深基坑围护与土方开挖施工技术探讨

王松法

（浙江中富建筑集团股份有限公司，浙江 上虞 312300）

1 做好施工前的分析与准备

1.1 掌握深基坑围护设计方案

深基坑土方开挖的重要依据就是围护设计方案理解与应用。可以说设计方案是施工安全的重要技术保证。设计方案是深基坑依实地环境与土质实际情况而制定的，有很高的技术及安全含量。不论是从强度控制设计到变形控制设计，还是从基坑围护结构设计，其目的:一是保证基坑稳定，二是减少对周围环境的影响，三是确保施工安全可靠，四是经济合理，五是工期合理。要实现这些目的就要吃透设计方案的全面性，系统性，安全性做到心中有数。分析出设计方案的重点和难点，把握在观察与设计的核对关键部位施工环节。

1.2 要了解深基坑的水文地质特性

对深基坑水文地质的了解和掌握，不单是设计人员的事，作为施工单位的现场项目经理部经理和项目总工都应掌握。因为水文影响施工的质量和效率，影响施工组织和管理，影响施工技术的运用和事故预防。中国地大物博，东西南北水文地质差别很大，在南方施工与在北方施工大不一样。在水位上，南方水位浅，北方水位深。在土质上除有地域差别外，同一样地域也有不同的土质存在。靠江海湖泊更不用说。如:有的地层上部以粘性土为主，下部以砂、砾石层为主，自上而下可划分为杂填土、可塑状粘土、淤泥质粉质粘土、可塑一硬塑状粘土、软塑状粉质粘土、粉砂或粉土夹软塑状粉质粘土、粉细砂、细砂、中粗砂、砾砂、碎石土等。有的地区深基坑开挖的地质容易出现基坑边坡滑移、基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷、基坑井点降水引起的地面沉降、道路开裂、围护位移、房屋开裂等。只有对深基坑的水文地质掌握了，才能在具体施工中做到临危不惧，举措得当。

2 严格把关围护桩及支撑施工

2.1 深基的主体结构是围护桩的钻孔，清孔，泥浆比重及钢筋笼的焊接的施工质量，搭接长度，钢筋的保护层控制等，只要业主方亲自把关监管施工质量安全的可信度就提高了。

2.2 基坑内支撑系统选用类型与工期有关但应严格把关施工质量是钢筋的绑扎，焊接，拉杆的预留等，砼的浇捣与养护，支撑砼的龄期是土方开挖的关键，土方开挖对支撑的保护是土方开挖中的主要任务，土方开挖后观察支撑变形的三个破坏性阶段是安全施工管理中心主题，应设有丰富经验的人员来监控管理。

3 选择合理的施工方法

深基坑开挖的施工方法很多，我认为最合理方法是:

3.1 根据基坑工程设计所选定的主要施工参数，按基坑规模、几何尺寸、支撑形式、开挖深度和地基加固条件，提出详细的可操作的开挖与支撑的施工程序及施工参数。按分层、分步、对称、平衡的原则制定开挖与支撑的施工工序和施工参数。最主要的施工参数是分层开挖的层数、每层开挖深度，以及每层开挖中基坑挡墙被动区土体开挖后、挡墙未支撑前的暴露时间和暴露的宽度及高度。大面积不规则形状的高层建筑深基坑中，基坑挡墙被动区土体在基坑中间部分地层先开挖的过程中，被保留成支承挡墙的土堤，此土堤断面尺寸按其能抵住挡墙的要求而定，亦为主要设计参数。

3.2 严格按选定的施工程序和施工参数施工，就使复杂多变的施工因素变为较明确而有规律性的施工因素，其引发的时空效应也能较符合设计预期的要求。如在长条形深基坑中，基坑开挖和支撑的施工技术要点是:按一定长度分段开挖和浇筑围护和支撑结构的在每段开挖中;再分层、每层分小段地开挖卸载和支撑，随挖随撑，施加支撑系统，完成每小段的开挖和支撑的施工时间限制在一定范围之内。再如在不规则的大型高层建筑地下室的基坑施工中，采用分层盆式开挖法，在每一层先挖中间部分并安装或浇筑此范围的支撑，而后将各根支撑两端所留支承在围护冠梁上，分步、对称地挖除并即安装或浇筑其间顶住挡墙的部份支撑。每个分步的开挖和支撑施工时间，根据支撑形式等具体情况，具有明确的控制值。各种形式的基坑均优先考虑以井点降水法改善土性在雨季应开设基槽四周的排水网沟系统，及时抽干土表面积水，减小土的流变变形。

