大型地下室深基坑支護技術初探范文

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摘要：隨著建筑施工技術的提高，深基坑工程數量及規模大幅擴展，高層建筑施工標準也在不斷提升中。深基坑支護施工技術要求高，施工工藝要素多而復雜，如處理不好，極易導致基坑及附屬構筑物出現沉降位移等問題。高層建筑一般選用大型地下室構造模式，主要采用深基坑支護技術手段，本文結合相關實例，分析總結大型地下水深基坑支護技術相關要點。

關鍵詞：大型地下室；深基坑；支護技術

大型地下室通常具備建筑面積大，地下室層數多的特點，在基坑開挖時需要足夠的深度。大型地下室深基坑開挖及支護涉及的技術要點較多，各要點需要做好嚴格的技術監督，以確保地下室深基坑支護方案科學合理安全[1]。

1大型地下室施工案例概述

以某高層商住綜合建筑為例，該建筑總面積為165268㎡，建筑物高度為98m，用于人防及停車場的地下室設計為1層。地下室基礎施工中考慮到實際情況，選用預應力薄壁管樁及筏板基礎。經勘察，商住綜合建筑地下室底板面標高為-6.5m，厚度為1200mm，墊層后地下室基底標高-4.5m，地下停車庫基底標高為-5.5m，建筑地坪標高-0.8m，地下室基坑開挖深度為5.7m。在對高層商住綜合建筑所處區域地質狀況、建筑物主體結構、基坑環境等要素，確定地下室基坑開挖長度為850m，開挖面積為351200㎡。

2大型地下室基坑施工狀況調查

高層住宅建筑大型地下室在確定采用深基坑支護方案前，需要對基坑施工狀況條件進行調研分析。簡言之，確定大型地下室基坑支護方案時，一方面要確保基坑處于穩定狀態，另一方面需要重點考慮工程地下室基坑預應力管樁是否具備有利條件，并著重分析不利因素[2]。以本工程為例，相關調查要點如下：2.1大型地下室基坑施工調查的內容涉及基坑周邊環境、工程地質狀況、基坑開挖深度等。地下室深基坑支護設計應遵循“安全、可靠、經濟”等原則，在設計方案上應滿足強度、變形、穩定等功能要求，同時采用國家及地方規范標準。本案例工程地下室基坑開挖深度較大，地下車庫及商住樓開挖最大深度可達5.7m，建筑物電梯井部位及消防井部位開挖深度達到6.4m。基坑安全等級要求高，施工較為復雜。2.2不利條件分析。如基坑面積過大，采用地下室整體開挖方法時，基坑平面尺寸規模較大，應勘察分析基坑穩定性及變形量。如施工區域場地局促，考慮基坑周圍進行動土放坡是否具備條件。如建筑物單體基坑相距地下室車庫外墻過短，需考慮是否具備圍護樁條件。基坑環境較為復雜，需要嚴格控制變形。2.3土質狀況分析。大型地下室基坑開挖區域土質狀況分析主要目的是評估開坑土方開挖及圍護結構是否會對工程樁造成不利影響。如本工程部分基坑開挖區域廣布軟土層，帶有高壓縮性，而工程管樁以薄壁空心形式為主，不具備較強的抗側向變形能力，樁施工會損害原狀土的受力結構。此外，該工程地基大部分土質為粘性土，雖然沒有過大的土層滲透系數，但基坑與明渠之間的間距較短，基坑施工尤其需要做好防滲處理。大型地下室深基坑支護可采用的方案要兼顧安全性及技術匹配度。一般而言，可采取如下幾種支護方案：①雙排樁支護結構；②排樁加撐錨式支護結構，如土層錨桿支護，排樁內支撐支護等；③單排樁懸臂式支護結構。綜合以上因素，本著確保地下室施工安全的考量，在安全性、經濟性、質量性及便捷性等環節進行方案比對，確定采用邊坡支護施工方式。

3大型地下室深基坑邊坡支護方案及技術要點

隨著高層及超高層建筑的增多，城市地下空間被大量應用，深基坑實踐趨于增多。建筑大型地下室深基坑工程關系到建筑物主體結構的穩定，如開挖及支護措施不到位，會使建筑物周期壽命大大縮短[3]。本工程地下室深基坑支護以邊坡支護為主要形式，針對地下室淺層部位以土釘墻支護為主，針對明渠周邊區域以水泥攪拌樁及防滲止水帷幕為主。如此使工程地下室深基坑支護得到妥善解決。具體施工作業要點如下：

