房建工程深基坑施工技术的研究

张晓明

（福建省九建建筑工程有限公司）

房建工程深基坑施工技术的研究

张晓明

（福建省九建建筑工程有限公司）

我国的建筑形式和城市发展在同步发展，地下建筑和高层建筑已成为了城市主要的建筑形式，这就对建筑基础提出了更高的要求。所以深基坑施工技术已经成为了建筑工程领域专项施工技术之一。近些年安全生产制度的施行使深基坑技术成为了重点关注对象，所以深基坑的安全生产、施工管理、设计形式等问题都需要进一步的细化。

深基坑；降水；特点；支护形式

引言

城市在发展的同时对土地和空间的利用不断加大，这使地下工程和高层建筑成为了解决人口居住和资源难题的主要形式。同时地下空间和高层建筑也成为了城市化的主要标志。另外安全生产理念使建筑的基础稳定性不断提高，基坑的施工难度逐渐提高。本文作者根据自身的施工工作经验，并结合工程技术进行分析，将完善支护体系和提高深基坑的安全系数作为主要研究方向。

1　房屋建筑工程中深基坑施工特点

我国建筑施工规范标准中将深度大于5m的基坑定义为深基坑。深基坑工程是保证建筑工程的基础，同时对建筑的安全、质量等方面有着十分深远的影响。

（1）安全方面，深基坑作业时间段和应用周期较长。在房建施工的过程中，深基坑会一直存在，同时基坑的开挖对建筑周围环境也会产生较大的变化，所以深基坑施工中要保证降低对周边既有基坑的影响，在开挖前还要对周边地下管线进行排迁。在挖掘的过程中要根据不同地质形式做好控制，深基坑施工是一项综合性较强的施工项目，并且涉及到多方面的专业技术，例如土层的结构分析以及水侵害等问题，同时这些问题在解决方案的制定上必须得到详细周密的论证。

（2）在施工中深基坑需要边开挖边支护，开挖阶段和支护工序是同步完成的，尤其是发现相近管线时，既要保证管线的正常使用还要保证施工的顺利进行。最后是对于渗水问题的控制，在基坑施工中地下水和雨水冲刷是必须解决的问题，在水的作用下，土层的结构会发生破坏，并且水对支护结构的危害也很大。所以对于水危害通常使用阻断的方式为基坑创造一个良好的干燥环境。

2　深基坑施工中存在的主要问题

深基坑相对应的是高层建筑和地下大空间结构，基坑深度越深，地下结构和建筑层数就越多。深基坑施工过程中要将保护建筑基础和减少对周围的环境影响放在首位，但是随着工程项目的实际运行，深基坑的施工中还是会存在很多隐患：

①对深基坑的认识不彻底，深基坑只是防护工程，属于临时设施，很多施工单位在施工过程中不愿意投入过多时间和精力，本着能省就省的侥幸心理进行施工。当一套完整的深基坑防护设计完成后通常会被缩减开支，造成防护措施成本的降低。②缺少对周围地质环境的勘探，深基坑施工中只针对作业区域进行勘探和设计，对基坑周边环境的了解不深透，往往根据施工经验进行施工，使工程的风险性不断加大。另外对深基坑施工方案的编制上缺少合理性。对基坑中所涉及到的防护内容缺乏指导性。在实施的过程中对施工方案不能完全贯彻，尤其是在基坑的后期监测上对异常问题不能及时处理。这些都是深基坑施工中的常见问题，也是我们日后工作的重点改进方向。

3　房屋建筑工程深基坑施工技术

3.1深基坑支护工程的种类

支护结构的选型有排桩、地下连续墙、水泥土墙、逆作拱墙或采用上述形式的组合等。

（1）排桩支护

通常由支护桩、支撑（或土层锚杆）及防渗帷幕等组成。排桩可根据工程情况为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内撑式支护结构和锚杆式支护结构。适用于可采取降水或止水帷幕的基坑。

（2）地下连续墙

地下连续墙可与内支撑、逆作法、半逆作法结合使用，施工振动小、噪声低，墙体刚度大，防渗性能好，对周围地基扰动小，可以组成具有很大承载力的连续墙。适用于周边环境条件复杂的深基坑。

（3）水泥土桩墙

依靠其本身自重和刚度保护坑壁，一般不设支撑，特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。水泥土墙有深层搅拌水泥土桩墙、高压旋喷桩墙等类型，通常呈格构式布置。

