[地下室深基坑施工技术]深基坑施工技术

　　 【摘要】城市基坑工程往往处于房屋和生命线工程的密集地区。如果对深基坑开挖组织不好，定会给人们的生命财产带来威胁。深基坑的施工不仅要保证施工过程中的稳定，而且要严格限制周边的地层位移以确保环境安全。本文介绍了深基坑施工技术的特点和关键要点，进行了地下室深基坑施工的实证分析。
　　【关键词】地下室深基坑施工实证分析
　　中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
　　随着城市建设中高层、超高层建筑的大量涌现和城市地下空间的充分利用，深基坑工程越来越多。这些地下空间的建设，多采用费用低廉、施工方便的明挖法，由此产生了大量深基坑工程，其规模和深度不断加大，而城市基坑工程往往处于房屋和生命线工程的密集地区。如果对深基坑开挖组织不好，定会给人们的生命财产带来威胁。因此深基坑的施工不仅要保证施工过程中的稳定，而且要严格限制周边的地层位移以确保环境安全。我们要高度重视深基坑工程设计与施工。
　　一、深基坑施工技术的特点和关键要点
　　1、深基坑施工技术的特点
　　基坑工程包括维护体系设计施工和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对围护体系是否成功产生重要的影响。不合理的土方开挖方式，步骤和速度可能导致主体结构桩基变位。因此，深基坑开挖与支护引起了广泛重视。深基坑工程施工具有以下特点:
　　( 1) 建筑趋向高层化，基坑向大深度方向发展;
　　( 2) 基坑开挖面积大，长度与宽度有的达数百米，给支撑系统带来较大的难度;
　　( 3) 在软弱的土层中，基坑开挖会产生较大的位移和沉降，对周围建筑物、市政设施和地下管线产生严重威胁;
　　( 4) 深基坑施工工期长、场地狭窄，降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利;
　　( 5) 在相邻场地的施工中，打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等工序相互制约影响，增加协调工作的难度;
　　( 6) 支护型式的多样性。迄今为止，支护型式已经发展到数十种。
　　2、深基坑施工技术的关键要点
　　(1) 施工前应对工程的地质勘察报告认真分析研究，根据挖土深度范围内不同土质的物理性能和地下水位情况( 特别是丰水期的水位情况) ，选择相应的土方开挖、支护结构及降水方案。根据所制定的施工方案，对全体施工人员作详细的安全与技术交底工作。
　　( 2) 基坑开挖前，通过降水提高坑内土体的水平抗力，减少基坑的变形量。施工降水不宜过快。降水过程中应加强周边建筑物、地下管线和地表沉降的监测，同时在坑外地面设回灌井，必要时应采取回灌措施，确保周边建筑物安全。在基坑开挖施工中，发现监控数据接近或超过警戒值时，应立即分析原因，准确地找出施工过程中存在的问题及时调整施工步骤，采取相应的对策，以便能有效控制基坑变形，确保基坑安全。
　　( 3) 为防止边坡失稳，施工前先清除基坑边堆土等荷载，防止由于荷载过大引起基坑坍塌等事故的发生。
　　( 4) 基坑开挖分层进行，从上到下逐层进行开挖，严禁超挖和掏底开挖，同时开挖过程要与支撑架设同步施工。开挖段的长度必须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，必须马上浇筑垫层混凝土，进一步减小基坑变形值。底板混凝土必须在5 d ～ 7d 内完成，相应结构层施工及时跟上，以建立永久的受力平衡体系，从根本上控制住基坑变形。
　　( 5) 在采用拱圈墙方案时，拱墙本身可采用水平分缝及垂直分缝的逆作拱墙方法施工，拱脚稳定性很重要，设计施工应予重视，挖土时应维持拱圈荷载对称，受力均衡。
　　二、地下室深基坑施工的实证分析
　　1、工程实况
