高层建筑深基坑支护与开挖技术

关键词：高层建筑；基坑支护；基坑开挖；质量管理；安全管理

　　深基坑工程较容易出现质量和安全问题，而这两个问题又存在着很大的关系，就是说工程事故大部分是由于质量上的缺陷引起的。基坑工程常被看成临时工程，对其不加以重视，理论和工程实践都不完善，若遇到复杂的施工条件，加上缺乏管理，就很容易导致质量问题，进而引起事故的发生，后果一般比较严重。近年来，我国的深基坑重大事故屡有发生。在施工过程中，务必将安全问题摆在首位，将施工质量和安全管理工作做到位。本文结合施工工程实例，就基坑工程的质量和安全问题进行探讨。

　　1　工程概况

　　某高层建筑工程占地面积约107392m2。建筑利用机械钻孔灌注桩作为基础，地下二层，地上30层，建筑高度98.58m。该高层建筑1～5层为商业楼，6～16层为写字楼，上面部分供住宅用。二层地下室底板底部标高-9.00m。经过地质勘查得知地表以下56.3m的地层中，除了含砾砂黏性土的填土以外，还含有第四系地层、第三系湖相沉积的泥岩。主要成分为黏土、粉土、圆砾及泥岩。

　　2　基坑支护方案

　　本工程深基坑大开挖深度为9m，在基坑的四周存在围墙及其他建筑物，给工程增加难度。支护方案为支护桩支护、土钉墙围护及井点降水。其中：支护桩支护用在基坑东北侧及西侧，支护桩规格采用Φ800@1200的支护桩，桩长为17.6m。桩径为设2Φ15.2预应力锚索长为30m，桩间土拱采用2Φ12挂16#钢丝网，喷注厚50mm的C20混凝土，土钉墙支护用在基坑东侧、南侧及北侧，内配钢筋网的规格为Φ8 @200×200，喷注厚100mm的C20混凝土放坡比例设定为1:0.25。沿着基坑纵向钉上七道土钉。土钉用M15水泥浆进行注浆，水灰比为0.5。

　　3　工程施工技术

　　因为深基坑深度在5m以上，基坑支护及降水方案都通过专家的审核，给出意见和建议。施工现场的排水工作要严格按照要求做好。督促监测单位设置规范合理的监测控制网。

　　在施工过程中，对于施工质量的检查类容主要包括以下几个类容：首先，开挖原则定位“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”。边开挖变支护，严格遵照设计规定进行逐层分段开挖，每开挖一段，通过支护稳定后才可以进行下一步开挖，放坡的长度和角度必须依据设计要求确定。其次，从开挖面到喷射混凝土面预留土层，土层厚根据土质质量确定，土质越差，要求的预留量越大。但通常为150mm左右即可，以便进行人工整平。再次，开挖一层后一定要及时做好土钉注浆及混凝土喷射工作，符合要求的强度标准之后，就可进行下一层土方的开挖。最后，在混凝土喷注工作没有完毕之前，需要临时对土坡进行掩盖，用塑料布或彩条布即可，以免尘土飞扬或雨水冲击。

　　冠梁及腰梁施工质量管理主要包括以下几点类容：桩顶的冠梁施工时间要定在注浆孔和土方施工之间，进入冠梁的支护桩长度要控制在150mm以上，嵌入冠梁的支护桩钢筋长度要控制在30mm以上。