3.1地下室深基坑邊坡支護場地及材料準備

該工程基坑深度大，基坑開挖面積較大，對支護系統性能要求極高。基坑開挖會同步產生沉降及位移，確定采用深基坑邊坡支護技術后，應首先做好支護場地及材料的準備工作。把握如下幾個要點：第一，認真分析研究地下室深基坑開挖前形成的地質勘察報告，了解挖土深度范圍的地下水位及土質性能，優化土方開挖、基坑支護及降水的相關方案，并制作技術交底表。第二，根據施工要求對邊坡開挖進行放線，同步采用人工掛線修坡，確保坡面平整。臨近基坑邊部位的陽角應保持順直，對放坡寬度做好控制。為降低邊坡失穩幾率，在放線前應對基坑周邊帶有荷載應力的堆土進行清理，預防基坑坍塌。第三，遵循分層開挖的作業方式，由上及下逐層加以開挖，開挖過程密切關注，避免出現超挖現象，在開挖的同時，同步進行支撐架設作業。第四，在施工材料及機械的準備上，結合設計圖紙，編制用量計劃，確定材料運輸及進場方案[4]。對深基坑邊坡支護用到的施工材料及設備進行核驗復檢，如挖土機、運土車、砼噴射砼機、注漿泵、鋼筋調直機、砂漿攪拌機等應性能完好。在施工設備使用間歇期，應由專人做好檢驗。針對地下室深基坑支護所用材料，試驗員進入施工現場進行取樣。

3.2深基坑邊坡支護工藝流程步驟

遵循施工準備——測量放線——降排水施工——土方挖運施工、基坑支護施工——土方收尾——基坑驗收的施工流程。在基坑支護中根據地下室的深度及基坑周邊地質，采用插筋打入、綁扎護坡鋼筋網、噴射混凝土的施工方式。其中，在基坑開挖及放線修坡環節，為確保邊坡穩定，選用自上而下分層開挖基坑土方施工方式，各層挖深為2m，避免過挖。設置觀測點對基坑邊坡穩定性進行監測。開挖縱向長度確定為20m，開挖過程中及時跟進支護作業。在開挖段長度的確定上，結合基坑深度及坡度等因素。開挖出基坑工作面后，對邊坡進行放線修整。在降排水環節，可在基坑坡頂部位設置地面排水溝，在排水溝相連部位設置集水井，及時收集污水及地面雨水。在抽排水措施上，在地下室深基坑施工現場上采用明溝、盲溝及集水井共同抽水的方式排出深基坑內部積水。截水溝設置于土方開挖坡頂處，對坡頂的雨水進行攔截，相關尺寸上可設計為300mm×300mm，坡頂與截水溝外邊線之間的距離設置為1000mm，以0.1%為排水坡度。截水溝及集水井可設置于基坑底部，便于采取集中抽排。之后結合深基坑支護規范，將鋼筋打入，注意把握鋼筋間距、直徑、長度等參數，預留100mm，便于進行井字筋焊接。完成上述操作后，在邊坡坡面部位掛設鋼板網，使用扎絲緊固扎牢網筋，確保網片牢固搭接，邊坡與地表間隔2m處打1m短鋼筋，使用φ10鋼筋對短鋼筋進行焊接，地下室基坑邊緣設計為弧狀，提高滲水性。鋼筋端部選用φ14鋼筋焊接為井字形加強筋，對鋼板網固定，使其與鋼筋連接為整體。

3.3地下室深基坑砼噴射施工要點

地下室基坑挖深達到預定標高之后，應及時開展墊層混凝土澆筑作業，將基坑變形值控制在最低范圍。地下室底板混凝土施工應在7d之內完成，構建受力體系。該案例中的地下室基坑因施工環境及質量標準要求，施工人員確定采用深基坑混凝土噴射施工工藝。在地下室深基坑砼面層噴射環節，原材料設計配置要點有：①選用普通硅酸鹽水泥；混凝土等級標號為C20，碎石及卵石粒徑為10mm；在砼配比設計上，水泥、細石及砂等保持1:2:2.5范圍區間。②噴射施工前，對坡面雜物進行清理，主要是受噴面。對施工機具、電纜線路、輸料管路等進行性能測試及檢查。③采用由下及上的噴射步驟，分層噴射時，在前一層完成終凝后再進行后一層噴射。噴頭垂直于受噴面，間距大小為1m。④噴射風壓及水壓應嚴格控制。風壓保持穩定，達到高質量噴射，減少風塵，降低回彈量的目的。對噴射水壓及輸料風壓進行協調，噴射試壓相比輸料風壓應更高，在數值上可以設定為0.30MPa。⑤砼經過噴射及終凝后2h，開展養護措施，養護周期為3-7d。

