建筑工程深基坑施工技术例析.doc
吴谋夫
摘要：本文结合工程实例，从工程项目的位置、周边环境、工程地质以及水文地质条件等方面对工程了解，考虑多种基坑支护结构形式及其适用范围，最后提出本工程深基坑的支护结构体系，以保证工程项目在施工等过程中的安全稳定性。
关键词：工程实例；建筑工程；深基坑；施工技术
【分类号】：TU753
随着城市现代化的快速发展，城市高层建筑越建越高，从而使得现代建筑的基坑的开挖也越挖越深，需要考虑的环境因素也越来越多，如何选择适当的深基坑施工技术无疑是基坑开挖的所必须重视的一个关键因素。在基坑开挖过程中，由于采取的施工措施不同，都可能导致坑内初始渗流场、应力场以及位移场发生改变，因此，基坑支护技术及地下水渗流对基坑工程造成的影响则成为工程建设中一个重点、难点问题，因此有必要结合工程实例对建筑工程深基坑施工技术进行深入的研究。
1.工程概述
本工程位于广东省某市，地貌上为珠三角冲积平原，场地地面平坦，周围分布密集的4～8层老城区居民楼。工程建筑总面积为45180m2，其中地下建筑面积约12877m2、裙楼建筑面积约13604m2 、写字楼建筑面积约18700m2。结构为框剪结构，基础采用天然基础，局部采用筏板基础，楼面、地下室为预应力无梁楼板，地面以上为无粘结预应力梁板结构。地下室为三层，负三、负二层为停车场及设备用房，负一层为商业建筑、地面以上二十七层、首层至三层为商业建筑，四、五层为餐饮，六层娱乐场所。
工程的基坑开挖平面几何形状比较规则，形似矩形，东西长约112.5m，南北宽约117.7m，基坑开挖面积约为13240m?，开挖深度为13.5m。本基坑工程东侧靠近已修建的临江主要交通要道相距33m；由于工程周边纵横交错的交通道路与密集的建筑群以及路面以下铺设了较多的污水和通信管线等地下管网，使工程情况变得更加复杂。基坑平面布置如图1。
2.工程水文地质情况
本工程所处地貌对冬季冷空气起阻隔作用，使其强度大大减弱。场区大气降水是地下水的主要补给来源，勘察期间钻孔稳定水位埋深为0.93～2.03m，场区内地下水对钢筋混凝土中钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。受暖湿的海阳性季风入侵，气候具有温和多雨，四季常青，自西北向东南热量分布递增，雨量分布递减，立体分布及灾害性气候频繁等特点。本流域多年平均气温 21.0℃，多年平均雨量为1600～1800mm，以中部西溪与北溪分水岭为最大，向东南沿海递减，最高区达 2000mm以上，降雨年内分配不均匀，春夏多雨，夏秋季节受台风影响频繁，多形成暴雨洪水，4～9 月份降雨量约占全年降雨量的 75%左右。 场地在地貌上属剥蚀低丘及丘间谷地。场地地下水类型主要有：
①松散岩类孔隙潜水：赋存于素填土，素填土层未经压实，且含有较多的碎块石等硬杂质，属强透水含水层，受降水的直接补给，但由于补给条件有限，其水量总体贫乏。
②风化带孔隙、网状裂隙承压水：含水层主要为全、强风化辉石闪长岩层，属于弱透水含水层，由于厚度较薄，其水量贫乏，主要接受松散岩类孔隙水下渗和侧向含水层地下水间接补给。隧道洞身均处于地下水位以下，隧洞围岩多属于中等透水～微透水。地下水无侵蚀性。
3.工程基坑开挖工艺流程及效果分析