4 几种特殊情况的处理

4.1 深基坑支护综合处理

所谓基坑支护综合处理就是根据基础各部位开挖深度的不同，采取了不同的支护方案，如基坑中的核心筒基础应采用重力挡土墙作为围护系统加强被动区稳定连续加班加点设置临边沉降测斜孔，每天不少于二次的沉降检测报告，在变形不报警的前提下采用连续施工措施，同时采用挖土卸荷、选用小型挖机，设垫板翻运土方，轻型井点降水及回灌等技术，可缩短施工周期、降低投资和保证基坑及周边建筑安全的目的。在深基坑支护处理时需要掌握以下原则:一是尽量保留原有支护桩，使其充分发挥作用，以节约投资。二是确保基坑支护结构在基础施工过程中安全可靠。三是避免因基坑周围土体位移报警时，应与设计联系加强应急预案的实施在降水过程中有漏渗现象，应及时堵住，尽量减少造成邻近建筑、道路和地下管线的不均匀沉降。四是便于施工操作。依据这些原则。科学合理地确定基坑支护综合处理方案。即采用外围土体卸荷减少动荷载的发生、对不同的开挖深度采取不同的支顶斜撑和不同的承台胎模的作法;降水采用轻型井点和回灌的措施。如某建筑工程位于河侧20M 以内。地下2 层，地上28 层，建筑面积10000m2以上的，钢筋混凝土框架剪力墙结构。在具体施工中，基坑四周布设双排喷水泥浆深层搅拌桩，桩径ф500mm，桩长不小于坑深的2 倍，桩顶标高-3.6m 以上时，桩间距350mm，排距400mm。如纵向两侧距离办公楼、住宅楼分别为3m、5m 以内时，应布置钢筋混凝土灌注桩，桩径不小于ф600mm，桩配筋可采用双面90 °对称配筋率，桩的侧可按构造配筋，可降低围护桩投入资金成本桩长和配筋依计算来确定，混凝土强度等级不小于C25。横向两侧帷幕桩兼作支护桩。实际操作工序是:施工准备一卸荷区统一挖土至-4.6m，支护桩内侧边，设轻型井点管埋设，打回灌井、观测井，组装降水回灌系统，降水回灌，基坑内土方开挖，支护桩内侧宽2.5m 的范围挖至-6.6m 时暂保持不动，待支撑系统达到龄期后，挖除支护桩内侧至基坑标高保留土:二次挖基坑承台及暗梁土体，砌筑砖胎模砌体兼支护墙，电梯基坑外侧设套轻型井点管埋设或集水井，机组组装降水，电梯基坑部位挖土，-10.70，-12.70M 后浇砼垫层及地模及施工防水层施工，绑扎钢筋，浇电梯基础，绑扎基础暗梁基筏板钢筋，浇基础，拆除电梯基坑外侧轻型井点或深井抽水管等。

4.2 深基坑施工中的地下水处理

深基坑开挖要保持基坑干燥状态，二要确保边坡稳定，否则轻则影响施工进度，重则容易酿成事故。如有的基坑积水或土质稀软，工人难以立足，无法施工;有的出现“流砂现象”导致边坡塌方，地质破坏;有的内部基坑土体发生较大的位移，影响邻近建筑物的安全。所以，在基坑施工中应对地下水的处理给予应有的重视。

常见的处理方法:一是止水法，即通过有效手段，在基坑周围形成止水帷幕，将地下水止于基坑之外，如沉井法、灌浆法、地下连续墙等;二是排水法，即将基坑范围内地表水与地下水排除，如明沟排水、井点降水等。在实现施工中止水法相对来说成本较高，施工难度较大:井点降水施工简便、操作技术易于掌握，是一种行之有效的现代化施工方法，已广泛应用。使基坑范围内的地下水降低至设计深度。井点法防水适用于具有不同几何形状的基坑，它有克服流砂、稳定边坡的作用。由于基坑内土方干燥，有利机械化施工，缩短工期，保证工程质量与安全。井点降水法有轻型井点、喷射井点、电渗井点。

在具体施工中，除了把握好成孔、安设井管、填充滤料、洗井、安设水泵等重要环节外，还要特别注意以下问题:一是基坑内井点应同时抽水，使水位差控制在要求范围内。二是加强水位监测，水位差过大时，应立即采取补救措施，如设置回灌井点等。三是防止排出的地下水回渗而流入基坑。四是潜水泵在运行时要注意检查电缆是否和井壁相碰，以防磨损后水沿电缆芯渗如电动机内。五是位于基坑内的深井井点，由于井管较长，挖土至一定深度后，井管应于附近的支护结构支撑或立柱等连接，予以固定。六是当基坑底部有不透水层时，为排除上层地下水，可采用砂井配合深井降水。如电梯井基底管涌泥水，待基底砼浇捣完成后7天内拆除封闭。

5 结论

对深基坑开挖施工方法的研究，既是老课题，又是新问题，可以说方法很多，深浅不一。但都要做好深基坑开挖的前期准备、施工方法和特殊问题的处理等方面的一切工作，着重于基础围护桩成桩施工管理中，突出一个“严”字，管好一个成桩的质量，抓好一个业主方的参与人管理，避免2007年浙江杭州地铁围护塌方事件的重现教训，抓好深基坑土方开挖中的突发性变形应急预案管理，发现问题及时向设计汇报情况，妥然解决事故前变形隐患，认真落实设观察支撑受力应变中的破坏性三个阶段事态发展情况中的监控管理措施。只有这样才能确保施工安全，提高工程质量，缩短施工时间，减少成本投入，实现经济营利。

[1]蒋新山.高层深基坑围护施工技术风险管理之一[J].工业建筑，2009-06-20.