3.4結合實際情況加強邊坡支護質量效果

由于大型地下室深基坑支護等級要求高，需要著重考慮支護效果，在沿用單一支護手段的基礎上，為了加強邊坡穩定度，還可尋求其他支護措施的輔助。在大型地下室深基坑支護技術上，確定采用邊坡支護方案后，還要結合實際情況，配套采用其他輔助支護手段，加強邊坡支護效果。例如，采用錨撐系統支護進行配合，錨撐系統支護方式注意與實際施工要素相結合；再比如，采用土釘墻支護進行支護強化。土釘墻支護適用于處于自然地面3-5m范圍內的基坑部位，其顯著優勢是額可以優化基坑圍護作業的成本[5]。具體實施時，把握如下幾點：①確定土釘的排數、水平間距大小及傾角數據。本工程土釘排數為2排、保持1.2m水平間距、設計10°傾角。②土釘桿件選用φ45×3.5的錨管，按照梅花型布置管壁，注漿孔設定數值為φ12@400，水泥砂漿型號選用M15，保持注漿壓力為0.9MPa。③選用厚度為100的混凝土噴射形成土釘墻面，混凝土標號C20，鋼筋網內配直徑大小為φ6@200×200。以本工程為例，將700×800mm的主支撐梁及500×600mm的次支撐梁作為地下室基坑角部區位型式，通過鋼筋混凝土水平內支撐及豎向立柱支撐的方式構成井形鋼構架，然后在其上部深入450mm支撐梁，在其下部插入2.5m鉆孔樁。本工程在局促剖面范圍內設置土層錨桿作為支護輔助手段，具體參數為：錨桿長度30m，鉆孔φ140，水平距離1.5m，桿材材質選用鋼筋，φ32。通過錨撐系統支護方式的輔助應用，工程地下室基坑支護達到了預期安全管控目標。

3.5跟進地下室深基坑支護施工監理

大型地下室深基坑施工帶有一定的危險性，在具體開展支護施工時需要跟進相關監理工作。主要是通過安全監測及基坑圍護專項監測，確保施工過程技術標準達標。一是審查地下室深基坑支護的技術方案，參與施工方案的論證，編制監理實施細則。二是重點關注開挖深度超過5m的基坑，在土方開挖、降水、支護等環節進行旁站監督。機械挖土作業應在設備最大開挖深度范圍內進行，保持挖掘機的水平，地面與挖掘機履帶保持緊密貼合。三是土方開挖時，復測檢查平面控制樁、基坑平面位置、水準點、邊坡坡度及水平標高，對基坑周邊防水排水措施進行檢查。做好雨季等特殊時節的土方開挖安全防護措施。對基坑頂部振動荷載作用進行限制，布置好基坑挖土機械設備的通道，確定挖土順序，在挖土時與圍護結構及工程樁保持足夠的安全距離。四是對混凝土支護過程中的進場材料、構配件及混凝土質量檢驗報告等進行核查，在監理日志中記錄施工過程，保留好各類監理資料。

4結語

大型地下室隨著高層建筑施工實踐的增多而趨于頻繁，地下室基坑支護需要全面考慮地下室本身及地面以上建筑結構的安全性，在選用基坑支護技術時需要根據工程自身情況而靈活加以組配，從而確保地下室基坑施工能夠在不同的地質狀況下達到長期使用及穩固主體的作用。

參考文獻

[1]張曾.大型商業深基坑（兩層地下室）圍護工程支護技術[J].新材料新裝飾,2014,(2):240.

[2]王志偉,秦國鵬,楊振平,等.大型深基坑分區拆換撐施工技術[J].中國港灣建設,2019,(7):28-32.

[3]劉鵬,劉霖.淺析建筑工程施工中深基坑支護的施工技術[J].商品與質量,2019,(40):291.

[4]廖永東.高層建筑地下室深基坑支護技術運用芻議[J].四川水泥,2020,(7):136+139.

[5]王俊俏.深基坑地下室防排結合式防水設計和施工[J].建筑工程技術與設計,2020,(9):1362.

作者:胡敬談 單位:福建永東南建設集團有限公司