吳超

廣州市第二建筑工程有限公司 廣東 廣州 510000

引言

深基坑施工是建筑工程施工體系的重要組成部分，對施工工藝有嚴格的要求，一旦基坑土方與支護效果不理想，不但會影響到建筑基礎結構質量，嚴重時還將出現(xiàn)基坑塌陷、邊坡滑塌等一系列安全事故。因此，要結合現(xiàn)場的實際情況，做好現(xiàn)場的基坑開挖及支護作業(yè)，這樣才能保證建筑基礎部分的安全穩(wěn)定，保證施工的有序進行，進一步建設高品質建筑工程，實現(xiàn)工程預期建設目標。

1 工程概況

珠海橫琴保利華南總部大廈項目位于廣東省珠海市橫琴區(qū)，北側毗鄰匯通二路緊貼用地紅線，東南側毗鄰榮港道，西側毗鄰十字門大道，擬建1棟高度為211.75m的辦公樓、1棟72.6m高辦公樓和7棟低層商業(yè)樓。在深基坑工程中，基坑周長設定為560m，基坑開挖深度與底部標高分別設定為14.35m和-10.85m。

2 建筑工程深基坑土方開挖施工技術的流程要點

2.1 選擇開挖形式

現(xiàn)代建筑工程普遍選擇放坡開挖、直立壁拉錨開挖、中心島開挖、直立壁內(nèi)支撐開挖等形式開挖深基坑土方，不同開挖形式的流程、適用條件與開挖效果存在明顯的差異，必須根據(jù)工程建設要求與現(xiàn)場水文地質條件進行合理選擇。例如，放坡開挖是在開挖深度較淺時配置挖土機直接開挖土方，在地下水位偏高是配置反鏟挖土機以及運土車輛開挖土方，在地層堅硬、地下水位偏低時修整地表坡度，使用運輸車輛持續(xù)將坑底土料向外運輸，該方法適用于現(xiàn)場地層構造穩(wěn)定的建筑工程。直立壁拉錨開挖多用于開挖深度較大的建筑工程，施工人員采取分層挖掘或是分區(qū)段挖掘方式，并在土方開挖期間穿插開展拉錨作業(yè)，要求錨桿位置與開挖范圍始終保持一致性。直立壁內(nèi)支撐開挖多用于基坑深度大于挖土機極限挖掘深度的建筑工程，施工人員采取分層開挖方式，在土方開挖一定深度后搭建內(nèi)支撐結構、形成良好支撐面，重復上述操作，完成剩余土方開挖與支護作業(yè)，有利于提高作業(yè)效率和保證現(xiàn)場作業(yè)安全。

2.2 土方開挖總體布置

土方開挖總體布置時，應綜合分析邊坡穩(wěn)定性、地下水位、支護結構受力狀態(tài)、開挖深度、機具設備型號與開挖方式等多項因素，明確出土口、出土坡道等部分的布置要求，科學制定土方開挖總體布置方案。通過科學布置，能夠有效預防和減少邊坡垮塌、基坑塌陷等安全事故的出現(xiàn)，確保在規(guī)定工期內(nèi)完成深基坑土方開挖作業(yè)，并將基坑暴露時間控制在合理范圍內(nèi)。在本項目中，根據(jù)工程現(xiàn)場情況，最終選擇在基坑南側中部設置出土口，將出土坡道的坡比設定為1∶5.5，在坡面上鋪設厚度為0.5～0.8m的碎石墊層并夯實處理，以及設置攪拌樁來加固出土坡道，避免運土車輛在場內(nèi)行駛期間出現(xiàn)打滑問題[1]。

2.3 土方開挖程序

深基坑土方開挖是一項綜合性活動，如果盲目開展土方開挖作業(yè)，或隨意進行施工操作，都會對土方開挖速度、作業(yè)質量產(chǎn)生影響，施工期間，必須嚴格按照土方開挖的操作規(guī)范，嚴格控制施工過程。一般情況下，要求施工單位提前做好現(xiàn)場巖土勘察工作，掌握現(xiàn)場水文地質條件，探明地下管線與構筑物的分布情況，對作業(yè)區(qū)域內(nèi)的地下設施進行加固保護或遷移處理，在作業(yè)區(qū)域周邊挖設排水溝、截水溝與布置輕型降水井點等排水設施。隨后，將挖掘機、運土車輛等設備在現(xiàn)場配置就位，在基坑作業(yè)面與出土口間隔區(qū)域修建單條或多條運輸車道，在車道表面鋪設并壓實適當厚度的磚渣。最后，施工人員操作挖掘機開展挖土作業(yè)，嚴格遵循“分層開挖”原則，首層開挖至規(guī)定的深度后，在作業(yè)面搭設支護結構，再完成剩余基坑土方開挖作業(yè)，并在坑底標高接近設計標高時，預留20～30cm，由機械開挖方式切換為人工開挖方式，重點檢查是否存在超挖、欠挖問題，人工補挖欠挖部位和回填夯實超挖部位，并將坑底平整處理，檢查平整度與壓實度是否達標，然后及時施做墊層及底板，即可完成深基坑土方開挖作業(yè)。

