深基坑工程施工技术探析

吴超

摘要：随着城市建设的发展，基坑施工越来越多，深基坑工程施工主要包括基坑支护体系施工和土方开挖，是一项综合性很强的系统工程。本文结合工程实际，对深基坑工程施工进行了分析，以供参考。

关键词：基坑支护；深基坑施工

一、工程概况

该大厦为框架结构，地上26层，地下2层，总高度112m，总建筑面积约7.3万多m2，地下室约2.7万m2，基础采用PHC—AB500（125）型锤击管桩。基坑开挖面积约1.7万m2，基坑周长约528m，基坑开挖深度约10 m。基坑北面为市政道路，西南面为大量水塘。场地范围内地层自上而下有第四系人工填土层，粉质粘土硬塑、坚硬，并有较厚铁质层。场地浅层地下水多属潜水—微承压水类型，其补给来源于大气降水及地下水侧向径流。

二、深基坑施工技术应用

该工程为高层建筑物，基础设计等级为乙级，结构安全等级为二级。由于基坑面积较大，基坑深度较深，结合周边环境，最终确定施工方案如下：先实行钻孔灌注桩排桩加预应力锚索支护施工，基坑支护完成后开挖第一层土方至-2.65米，进行喷射混凝土及冠梁施工，并进行第一排锚索施工及张拉，随后开挖第二层土方至-6.65米，进行腰梁施工，并进行第二排锚索施工及张拉，同时完成管桩基础施工，桩基检测完成后继续进行下部土方开挖至地下室底板垫层底标高-10.45 m～-14.05 m范围，同时进行截桩处理，完成深基坑施工，进入下一步承台和地下室施工。该施工方案体现了技术可行、安全稳固、施工便捷和经济合理等特点。

（一）基坑支护施工技术应用

深基坑支护结构所承担的土方压力大小直接关系施工安全，由于地质情况的多变性及周边环境的复杂性，基坑支护方案的选择显得非常重要。根据岩土情况和工程概况，设计单位将该工程基坑各侧支护设计安全等级定为二级，采用钻孔灌注桩排桩加预应力锚索支护形式，桩顶混凝土冠梁，钻孔灌注桩外为双排搅拌桩止水，钻孔桩间采用单管旋喷桩填满，冠梁顶以上1∶1放坡面喷射混凝土，围护桩及旋喷桩均进入第六层土层（粉质粘土层），基坑底部处于第四层及第六层的中砂及粉质粘土层上。这种方案的选择起到了很好的防渗和支护作用，有效地保障了地下结构施工任务。

1.钻孔灌注桩施工。

基坑周长约528 m，钻孔灌注桩桩径1000 mm，桩长15.1 m，桩间距约1.6 m，桩内配通长钢筋笼。施工中采用跳打方法，8台桩机分段施工，按照“测量定位→硬地坪及泥浆池准备→护筒埋设→桩位复核→钻架就位校核→钻孔→第一次清孔（泥浆循环→泥浆处理→泥浆外运）→测孔深沉淤→下放钢筋笼（钢筋笼分批验收）→下放导管→第二次清孔（泥浆循环→泥浆处理→泥浆外运）→测定沉淤→安放隔水球→灌注水下商品混凝土（泥浆循环→泥浆处理→泥浆外运）→钻架移位”流程施工，现场管理对成孔、清孔钢筋笼及水下混凝土等环节施工质量均有严格要求。

2.水泥搅拌桩施工。

在钻孔灌注桩外侧設置两排深层水泥搅拌桩用于止水，桩径550 mm，桩间距、排间距均为400 mm，桩间搭接距离为150 mm，桩长15.6 m。水泥搅拌桩施工流向按钻孔灌注桩的施工顺序提前进行，采用4台桩机分两组向不同方向施工，每台桩机配备1台灰浆泵和2台灰浆搅拌机，按照“桩位放线→清挖排障→移机就位、对孔位→一次搅拌钻进→搅拌喷浆提升（拌制浆体）→二次搅拌钻进→搅拌喷浆提升（拌制浆体）→移机下一桩”流程施工。相邻桩施工间隔时间不超过2小时，成桩工艺要求四次搅拌二次喷浆。施工过程中及时复核桩位（偏差应≤10 mm）、校正机架垂直度（偏差为5%）、更换钻头确保桩径达到设计要求，确保搅拌体均匀，防止喷浆中断、冒浆、抱钻及搭接开叉等现象的出现。

3.旋喷桩施工。

为确保形成封闭止水，在钻孔桩之间设置两条单管旋喷桩，旋喷桩位于靠近搅拌桩一侧，桩径600 mm，桩间距为400 mm，桩间搭接距离为200 mm，桩长为15.6 m。旋喷桩采用4台桩机，在搅拌桩完成后2天内完成，按照“测量定位→机具就位→钻孔至设计标高→旋喷开始→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩”流程施工，相邻两桩施工时间间隔不小于48小时，间距不小于4 m～6 m，施工时确保桩位准确、桩身垂直、桩顶标高和强度、桩体连续性等，防止缩径及夹泥。

4.喷射混凝土施工。

在土方开挖至-2.65 m时进行1∶1放坡施工，坡面挂Ф1.0@25×25电焊网，面喷混凝土，强度C20，厚50毫米，垂直于坡面插1米长Ф12钢筋，间距为1.5米。按照“放线→制作控制三角板，据此控制土方开挖→人工修坡→沿坡面人工打入固定电焊网片Ф12钢筋→喷第一层混凝土→编挂电焊网→喷射混凝土拌制→喷射混凝土及放坡段面层保护”流程施工，与土方开挖配合密切，分层分段进行，土方分层开挖后及时采用人工修坡。