（4）逆作拱墙

当基坑平面形状适合时，可采用拱墙作为围护墙。淤泥和淤泥质土场地不宜采用。

3.2深基坑施工的技术控制

房建工程深基坑施工技术的流程为：施工准备→支护桩施工→锚杆施工→土方开挖。下面笔者对支护工程的施工过程进行系统分析：

（1）施工前的准备工作。

在施工前编制深基坑专项施工方案，由施工单位组织召开专家论证会，根据图纸和地质勘探报告进行方案论证，论证内容应完整、可行，专项方案计算书和验算依据符合有关标准规范，安全施工的基本条件满足现场实际情况。深基坑专项方案经论证后，专家组提交论证报告，对论证的内容提出明确的意见，该报告作为专项方案修改完善的指导意见。施工单位根据论证报告指导意见修改完善专项方案，并经施工单位技术负责人、项目总监理工程师、建设单位项目负责人签字后，组织实施。

（2）深基坑支护工程施工重在过程控制，一旦施工过程控制环节出现问题，事后纠正和补救都会比较困难。因此必须进行严格的施工过程控制管理，确保施工质量。严格按设计方案组织施工。工程施工前，有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境，另外，降水系统确保正常工作。

深基坑中所使用的支护桩在挖孔及成孔过程中，泥浆的选用、钻孔施工、清孔、钢筋笼制作安装、安放导管、混凝土配制及浇筑、成孔及冠梁的施工等操作环节的质量一定要严格控制，达到施工技术标准要求，以便于保证支护工程的质量。

（3）锚杆施工

锚杆施工是近些年常见的施工技术，在开挖的深基坑墙面或者尚未开挖的基坑立壁土层钻孔，在达到要求的深度后再次扩大孔的端部，一般形成柱状。主要是将钢筋、钢索或者其它类型的抗拉材料作为连接件放入孔内，然后灌注浆液材料，利用倾斜力原理形成拉杆件，令其和土层结合成为抗拉力强的锚杆。这种形式十分适用于岩土层复杂的地质结构，有利于保护其结构稳定，防止出现变形，同时还具有节省材料、人力，加快施工进度。在基坑开挖的过程中，针对设计深度就可以开始锚杆施工。锚杆在完成制作锚头、穿锚索、钻孔、水泥浆或者水泥沙浆注浆后还要加装外置锚具钢垫板、钢台座、钢腰板，最后在通过张拉的形式固定。在锚杆施工完成后，为了确保良好的支护效果，应该对其进行必要的监测。检查支护坡顶或坡面是否发生水平位移，支护结构是否产生沉降和裂缝，对于临近的建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝是否产生了影响，如有异常情况应采取措施，恢复正常后方可继续施工，以保证其符合施工标准。

（4）土方开挖。

一般情况下，遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。减少开挖过程中土体的扰动范围，缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间，对称开挖，均衡开挖，合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。在土方开挖前要对开挖区域进行测算，计算出实际土方量，并且根据土方量将开挖区域进行划分，将土方开挖量进行合理安排，保证开挖量能够符合支护工序的作业面，同时降低一次性大方量开挖，减少扬尘的产生。要做到边挖边运，避免施工现场出现堆土现象，在开挖过程中要合理分层并做到一边清运，一边开挖，采取有效措施以防止碰撞支护结构或扰动基底原状土，同时做好人工清槽工作。

（5）深基坑支护工程的监测

在深基坑内进行开挖、支护结构施工等各个阶段时，都要对坑内的支护结构顶部水平位移；支护结构沉降和裂缝；临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝；基坑底隆起、施工周边的道路和建筑的水平位移和沉降进行监测，以确保深基坑的支护结构和施工周边的环境与建筑物的安全。在施工之前，监测频率控制在每天一次；在施工后期，监测频率控制在2d一次，施工单位要根据每天的监测结果，合理有效地对深基坑的开挖速度，以及降水量等进行调整，确保工程的顺利进行

4　深基坑施工要点

在深基坑施工中要根据地质环境和水文特点进行施工，对周边环境进行了解，这样就能够避免施工过程中容易出现的安全问题。例如当施工位置附近有临近建筑时要对建筑的建设时间和基础形式以及上部构造进行了解。对建筑相关的外网线路进行掌握，做好标记。避免施工过程中造成破坏。其次是对施工现场的地质条件进行掌握，要了解施工区域周边水源的情况。必须及时修建挡水沟，要及时清除场内地表水，并且防止其它渗水情况带来的影响

4.1降排水方法

深基坑施工通常会在枯水季节和水量较小的地界进行，水量对工程施工的影响及危害可以说是相当大，所以尤其是在地下水位较高的地区，要切实做好防水施工处理，这样就能避免很多地下水源。常见的地下水源分为上层滞水、承压水以及雨水、渗漏的管道内水等，水源的来源相对来说十分复杂，所以在工程开始之前要做好对水源所属情况的调查，要根据基坑施工过程制定防排水措施。使地下水处理的方案能够真实可行。