2.4 土方開挖技術要點

為順利完成深基坑土方開挖任務，施工人員要按照深基坑土方開挖的技術要求，杜絕錯誤操作行為。在本項目中，最終采取平面分段、豎向分層方式開挖土方，分別將平面開挖長度控制在20～30m內(nèi)、豎向分層開挖厚度控制在1.0～1.5m內(nèi)，要求土方開挖期間不對現(xiàn)場所打入工程樁和鋼立柱結構狀態(tài)造成明顯影響，并將開挖順序設定為從上到下，在各錨索豎向間距內(nèi)布置一處開挖層。隨后，施工人員操作挖土機等設備開挖土方，遵循隨挖隨運原則，將開挖土料運往基坑作業(yè)面15m范圍外臨時堆放，在支護墻位置預留厚度不小于0.2m的厚土層起到支護樁保護作用。待基坑開挖至設計標高后，要求施工人員在坑底預留厚度在0.3～0.5m左右的土石方，以此來延長基坑暴露時間，在后續(xù)開展主體開挖作業(yè)時，再采取人工開挖方式來清理坑底、坑壁處預留的厚土層[2]。

3 建筑工程深基坑支護施工技術種類與要點

3.1 錨噴支護

錨噴支護是在現(xiàn)場搭建由錨桿、鋼筋網(wǎng)與混凝土面板三者組成的支護結構，起到限制基坑坑壁自由變形發(fā)展、改善應力分布情況等作用，具備支護效果穩(wěn)定、可同步開展土方開挖與支護作業(yè)的優(yōu)點，本項目最終選用錨噴支護作為深基坑支護形式。同時，為保證作業(yè)安全，必須配合開展土方開挖與錨噴支護作業(yè)，在各層土方開挖完畢后及時搭設錨噴支護結構，并在上層基坑支護完畢、混凝土面板強度達到75%以上設計強度后，再行開挖下層土方。

錨噴支護技術主要由鉆進成孔、錨桿安裝、掛網(wǎng)、混凝土噴射四道步驟組成。其中，在鉆進成孔步驟，施工人員參照圖紙或現(xiàn)場打入的標記樁來確定各處錨桿孔位置，使用鉆機鉆進成孔，要求錨桿孔位置偏差小于0.2m、孔徑略大于錨桿直徑、鉆孔深度誤差在±10cm以內(nèi)，并清理孔內(nèi)灰塵，檢查錨桿孔是否存在偏斜問題。在錨桿安裝步驟，施工人員在完成清孔后的孔內(nèi)安放經(jīng)檢驗合格的錨桿，然后將水泥漿用壓漿泵通過耐壓膠管注入錨孔內(nèi)，將錨桿靜置一段時間等待水泥漿液固結成型，后續(xù)檢測水泥漿強度及錨桿抗拔力是否達標。在掛網(wǎng)步驟，根據(jù)基坑支護要求來選用適當規(guī)格的鋼筋網(wǎng)，本項目選用Φ8@200×200鋼筋網(wǎng)，按照井字型布置，采取搭接方式來綁扎鋼筋網(wǎng)和水平加強筋，使用焊接方式將鋼筋網(wǎng)的水平加強筋固定在錨桿露出部位上，使錨桿與鋼筋網(wǎng)保持共同受力狀態(tài)[3]。最后，在混凝土噴射步驟，提前在現(xiàn)場準備噴射機等設備與混凝土料，檢查混凝土坍落度是否達標，施工人員保持噴頭與受噴面的垂直狀態(tài)，分段分層完成混凝土噴射作業(yè)，按照從下到上順序噴射混凝土，重點檢查混凝土厚度、表面平整度、噴頭與受噴面距離是否達標，最終將混凝土面板抹壓整平，養(yǎng)護一段時間等待混凝土強度達標即可。

3.2 深層攪拌樁支護

深層攪拌樁主要以水泥攪拌樁為主，在工程現(xiàn)場選擇各處樁位，配備深層攪拌機等設備，操縱攪拌機對現(xiàn)場土層進行強制攪拌，攪拌期間持續(xù)投加水泥等固化劑，固化劑與土體顆粒相互接觸后產(chǎn)生一系列物化反應，攪拌一段時間后固結成型，形成具備較高強度與良好承載性能的樁體，起到提高地基強度、保持基坑結構穩(wěn)定狀態(tài)與擋水等多重作用。目前來看，深層攪拌樁支護技術常用于現(xiàn)場分布淤泥土層、黏土層等特殊地層的建筑工程。

在深層攪拌樁施工期間，提前在現(xiàn)場選擇一處試驗段，根據(jù)試樁成型質量來優(yōu)化技術方案，確定攪拌時間、攪拌深度與速度等工藝參數(shù)的最佳值，如在現(xiàn)場分布軟弱土層、成樁質量不理想時，可適當增加水泥摻量與攪拌次數(shù)。隨后，將攪拌機運輸就位，要求樁位偏差小于5cm，啟動攪拌機強制攪拌土層，把預攪下沉速度和充分攪拌升降速度保持在1m/min左右，水泥摻量不得低于15%，噴漿壓力值控制在0.4MPa以上，到達攪拌時間與次數(shù)后，停止攪拌作業(yè)，重復上述操作完成剩余樁身攪拌作業(yè)，后續(xù)檢查成樁質量是否達標[4]。

