基坑支护要素及实例-论文发表

　　随着我国经济建设的迅猛发展，各个城市的大型和超高层建筑大量涌现。城市高速发展导致车满为患，再说沿海地区的人防要求，设置地下室是解决以上问题的最佳办法。设置地下室避免不了基坑围护工程。城市内的基坑工程往往呈现出紧(场地紧凑)、近(工程距离近)、深(越来越深)、大(规模和尺寸大)等特点。目前国内高层建筑地下室比较深的有福州新世纪大厦地下六层，深度为—26.2m。国家大剧院，地下室为三层，基坑深度达—32.5m。深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的环节，而深基坑支护结构技术无疑是保证深基础顺利施工的关键。

　　深基坑的衡量标准，国外有的把深度20ft(约6.1m)作为深基坑的界限，我国的施工及验收规范对深基坑未作明确的界定。按照浙江省《建筑施工现场管理标准》，深基坑是指开挖深度超过5m或地下室三层以上，或深度虽未超过5m，但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程。

　　基坑支护设计与施工要综合考虑工程地质与水文条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素。基坑支护施工控制的关键是基坑的稳定性、地面变形及地下水的控制、防止基坑隆起、管涌与流砂等险情，并要根据地质、环境因素的变化适时地调整支护方案。

　　深基坑支护的基本要求：(1)技术先进，结构简单，受力可靠，确保基坑围护体系能起到挡土作用，使基坑四周边坡保持稳定。(2)确保基坑四周相邻建(构)筑物，地下管线、道路等的安全，在基坑土方开挖及地下工程施工期间，不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害。(3)通过排水、降水、截水等措施，使基础施工在地下水位以上进行。(4)经济上合理，保护环境，保证施工安全。

　　深基坑支护结构的主要作用是挡土，使基坑在开挖和基础施工的全过程中能安全顺利地进行，并保证对临近建筑和周边环境不产生危害。目前国内深基坑支护技术有：地下连续墙排柱支护、水泥搅拌柱、土钉墙及复合土钉墙、喷锚网支护、逆作法与半逆作法施工、环形支护结构等等。实践中根据土质条件、基坑深度、地下水情况等，结合不同支护方式的优缺点，选择经济合理的方案。

　　喷锚网支护是目前深基坑支护工程中采用较多的一种支护方式。它是喷射混凝土、锚杆、钢筋网联合支护的简称，作为一种先进的支护加固技术，在岩土质高边坡和大跨度地下工程，特别是在不良地质条件下，国内外已进行了广泛而成功的应用。喷锚网支护，是通过在岩土体内施工一定长度和分布的锚杆，与岩土体共同作用形成复合体，弥补岩土体强度不足并发挥锚拉作用，使岩土体自身结构强度潜力得到充分发挥，保证边坡的稳定。坡面设置钢筋网喷射混凝土，起到约束坡面变形的作用，使整个坡面形成一个整体。其施工的工艺流程为：开挖土石方、修坡→钻孔→锚杆(索)安装→压力注浆→挂设钢筋网→焊加强筋→喷射混凝土→(锚索预应力张拉、锚固)→开挖下层。对不稳定土层，开挖修坡后，还应增加喷射第一次混凝土。

　　为做到及时支护、有效地保持土体强度，喷锚网支护的施工要“紧跟开挖，随挖随支”，每层开挖高度，随地质条件而定，一般为1.5m～2.5m。

　　采用喷锚网支护的主要特点是：结构简单，承载力高，安全可靠：可用于多种土层，适应性强;施工机具简单、施工灵活，污染小，噪声低，对周围环境的影响小;可与土方开挖同步进行，不占用绝对工期：本身不需要打桩，支护费用相对较低。

　　以下是我公司开发的体育小区工程，本人为小区工程总负责，小区总建筑面积有12万多平方米，设置两个地下室，一个为9500平方米的机动车停车库的人防地下室，一个为2600平方米的非机动车停车库。这里重点介绍一下人防地下室的基坑围护过程：