　　土钉喷锚施工管理工作主要包括以下几个方面的内容：钻孔时，孔位误差要控制在150mm以内，成孔倾角误差要控制在30′以内。锚杆的置入及注浆：注浆管的插入要和锚杆置入同时进行。水泥浆注浆压力控制在0.5MPa以内。预应力锚杆：预应力锚杆承压面要求和锚杆轴线保持垂直，平面要求平整。对土层锚杆进行灌浆之后，锚固体强度要求达设计强度的80%，待锚固体和承压面混凝土强度都超过15MPa后才能进行张拉锁定操作。喷锚混凝土面层施工：边坡修整完毕就可进行现场编网工作，需要先喷射一层混凝土，在铺设网片，在基坑边壁上固定好钢筋网，于每一边钢筋网搭接长度控制在一个网格边长以上，并配置加强筋。砼喷射距离最好控制在0.8～1.5m区间，喷射的顺序为由底向上，液体喷射方向以和喷射面保持垂直为宜，效果最好。喷射的水泥浆最大直径的骨料颗粒不得超过15mm，水灰比不得超过0.45。水泥∶砂∶石子=1∶2∶2，加入适量的速凝剂，保证混凝土初凝时间为喷射后约5min，终凝时间为喷射后约10min最好。在砼层要做好泄水孔，两孔间距为1.5m左右，均布插长控制在0.4～0.6m范围内，孔径要保证在40mm以上，以便插入排水管，外管口斜向下方，管壁上半部开设透水孔。

　　井点降水监理重点：放线：根据甲方提供的测量控制点和水准点，对照剖面示意图，放出施工所需井点轴线桩，监理人员进行复测。成孔：根据成孔设备，分组施工。成孔质量达到要求：孔深超过设计要求0.5m，孔垂直度误差<1%。成孔完毕由监理人员进行检查验收。下管填料：成孔达到要求后，立即下井点管，管居中后立即往孔内填滤料，填至孔口。安装试抽：根据泵组机械性能和地下水情况，安装泵组。每组泵带40～50个小井点。安装试抽，检查泵组连接是否正常，准备正常抽水。降水区域附近设置的沉降观测点及水位观测井，应定时的派人进行观测和记录。发现异常，及时汇报处理。降水系统接通以后，试抽水，若无漏水、漏气和淤塞等现象，即可正式使用。抽水开始后，无特殊情况禁止停泵和停停抽抽。施工现场需配备一台（套）90kW的发电机，保证发生现场停电时，降水能持续进行。

　　4　开挖安全管理工作

　　开工前应测量原始数据，作为基坑监测的对比依据；检查监测单位是否按照要求布设观测点；明确监测预警指标：水平、垂直位移累计达到20mm或连续三天的位移速度超过3mm/d，日位移超过5mm/d；坑外地下水位变化超过500mm/d；确定监测频率：在报警值前为1次/天。接近报警值为2次/天。

　　另外，还要准备以下几个方面的应急措施：第一，在进行基坑开挖时，要提前准备好水泥、草包、注浆设备等一整套抢险物资及设备，并且还要组织好好抢险队伍，现场实行值班制度。第二，观测工作要紧接着土方开挖进行，加强对观测质量的控制，观测人员要积极和施工人员进行沟通交流，探讨方案，若发现局部变形严重高于规定范围要立即进行信息反馈，和相关专业人士一道探讨抢险和应急处理的技术方案。第三，在基坑支护过程中，每天都要派工程安全人员进行现场巡视，主要观测坡顶及周围有无会发生异常的迹象，包括坡面裂缝、坡面渗水、地表塌陷或裂缝等多个方面，如果发现异常情况及时上报项目部。如果发现发生较快的且严重的不稳定变形，必须立即对现场作业人员及设备进行紧急疏散，设置安全围护栏，封闭危险区域，通知有关人员，并将观测频率适当加强，找出事故发生的原因，针对原因进行相应的处理，例如有回填土方、加强支撑、坡顶卸荷、坑外渗水封堵等措施。

　　5　结语

　　本工程施工效果较好，在施工过程中，工程人员严格对重点问题进行了控制，保证了施工的质量，确保了工程安全。总之，对于像深基坑这类隐蔽工程，施工管理难度都较大，质量、安全管理工作必须认真对待，做到科学管理、统筹安排、因地制宜，才能取得良好的施工效果。

　　参考文献

　　[1]　严景彦．深基坑工程的安全控制要点[J]．建筑安全，2011，（5）．

　　[2]　柴志光，吴才珺主编．深基坑工程质量与安全专项检查[Z]．浦东年鉴，2010．

　　[3]　卢梅珠．高层建筑深基坑支护施工控制[J]．中国新技术新产品，2010，（5）．

　　[4]　吕辅明．浅谈深基坑工程施工质量与安全管理[J]．广东建材，2008，（6）．