3.3 內(nèi)支撐

內(nèi)支撐支護體系由內(nèi)支撐件、擋土結構組成，后者負責在深基坑開挖期間發(fā)揮擋土、擋水作用，并把側向壓力傳遞至內(nèi)支撐件承受，既可以維持基坑結構穩(wěn)定狀態(tài)，同時，還可以有效預防基坑滲水、坑底突涌水等問題出現(xiàn)。在本項目中，考慮到工程現(xiàn)場分布淤泥土層，為保證基坑作業(yè)安全，選用內(nèi)支撐支護形式，組織現(xiàn)場人員開挖深基坑土方，待坑底開挖到內(nèi)撐梁底標高部位后，設置內(nèi)撐梁起到支護作用，在梁底位于淤泥層時則繼續(xù)向下開挖一段距離、原位換填土層，要求換填層寬度略大于支撐梁寬。隨后，施工人員將內(nèi)撐梁底部土層夯實處理，澆筑混凝土墊層，待墊層強度達標后按順序依次安裝內(nèi)撐梁鋼筋與側模板，在內(nèi)撐梁垂直方向設置3道對拉螺栓，將螺栓水平間距控制在0.6m，并將對拉螺栓和蝴蝶扣進行聯(lián)結處理。

4 建筑工程深基坑施工注意事項

4.1 臨邊防護

深基坑施工現(xiàn)場環(huán)境復雜，在基坑坑壁邊緣部位可能出現(xiàn)人員踩空、高處墜落等工程事故，存在安全隱患。因此，為保證作業(yè)安全，施工單位應在工程現(xiàn)場采取臨邊防護措施，由測量人員參照施工圖紙與利用平面高程控制點在現(xiàn)場測量安全護欄平面位置，在現(xiàn)場打入鋼釘或木樁作為標記物。施工人員在基坑邊緣冠梁頂?shù)扰R邊部位通過膨脹螺栓安裝定型化安全護欄，后續(xù)在護欄上掛施工警示牌即可，定期檢查安全護欄是否出現(xiàn)破損、牢固等問題。

4.2 降排水施工

在深基坑施工期間，受到地下水與地表徑流影響，可能出現(xiàn)基坑塌陷、坑底突涌水、側壁漏水等問題，干擾深基坑土方開挖作業(yè)的正常開展，影響基坑支護效果，嚴重時還會出現(xiàn)安全事故。因此，施工單位需要在深基坑施工期間做好降排水作業(yè)。一般情況下，需要在基坑頂部與底部挖設排水溝，將排水溝坡度控制在1%左右，在重力作用下，引導坑內(nèi)積水和地表徑流排出基坑作業(yè)區(qū)域。而在工程現(xiàn)場地下水位偏高、波動幅度較大情況下，則需要在工程現(xiàn)場沿排水溝每隔40m或20m布置一處集水井，采取井點降水方式，待現(xiàn)場地下水位超標時，啟動井內(nèi)水泵持續(xù)抽排地下水，以此來降低地下水位，避免基坑受到地下水侵蝕浸泡。

4.3 基坑監(jiān)測

在建筑深基坑施工期間，受到地下水浸泡、地質活動、人為操作等因素影響，基坑結構狀態(tài)與支護效果存在不確定性，有可能出現(xiàn)支護提前失效等安全問題。因此，為提高作業(yè)安全系數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)并消除各類隱患因素，施工單位需要同步開展基坑監(jiān)測作業(yè)，設立地下水位監(jiān)測、支護結構垂直與水平位移監(jiān)測、支撐軸力監(jiān)測、土體側向位移監(jiān)測等項目。隨后，根據(jù)監(jiān)測要點，在工程現(xiàn)場布置若干監(jiān)測點位。例如，在支護結構垂直與水平位移監(jiān)測項目中，應在基坑監(jiān)測平面范圍內(nèi)沿坑壁每隔20m布置一處監(jiān)測點，在支護結構變形監(jiān)測項目中于基坑兩側支護結構中設置測斜孔，要求孔深與樁身保持一致狀態(tài)，在孔內(nèi)放入測斜管[5]。最后，在深基坑土方開挖與支護過程中，定期采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，對比監(jiān)測值與額定值，以此來判斷是否出現(xiàn)支護結構變形程度超標、現(xiàn)場地基過度沉降、支護結構失效等問題，根據(jù)所發(fā)現(xiàn)問題修改施工技術方案。

5 結束語

綜上所述，深基坑施工是現(xiàn)代建筑工程基礎施工的重要環(huán)節(jié)，為保證基礎施工質量達標，施工單位必須提高對深基坑土方開挖與基坑支護技術的重視，根據(jù)工程現(xiàn)場情況選擇恰當土方開挖方式與支護形式，明確施工流程，全面掌握技術操作要點，并在施工期間著重關注臨邊防護、降排水施工與基坑監(jiān)測環(huán)節(jié)，為后續(xù)主體結構施工作業(yè)奠定堅實的基礎。