　　一、工程基本情况：司监理的某工程项目，由A、B、C三座超高层(最高58层)及裙房组成，建筑面积22万?O，地下三层，每层面积1.7万?O，基坑深16m，基坑周边长约550m。建设基地位于城市主干道南侧，东、南、西侧既有建筑，场地放坡空间有限。基坑边坡岩土性自上而下基本为填土层、淤泥质粘土、残积土、全风化岩、强风化岩、中风化岩。稳定水位埋深1.35m～2.45m。根据岩土工程勘察资料，经计算并结合类似工程经验，施工单位选用了喷锚网支护方式。锚杆自上而下共7排，孔径110mm，第2、3，4层锚杆采用预应力锚索2①s15.24，其余为直径为25螺纹钢，锚杆用压浆袋封孔压力注浆。锚杆尾部设横向加强筋，而层挂钢筋网直径为6.5??250，喷射混凝土C20平均厚10cm。对直立开挖部分，开挖前打设水泥搅拌桩，桩底打至风化岩。

　　2.监理依据

　　建筑工程施工质量验收统一标准GB503002001;建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002;锚杆喷射混凝土支护技术规程GB50086-2001;建筑边坡工程技术规范GB50330-2002;建筑基坑支护技术规程JGJ120-99;高层建筑箱形与筏形基础技术规范JGJ6-99。

　　3.监理控制要点

　　3.1要十分重视地质勘察工作

　　监理工程师要认真阅读工程的地质勘察报告，了解基坑开挖所在地的地形、地貌和地质特点，分析可能导致边坡土体滑坡的各种因素，对影响边坡稳定性的关键地段、重要地层和土质指标做到心中有数。由于地质勘察资料不一定很详细而且可能与实际情况有出入，监理工程师在基坑开挖中还要经常对比现场的地质情况，与地质报告差异很大时要及时告知建设单位，由建设单位通知勘察和设计单位，查看是否需要调整方案。

　　3.2设计方案必须经过技术论证

　　建筑物的设计一般由正规设计单位负责，支护工程往往被认为是施工措施的一部分而不包含在施工图设计之内，由具备设计资质的支护施工单位白行设计或施工单位委托其他单位设计。由于基坑支护是一门很复杂的技术，如果搞基坑设计人员的经验不足，很容易造成设计考虑不周。因此，要求施工单位聘请有丰富经验的专家进行设计、施工方案的评审，以使有效降低基坑支护的风险，防止安全事故的发生。

　　3.3确保基坑支护的施工质量

　　深基坑支护重在过程控制，一旦出现质量问题，事后纠正和补救比较困难。因此，监理工程师必须严格把关，确保施工质量。

　　(1)严格按设计方案组织施工。工程施工前，有关人员应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作，必须的施工设备正常运转。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量，钢筋网间距，加强筋范围，放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。

　　(2)核验水准点及坐标控制点的正确性和保护措施。审查施工单位的水平及竖向施工放线是否正确，开挖过程中监理工程师要随时对基坑的开挖尺寸、水平标高和边坡坡度进行检查，随时注意基坑的变化。

　　(3)坚持见证取样制度，对进场材料严格把关。施工单位进场的水泥、钢筋、钢铰线、砂子、石子、掺加剂等必须按规定报验，“两证一单”齐全，并见证取样送检。

　　(4)做好隐蔽工程验收。施工过程中，监理工程师应对锚杆位置、钻孔直径、深度及角度、锚杆插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚杆应力等进行检查，按规定留置混凝土试块、水泥浆试块，旁站监理锚杆抗拔力实验。

　　采用机械开挖时，应预留0.3m～0.4m，人工铲除修整坡面，尽量减少边坡超挖和扰动边坡土体，使之表面平整，坡角符合设计要求。

　　钢筋网的钢筋直径和间距要符合设计要求，钢筋网绑扎随开挖分层进行时，搭接长度要符合要求，一般为一个网格边长。

　　锚杆钻孔应按设计倾角和孔深进行。当钻孔遇到障碍物无法钻进时，允许改变钻孔方向：当土层为软土时允许加大倾角，强锚杆打入有利的土层中：当钻孔深度不能满足要求时，应在该孔的左右或下方按锚杆抗拔力等同的原则补强。

