深基坑支护技术和安全管理措施

陶春亮 中建八局西北公司助理工程师

陈 堃 浙商银行科研中心（西安）项目基建小组工程师

李少华 中建八局西北公司工程师

冯玉辉 中建八局西北公司工程师

建筑过程中基坑的稳定性会受到很多因素的影响，而基坑作为建筑施工过程中最重要的一环，其安全稳定性关系到建筑物的工程质量、施工人员的生命安全及其可能带来的社会影响等，基坑安全问题引发的安全事故屡见不鲜。基于上述原因，本文以浙商银行科研中心项目为例，分析深基坑施工技术要点及安全保护措施，提出相关的安全技术保障措施。

1 工程技术概况及水文地质条件

根据勘察报告，该场地的土层层序及各层土的特征如下：

素填土（Q42ml），褐黄色，以黄土为主，含植物根系及少量砖块，厚度0.4～1.2 m。

黄土状土（Q32al），褐黄色，可少量大孔隙，孔隙壁周围发育灰色晕圈。含蜗牛壳，见褐色氧化铁及锰斑。本层上部见黑垆土薄层，灰褐色，具少量虫孔等大孔隙，含白色钙质假菌丝体，下部有零星豆粒状钙质结核。稍湿～湿，呈坚硬～可塑状态。厚度2.0～5.1 m，层底埋深2.5～5.5 m[1]。

中砂（Q32al），浅灰色，以长石、石英为主要成分，含云母片。湿，呈中密状态。本层夹粉砂、粉土、粉质黏土薄层或透镜体。厚度4.0～7.2 m，层底埋深9.5～10.3 m。

粉质黏土（Q32al），灰黄色至灰色，见少量针状大孔隙，孔隙壁附着灰色黏粒胶膜。含蜗牛壳碎片，见褐色氧化铁及锰斑。本层为中砂中的透镜体夹层。湿～饱和，呈可塑状态。厚度0.6～2.7 m，层底埋深8.0～9.7 m。

中砂（Q31al），浅灰色，夹粉土、粉质黏土及粗砂薄层，砂质较纯净，主要矿物成分以石英、长石为主，含少量圆砾、小卵石及云母。饱和，呈密实状态。厚度13.4～14.0 m，层底埋深23.0～23.5 m。

粉质粘土（Q31al），灰色，含褐色氧化铁，结构较致密。饱和，呈硬塑状态。本层为中砂中的透镜体夹层，厚度1.7 m，层底埋深20.0 m。

本场地地下水属潜水类型，地下水位埋深为12.1～12.8 m（从自然地面算起）。地下潜水补给主要为大气降水和渭河、沣河侧渗，排泄条件主要为取水井人工开采[2]。

2 基坑支护的施工技术及安全管理措施

2.1 基坑设计概况

工程基坑为L形，周长约1000m（见图1）。基坑围护采用放坡+复合土钉墙围护。南侧1-1剖面围护为钢管桩结合4道土钉，2道预应力锚杆，钢管桩成孔直径180 mm，冠梁截面尺寸300mm×300mm，混凝土强度C30；东、西、北侧剖面围护形式为4道土钉，2道预应力锚杆；西南角3-3剖面围护形式为双排钢管桩结合4道土钉，2道预应力锚杆，围护长度约为21 m，钢管桩成孔直径为180 mm，冠梁截面尺寸为300 mm×300 mm，混凝土强度C30。

2.2 施工技术

①项目开工之前，针对该项目的特殊性及重要性，选拔公司内部管理经验丰富的技术骨干组成项目主要管理人员，同时从各个项目抽调认真、负责的施工经验丰富的员工入场施工。

②分析研究工程的地质勘察报告，熟知挖土深度范围内与施工相关的各项参数，包括不同土质的物理性能及地下水位情况等，从而有的放矢地制定施工方案。此外，需计算基坑支护结构的承载能力极限状态，验算基坑周边环境及支护结构变形[3]。

③结合基坑的各项实际情况，制定可行性高的施工方案，并安排专家对方案进行论证评审。方案经审批通过后，成立专项施工小组，由项目经理牵头组织人力、物力进场，做好各项施工准备工作。

④工程施工中，不但管理人员要具备对安全措施的现场执行能力，还要对深基坑支护工序的安全隐患和安全生产操作程序了如指掌。操作人员要具有岗位安全操作技能，保证施工人员进行安全操作。

图1 现场基坑平面图

图2 土层观测曲线图

⑤强化对支护现场管控。在施工过程中，开挖、排水会对原有的土体和地下水、邻近建筑物、周围管线产生不同程度的影响；改迁或保护管道时，管道往往因为压力变化可能产生裂缝造成事故。所以，在现场施工中必须派专人密切监控。

2.3 支护的安全管理措施

2.3.1 锚杆、土钉松动管理措施

根据现场锚杆、土钉松动位置，扩大清理范围，采用小锤进行人工破除，清理干净，漏出端头，在此位置周边300 mm范围内重新增加1根土钉；土钉采用φ22的钢筋 ，按照设计标准加工制作，并在土钉上焊接定位器，保证土钉处于钻孔中心，土钉孔深为土钉长度加200 mm，土钉孔位定位误差上下左右均小于50 mm，倾角误差小于5%；注浆从底部开始，边注边拔管，孔口部位设置止浆塞及排气管[4-5]。

2.3.2 坡顶位置增加混凝土封闭及排水施工办法

现场坡顶位置，清理杂物及松散喷浆面层，上坡顶外扩500 mm范围浇筑50厚C20细石混凝土（向坡顶外找坡1%），覆膜养护，至原支护边坡排水沟内，排水沟底部两壁增加2遍12厚JS防水涂料。

2.3.3 脱落喷浆面恢复施工方法

在边坡存在松动、有裂纹位置，扩大清理范围，用小锤破除清理。土方开挖、修坡之后喷射面层砼，先初喷30～40 mm厚面层砼，而后采用格栅型绑扎或点焊双向钢筋网，埋入坑底以下30 cm，上下段钢筋网搭接不小于30 cm，在钢筋网编焊工作完成后再喷射80 mm厚面层砼进行。喷射作业分段进行，同一分段内喷射顺序为自下而上。

2.3.4 基坑检测频率

对基坑、建筑物沉降观测每隔几天监测一次，对变形监测结果进行综合分析，绘制变形曲线图、变形速率曲线图、锚杆受力曲线图，分析变形趋势是否趋于稳定、锚杆受力是否稳定，制定相关施工方案（见图2）。

3 结语

随着城市化进程的日益加快，项目建设的难度逐渐增大，深基坑工程受环境因素的影响导致安全隐患频发，威胁工程质量安全。因此，了解工程概况，制定切实可行的技术措施和安全方案，才能有效加固边坡护臂，阻挡周围水流的入渗；通过科学先进的手段进行检测，观察土体变形状态，制定安全应急预案，强化安全防护措施，达到更好的基坑支护的安全效果。