由于工程位置毗邻江边，在基坑开挖过程中坑内采取降水措施，坑内外形成较大的水头差，将会在止水帷幕薄弱段贯通对基坑安全与施工操作带来隐患，所以在坑内采取降水措施的同时，基坑外侧也需设置相应数量的降水井。在工程进行中采取降水以减小坑内外水头差，减弱地下水的渗流作用，为基坑安全起到积极作用。本基坑外侧边界水位为地下埋深 6m，基坑开挖为 13.5m，止水帷幕厚 0.9m，插入中风化砂砾岩 5m。工程基坑开挖部分施工顺序如下表。
在基坑初期支护阶段，主要采用Φ108大管棚注浆结合预注浆的方式进行超前预加固后，监测其满足设计要求后，分台阶开挖，即使支护，快速施工通过。用I20a型工字钢拱架进行全环闭合支护，全隧洞0.6m/环，设置联系筋和锁脚锚管；②喷射C25钢纤维混凝土，厚度27cm，Φ8钢筋网（20×20cm）。此外，在施工中不仅仅要保证基坑自身的安全稳定性，同时为了减小对周边环境的影响，还需要满足变形要求。基坑工程涉及岩土、结构、水文地质、工程地质、地下工程等多个学科，涉及岩土体的强度、变形、渗流、水-土共同作用、时空效应等诸多方面的问题，因此它是一项综合技术性很强的复杂系统工程。
此外，我们还在基坑拱墙范围内钻设Φ108大管棚注浆加固，大管棚采用Φ108热轧无缝钢管及钢花管（壁厚6mm），每根长30（70）m，环向间距0.4m，每循环搭接长度不少于3m，外插脚<1?。超前大管棚施作完毕局部地段采用超前小导管进行补强，并扩挖80cm，其辅助施工措施与支护方式与一般地段相同。考虑到基坑施工过程中的稳定性，因此在基坑周边超前预注浆在暗挖前进行，注浆小导管长度为6.0m，间距为80cm，呈环形布置，对于开挖掌子面前方采用钻探测孔对地质和地下水情况进行超前预报，以决定是否采取对基坑周边围岩进行超前预注浆，每一循环钻孔数量不少于3孔，根据超前钻孔揭示如果地下水比较发育或者基坑周边围岩为全风化岩层和土层，则采用超前预注浆加固围岩和止水。
实际工程中，随着开挖的进行，各工况止水幕墙下方的相同水头的位置有所下降。在基坑外侧没有设置降水井时，帷幕外侧总水头等值线分布较为稀疏，其水头等值线较均匀，然则在其下方总水头等值线较密集、水头等值线发生突变，且距墙越近水流线越密集，这是因为止水帷幕阻止了外侧水的水平流动。同时坑内又采取降水措施导致坑内外水头差的形成，止水帷幕下方与坑外地下水形成的水头差最大，水必将向此处流动。在坑外设置降水井后，在基坑止水帷幕下部及周围水头等势线变稀疏，下部的流速矢量较小，然在降水井底部水头等势线以及流线变得密集，此处的渗流速度较大，帷幕下方的流线较之前有明显减小，说明降水井有效的改善了止水帷幕附近的渗流力，有效的减小地下水渗流对止水帷幕的影响，从而保证基坑的安全。
随着降水开挖地不断进行，基坑开挖面与外侧水头差不断增大，基坑上部的水压力变化并不明显，而在基坑底部孔隙水压力与总水头变化大、坑角处水头等势线较密集及止水帷幕流线，在开挖中如果渗流力很大坑外和开挖面的地下水可能出现突涌，因此在坑外设置降水井以及降水开挖对基坑稳定性安全能起到很好的作用。
4.结语
本工程中的基坑所在的位置周边情况复杂，周围均有重要的建筑、道路以及地下管网等，从环境、安全、经济及支护形式等考虑最后提出放坡+排桩+高压旋喷桩止水帷幕+预应力锚杆作为基坑的支护体系，保证基坑在开挖施工过程中的安全及施工质量。在往后工程管理中，还需加强施工管理，改进及优化基坑支护的施工技术，推动建筑行业的迅速发展，在基坑支护施工中应根据相关技术要求，结合建筑工程的实际情况，加强深基坑支护施工技术管理，不断提高建筑工程基坑支护施工质量，推动建筑工程的可持续发展。
参考文献：
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