　　某工程建筑高度为88. 7 m，地上24 层，建筑面积为6 850 m2 ;地下3 层，建筑面积为13 624. 4 m2。结构形式采用框剪结构，基础采用钻孔灌注桩。工程±0. 000 相当于绝对高程6. 40 m，自然地坪绝对标高5. 20 m。地下1 层板面标高- 1. 9～ - 3. 4 m，厚度150～250 mm，地下2 层板面标高- 7. 00 m，厚度150 mm，地下室底板面标高- 10. 6 m，底板底标高- 11. 5 m (含100 mm 素混凝土垫层和200 mm 碎石垫层) ，基坑边承台底标高- 12. 5 m，地梁底标高- 12. 2 m， 电梯井底标高- 14. 8 m。综合考虑承台和电梯井的平面位置和间距，取设计基坑底标高- 12. 2 m 和- 12. 7 m，设计基坑开挖深度分别为11 m 和11. 5 m。由于基坑开挖深，场地周围环境复杂，增加了基坑开挖的难度。
　　2、场地周边条件及工程地质条件
　　该工程地下室为深基坑工程，特点是基坑开挖深、规模大，施工场地狭小。距基坑东面上坎线4. 6m 为路边，路面下1. 4～3. 9 m范围埋有地下管线;距基坑西面11. 9 m、34. 6 m 处分别有1 幢7 层灌注桩基础住宅和3～5 层休闲活动中心;基坑北面14. 5 m，地下0.8～3. 9 m 范围埋有地下管线，高架桥桩基础与基坑边的最小距离为18 m。工程地下为潜水，水位在- 1. 4 m 左右，对基坑的侧壁渗漏有较大影响。根据地质勘察报告，场地土划分为7 个大层，基坑开挖面主要位于2 - 1 层黏质粉土，该土层厚5. 0～11. 0 m，局部呈黄褐色、灰褐色，软塑，切面较光滑，干强度中等，韧性较差，含氧化铁、云母，夹薄层粉土。
　　3、基坑围护结构设计
　　基坑上部为土钉墙支护，下部采用两层钢筋混凝土内撑与钻孔灌注桩相结合的围护方案，同时采用水泥搅拌桩形成基坑外侧的止水帷幕;对电梯井坑中局部加深(从板底计算深为3. 3 m) ，采用松木桩普通土钉墙围护。钻孔灌注桩直径Φ 800 mm～Φ 900 mm，中心距为950 ～1 050 mm，混凝土强度等级为C 25，桩长为19. 0～23. 0 m。顶梁、围檩和支撑的混凝土强度等级为C 30。支撑的竖向立柱的下部尽可能利用工程桩(钻孔灌注桩) ，局部采用新增Φ 800 mm 钻孔灌注桩;立柱上部为井字钢构架，伸入第1 层支撑400 mm，下部伸入桩内2 m，构架截面尺寸为500 mm ×500 mm，由4 根L 140 ×12的角钢和1 根420 ×220 ×12@600 mm 的缀条焊接而成，钢材为Q235 钢，焊条为E 43 型，焊接为围焊，焊缝高度8 mm，施工时先将桁架与下部钻孔灌注桩的钢筋笼主筋焊接牢固，再整体吊入孔内。水泥搅拌桩直径为Φ 700 mm，桩长11 m，相互搭接而成。基坑西面偏北段与邻近建筑物距离较近，水泥搅拌桩中心距为450 mm，搭接250 mm;其余各侧桩中心距为500 mm，搭接200 mm。松木桩长度为6 m，中心距500 mm，桩梢径直径140 mm，共设置两排土钉，长度为4～6 m。
　　4、基坑施工
　　（1）基坑降水、排水
　　对地表雨水和施工用水，在基坑坡顶2 m 外设置1 道贯通的地面排水沟，并在沿排水沟一定距离处设置集水井，将地面雨水、污水通过集水井排入城市污水管网。在坑外及时排走地表水的同时，根据现场情况在基坑内设纵横向排水沟，每隔20 m 左右设坑底集中排水井，以确保地下室排水效果，保证地下室围护的安全。
　　（2）基坑施工流程
　　基坑施工的工艺流程为:测量放线→钻孔灌注桩和立柱桩施工→水泥搅拌桩施工→第1 次土方开挖(标高- 2. 5 m 处) →土钉墙边坡支护(第1 道锚杆) →第2 次土方开挖(开挖至- 5. 0 m) →土钉墙第2 道锚杆施工→压顶梁、第1 道支撑施工→养护至压顶梁及支撑混凝土强度达到设计强度的80 %后，第3 次土方开挖(标高- 9. 7m) →施工围檩和第2 道支撑→养护→第4 次土方开挖至基底标高上200 mm (人工修土紧跟) →电梯坑土钉墙边坡支护→浇注垫层、承台及施工地下室底板→换撑(随基础同时浇注) ，养护后拆除第2 道内支撑→浇注墙板、地下室2 层底板施工→ (换撑)第1 道内支撑拆除→浇注墙板、地下室1 层底板→墙板、地下室1 层顶板施工→地下室墙板防水施工→四周土方回填。