（1）小水量渗水处理

降排水工作是深基坑施工中必须重视的环节，要根据地质勘探报告进行先期的实地考察，保证深基坑在开挖前就确定好排水方式。通常以明排水形式进行集中排放。当基坑开挖到设计标高时要及时在坑底设计降水点，要保证基坑能够处于一个无水的环境下进行作业。其次深基坑土方施工中，要针对开挖土层的渗水问题进行控制，新开挖的土层难免会出现坑壁渗水的现象，我们必须在基坑中将这些水清除，当深基坑坑壁的渗水较小时，可以用干海绵、导流管将渗水排入排水坑。当深基坑坑壁的渗水较大时，应将该处的土体进行暂时保留，再进行压实，然后使用注浆的办法将渗漏部位封住。

（2）大水量止水处理

对于岩土渗透率强的区域通常使用止水帷幕作为主要的施工方法。止水帷幕能够使用高压喷射注浆法、粉喷深层搅拌法、浆喷深层搅拌法以及压力注浆法等制作而成。尤其对渗透范围广，渗透量大的区域十分适合。通常情况下，在采用浆喷深层搅拌法对止水帷幕进行止水施工时，且止水帷幕的搅拌桩成桩效果和质量不是太好，则深基坑在开挖施工后会出现大量的渗水现象，给工程的进度带来很大的阻碍，严重拖延了施工工期，变相增加工程建设的费用与造价。止水帷幕的施工重点在于对水泥量的控制，止水帷幕所用的水泥量不仅要保证搅拌均匀，而且流动性好。

防护桩是止水帷幕施工重要组成部分（见图1），所形成的防护桩体必须达到设计深度。要严格避免桩头出现无浆现象，尤其在土层变化较大的地区，很容易因搅拌桩的桩径未能得到较好的控制，从而导致止水的失效，使桩体的质量难以得到保证。

图1　止水幕防护桩施工流程图

4.2深基坑施工中的安全防护措施及注意事项

（1）在深基坑施工过程中，进行安全防范措施必不可少，每个进场参加工程建设的人员都必须有安全防护措施，现场的施工作业人员必须做到佩戴安全帽和持证上岗，禁止酒后上岗。所有参与土方开挖的机械设备都要统一调度，并且由专门的机械技术人员对设备进行维修和保养，保证其正常施工。

（2）施工降水不宜过快，降水过程中应加强周边建筑物、管线和地表沉降监测。土方开挖必须在水位监测指导下进行。

（3）施工过程中注意基坑周边用水管理，加强管线渗漏情况观测，切断基坑周边水源补给途径。若发现坑壁有渗漏情况，应查清原因，切忌盲目注浆堵漏。

（4）在施工中严格控制基坑周边堆载，基坑周边2m范围内严禁堆载，基坑周边1.4倍坑深范围应控制堆载。

（5）土方开挖必须与支撑架设同步施工，按设计要求分层开挖，严禁超挖和掏底开挖。开挖段的长度根据基坑深度和坡度合理确定，不宜过长。当基坑挖至设计标高后，马上浇筑垫层混凝土，进一步减少基坑变形值。

（6）加强施工监测，掌握边坡的稳定状态、安全程度和支护效果，以便随时调整设计参数及基坑施工方案，确保基坑安全可靠。

5　结语

我国的城市化进程不断提高，城市的建筑密集程度也在加大，随着经济与城市建设的不断发展，国内建筑行业近年来取得了较为可观的成就，人们对建筑的欣赏能力也有巨大变化。高层建筑的出现，不仅可以减少建筑用地面积，还能节省建设投资，带来很好的经济效益和社会效益。但是高层建筑的高度大、结构复杂、施工程序繁杂和施工技术要求高等特点，所以对深基坑的施工技术要求越来越高，建筑工程的基础形式发生了较大的改变，虽然在不同施工环境和地质条件下我们面临着较多难题，但是未来的工作中我们会加大深基坑工程的施工技术控制，使深基坑工程的安全性不断提高，最大程度满足建筑工程的需要。

[1]程永刚.某深基坑质量事故的分析和处理[J].山西建筑，2001（03）：12～ 13.

[2]邓文龙，蒋曙杰，席金虎.闹市区深基坑逆作法施工的环境控制[J].建筑施工，2003（06）：34.

[3]吴勉和，刘江，陈敏，张云梅.基坑管井降水封堵施工技术[A].第二届全国地下、水下工程技术交流会论文集[C].2011.

[4]周玉印，从容.深基坑地下水控制技术创新与应用[A].新世纪新机遇新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C].2001.

[5]陆佰鑫.浅析建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].科技资讯，2011（15）：72.

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