　　钻孔结束后，应将孔内松土、泥浆等清除干净，方可送入锚杆。下锚杆时，应把注浆管、锚杆和止浆袋一起放入孔内。注浆要严格控制配合比，并根据注浆情况多次注浆，以保证浆液充满孔壁，使锚杆具有较高的抗拔力。锚杆孔内锚固体强度达到设计强度的70%以上且不小于3天，方可开挖下—层土方。

　　喷射混凝土要按设计配合比搅拌均匀，垂直作业面尽量从底部逐步向上部施喷，混凝土厚度要符合设计要求，每500?O喷射面留置试块一组，每组不小于3块。

　　(5)基坑支护单位要与挖土单位紧密配合。遵循时空效应原则，土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“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。基坑开挖过程中，应采取措施防止碰撞支护结构、工程桩或挠动基底原状土。发生异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因和采取措施，方可继续挖土。基坑开挖过程中需要放炮时，监理工程师要审查施工单位的专项爆破施工资质，审查经专家评审的爆破施工方案，严格按方案控制装药量和每次放炮数量，防止爆破震动、飞石和冲击波破坏边坡的稳定性。

　　(6)基坑开挖完成后，应提醒建设单位尽快组织勘察、设计、质监、监理、施工等部门进行验槽，及早开始地下结构工程的施工，严禁基坑长时间暴露。基坑回填前，支护层不能破坏，特别是坡脚部分。

　　3.4注意地下水或水患的影响

　　水患无穷，很多支护事故都是水的影响造成的。在基坑开挖过程中，土层滞水、砂土中的微承压水、裂隙水、承压水、管道漏水、地面排水、雨水等处理不当，都会给边坡支护和周围建筑、管线带来危害。

　　在选择地下水的处理方式时，要根据工程地质和水文条件及周围环境，决定采取降水还是防渗措施，以免引起地面沉降，给周边建筑及管线造成破坏。

　　基坑边界周围地面应设排水沟，且应避免漏水、渗水进入坑内;放坡开挖时，应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。

　　地下管道漏水，极易造成边坡失稳。在基坑开挖过程中，监理工程师如发现地下管道有漏水现象，应要求施工单位及时采取措施，如使地下管道改道，对漏水管道进行修补、防渗、将漏水及时导出等，防止边坡含水量过大引起滑波。

　　3.5推行信息化施工

　　信息化施工包括预测、信息采集与反馈、控制与决策等方面的内容。由于深基坑开挖过程中，边坡稳定存在很多潜在的危险和破坏的突然性，地下工程受各种水文、地质、雨水等复杂条件的影响，特别在基坑旁有基础埋置较浅的建筑，或有重要的地下电缆和市政管线，很难从理论上预估出现的问题。因此，必须加强观测，进行信息化施工，根据土层位移的时空效应，及时掌握土体变形特性、边坡的稳定状态和支护效果，发现异常情况及时采取措施，预防边坡失稳和周围建筑沉降等事故发生。

　　基坑工程监测项目包括：支护结构水平位移;周围建筑物、地下管线变形;地下水位;桩、墙内力;锚杆拉力;支撑轴力;立柱变形;土体分层竖向位移;支护结构界面上侧向压力等。位移观测基准点数量不应少于两点，且应设在影响范围以外。

　　监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于两次。各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数;当有事故征兆时，应连续监测。基坑开挖监测过程中，检测单位应根据设计要求提交阶段性监测结果报告，工程结束时应提交完整的监测报告。

　　3.6加强对基坑的管理

　　基坑设计与施工一般情况下都没有问题，但在运行管理期间，施工单位在基坑周边附近堆放重物超载、施工过程破坏了边坡整体面或基坑周边来回跑车时，也极易造成基坑失稳事故。因此，支护完毕后，应要求支护施工单位与总承包单位**阶段验收和文字移交手续，将基坑支护情况、监测结果、注意事项等书面转交总包单位，同时要求继续委托有资质的检测单位加强监测，以便出现问题时界定责任。