂縫、周圍地下管線變形等項目。

針對深基坑施工結(jié)構(gòu)以及周邊的所在環(huán)境進(jìn)行綜合安全處理，對基坑做好實時監(jiān)控，以便及時掌握結(jié)構(gòu)的外在變化情況以及土層的內(nèi)力結(jié)構(gòu)變化，確保工程施工的安全進(jìn)行。監(jiān)控量測單位必須具有相應(yīng)資質(zhì)，且由建設(shè)單位委托。實施前需要監(jiān)控量測單位編制監(jiān)控量測方案，得到建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計等相關(guān)單位的認(rèn)可，必要時與交通設(shè)施、市政道路、地下管線、河道、人防等相關(guān)部門協(xié)商后，在基坑周圍實施。

若涉及復(fù)雜的地質(zhì)和環(huán)境條件或深基坑工程與重要建（構(gòu)）筑物、管線鄰近，應(yīng)通過專家論證監(jiān)控測量方案。針對達(dá)到或超過監(jiān)控量測報警值或異常的點位及時報警標(biāo)示，監(jiān)測單位應(yīng)進(jìn)行原因分析，及時提出合理的施工建議。

3.4 做好支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇工作

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型有自然放坡、鋼板樁、灌注樁、深層攪拌水泥樁、地下連續(xù)墻、土釘墻、錨桿等，針對施工內(nèi)容的不同、實際情況的差異，選擇相匹配的支護(hù)結(jié)構(gòu)，使設(shè)計方案更具實用性。選擇最佳支護(hù)方式能夠加快施工速度、降低施工成本、提升工程質(zhì)量。

基于此，詳細(xì)勘查施工現(xiàn)場環(huán)境，深入考慮開挖深度、基坑降水和排水條件、管線分布等因素對側(cè)壁的影響，是設(shè)計人員在設(shè)計前需要進(jìn)行的準(zhǔn)備工作。

3.5 做好地下水的處理工作

在基坑開挖深度范圍內(nèi)存在地下水時，應(yīng)考慮去除地下水，采取有效的排水措施，防止相鄰建（構(gòu)）物的沉降和傾斜。在基坑維護(hù)系統(tǒng)中設(shè)置排水明溝和集水井，集中抽水，降低地下水位，使基坑工作面高于地下水位。為了防止地下水的過度積聚，應(yīng)保證深基坑邊坡的穩(wěn)定性和干燥性。施工人員應(yīng)在深基坑周圍設(shè)置止水帷幕，防止周圍地下水滲入基坑，影響施工進(jìn)度，避免地下水侵蝕造成基坑壁坍塌。

3.6 做好基坑施工安全防范工作

在市政道路工程深基坑施工過程中，安全風(fēng)險主要是出現(xiàn)基坑坍塌和淹埋事故，防止上述事故的發(fā)生是基坑施工的首要任務(wù)。施工前應(yīng)結(jié)合地勘資料和現(xiàn)場土體的類別、力學(xué)指標(biāo)以及開挖深度等確定開挖邊坡的坡度，根據(jù)土質(zhì)、地下水情況及開挖深度等因素確定支護(hù)的結(jié)構(gòu)。

基坑開挖時，土方應(yīng)及時外運，不得在鄰近建筑物及基坑周邊影響的范圍內(nèi)堆放。采用土釘+掛網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)時，應(yīng)在每層開挖后立即進(jìn)行。針對基坑坍塌和淹埋等安全隱患，制定切實可行的應(yīng)急預(yù)案和現(xiàn)場處置方案，配備具有豐富經(jīng)驗的應(yīng)急搶險隊伍，定期進(jìn)行應(yīng)急演練，確保最大限度降低事故發(fā)生的概率。

4 結(jié)語

綜上所述，為進(jìn)一步提升市政道路工程的深基坑施工效率，需要根據(jù)實際情況做好施工前期準(zhǔn)備工作，圖紙會審和專項施工方案審查完成后由專家對專項施工方案進(jìn)行評審，根據(jù)實際情況編制應(yīng)急預(yù)案并組織應(yīng)急演練，確?；诱w施工的安全性。合理選擇基坑支護(hù)類型，確保支護(hù)的穩(wěn)定與可靠性；及時對基坑及周邊的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控量測，詳細(xì)了解施工結(jié)構(gòu)以及土層變化情況。深基坑作為市政工程的重要施工環(huán)節(jié)，對各參與方的專業(yè)技術(shù)水平與管理水平要求較高。為了更好地促進(jìn)市政工程的發(fā)展，應(yīng)做好深基坑施工技術(shù)的優(yōu)化研究和質(zhì)量安全控制，是市政工程發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是市政工程發(fā)揮重要作用的根基。