5.冠梁、腰梁施工。

基坑开挖土方至-2.65 m时进行一道冠梁施工，冠梁设置在钻孔灌注桩桩顶，截面1000 mm×600 mm，混凝土强度等级C30，内配纵向钢筋8Φ22+7Φ12，箍筋Ф8@200；开挖土方至-6.65米时进行一道腰梁施工，截面1000毫米×600毫米，混凝土强 度 等 级 C25，内 配 纵 向 钢 筋 8Φ16，箍 筋Ф10@200。按照“基础清理→绑扎钢筋→设锚头预埋件、立模板→浇筑混凝土→养护→拆模”流程施工，在土中打入钢筋固定模板，按设计角度预留好锚索孔洞，钢筋制作安装和混凝土施工严格按照施工规范进行。

6.预应力锚索施工。

冠梁、腰梁施工完成后进行预应力锚索施工，设有2排预应力锚索，水平角30度。按照“测量放线→钻机就位校准角度→开钻成孔（护壁泥浆配制）→锚索预制→锚杆安放→清浆洗孔→浆液配制→注浆→锚具安装→张拉锁定”流程施工，采用专业锚杆钻孔机、压力注浆机和张拉机等设备，锚索杆体直接下入孔中，然后连接注浆机压浆管注浆，注浆采用两次注浆工艺，待锚索头部冠梁、腰梁施工约4天后（预应力锚索注浆后间隔时间为4天～7天）进行张拉锁定。（二）土方开挖施工技术应用

深基坑土方开挖应分块分层对称进行，开挖时应避免乱挖造成支护系统的受力不均匀，并加强基坑监测和排水降水措施。该工程基坑开挖土方量约15万m3，实行分层分段流水作业施工，第一次挖至-2.65 m，进行冠梁施工及第一道锚索张拉锁定，并按设计要求修整边坡，挂钢筋网喷护坡混凝土；第二次挖至-4.7米；第三次挖至-6.65 m，进行腰梁施工及第二道锚索张拉锁定，在该层面进行预应力管桩施工；第四次在管桩施工完成后挖至-10.35 m～-13.95 m的底板高度，留下约100 mm土层进行人工挖土修整。

1.土方开挖施工。

土方开挖投入普通挖掘机4部，长臂挖掘机4部，伸缩臂挖掘机2部，小型挖掘机2部，配备施工人员25人，高峰期土方挖运量达到1000立方米/天。根据基坑底板分隔缝，分6段开挖，4部挖掘机分两班同时作业。由于场区较为宽阔，开挖时在基坑的西面修建临时车道供汽车运土和桩机管桩运下基坑，车道的坡道约为10度，运土和运送桩机管桩的车辆统一从该坡道进出。

2.安全防护措施。

基坑土方开挖后，冠梁周边立即进行护栏维护，护栏采用钢管形式，立柱间距1.8 m、高度1.2 m，两度横杆，栏杆外围做300 mm×300 mm排水沟，沟外的施工地面做硬底化处理。基坑开挖按规定要求进行，严禁机械碰撞基坑支护结构部分。

3.排水降水措施。

为了便于施工及有利于基坑边坡稳定，土方开挖前先做好定位放线工作，及时配合基坑围护单位做好排水系统的布设。在施工区域内投入12台水泵作为排水设施，土方开挖过程中在坡脚开挖临时排水沟，土方开挖完成后沿基坑底周边设置砖砌排水沟，场地向排水沟方向做成0.002的坡度。临基坑围护线放坡，沿基坑边500 mm宽工作面周边设置通长300 mm×300 mm砖砌截水沟，拦截进入基坑的污水及雨水，沟侧砌120 mm厚砖，沟内侧采用M10砂浆抹面20 mm厚，沟底捣C10混凝土100 mm厚垫层。为避免打桩引起的超孔隙水压力和挤土效应，采取降水井降低水压，确保管桩施工质量。每隔50 m或阴转角处做1000 mm×1000 mm×1000 mm集水井，通过水泵抽排至坑顶排水沟，再经沉淀池沉淀后排入市政管网。

4.工程桩保护措施。

在工程桩完成施工后还将开挖土方约3.8 m，为了避免工程桩的断裂及斜倒，桩间土采用人工开挖，小型挖机归堆，大型挖机装土，桩四周土均匀卸荷，避免对桩形成侧压力，在开挖过程中成约1∶2.5坡度，桩两侧土的高差不超过0.5 m，工程桩露出1米左右立即对其截桩，防止桩被撞断。

5.基坑实时监测分析。

基坑监测是深基坑施工过程中一个重要的安全保障措施，在基坑施工期间，应设立合理有效的监测系统，并严格按规范要求进行观测。该工程除了要求施工单位和监理单位进行初步监测外，业主还另行委托了专业监测公司进行基坑监测。专业公司在基坑施工过程中进行了地下水位、支护结构侧斜和顶部水平位移、基坑四周地面沉降、预应力锚索应力、周边市政道路及地下管线等全过程全方位监测，密集布置监测点，每天观测，及时了解基坑的位移、沉降等變化情况，及时发现基坑位移、沉降量过大或变化速度过快等异常现象。监测公司每周出具监测报告，通过对观测数据的分析研究，及时与设计等有关单位进行研究，并采取快速有效的加固处理措施，做到精细化设计与施工，确保基坑施工安全。

三、结束语

总之，深基坑的开挖与支护结构施工是一个系统工程，涉及面较广，在城市空间发展中的应用将越来越频繁，同时，也将面临更多更新的挑战，深基坑各种技术和管理方法将快速发展，并得到全面而深入的应用和推广。