科技创新与应用Ｉ ２ｏ１２￣１０月（中） 建筑科学 相邻既有建筑深基坑支护施工技术探讨 李路行 祁金霞 （河南豫晨建筑工程有限公司，河南郑州４５００００） 摘要：建筑深基坑支护是一个综合性较强的岩土工程问题，尤其对于相邻建筑深基坑支护而言，其既涉及土力学中典型的强度 和稳定问题，又包含了变形问题，同时涉及到土与支护结构相互作用问题。本文就建筑深基坑支护的施工技术进行了论述。 关键词：深基坑；支护；位移 第二排土钉施加预应力５０ｋＮ，横向加１道钢梁（２０ａ槽钢）作反 ｌ工程实例 某门诊病房综合楼工程占地面积３９６０．２ｍ ，总建筑面积 力梁。５７３６６．３ｍ２，其中地下７９２０．４ｍ ，地上４９４４５．９ｍ 主体为框架一剪力墙 ３施工计划 ３．１工程正式开始后，首先进行定位测量工作，测放主要控制轴 结构，基础形式为梁板式筏形基础。主体结构长９３．４ｍ，宽４２．４ｍ，主 体高度７６．８０ｍ。基底标高为一１２．５ｍ。 １．１工程难点分析 基坑四周均有正在使用的建筑，最近的建筑距基坑边缘仅１．５～ ３，０ｍ。基坑施工正值雨季，雨水天气较多，给支护工作带来较大困 难。 １．２工程地质情况 岩土工程勘察显示，该区地层特征为： ①杂填土，杂色～黄褐色，稍密，不均匀，层底平均深度１．２３ｍ；② 粉质黏土，黄褐一褐黄色，中压缩性，层底平均深度２．３３ｍ；③粉土，褐 黄色一浅黄色，中压缩性，层底平均深度５．７８ｍ；④粉土，褐黄一浅黄 色，中压缩性，底层平均深度７．２７；⑤粉细砂，浅黄一灰白色，层底平 均深度９．４５ｍ；⑥中砂，浅黄一灰白色，稍密一中密，稍湿，层底平均深 度１２．６７ｍ；⑦粉质黏土，褐色一褐红色，中压缩性，局部夹粉细砂层，层 底平均深度１４．２４ｍ；⑧粉质黏土，灰黄一浅灰色，中压缩性，底层平均 深度１７．１７ｍ；⑨粉质黏土，褐黄色，中压缩性，层底平均深度１９．２０ｍ。 １－３工程特点 １．３．１基坑护坡深度较大，距相邻建筑太近。基坑开挖必须确保 基坑及周边建筑安全，控制噪音、尘土。 １．３．２砂层厚度大，必须防止砂层坍塌。 １．３．３施工过程要做到安全生产、文明施工，材料、设备堆放，保 持场地卫生，加强消防保卫工作，严防发生火灾。 ２护坡方案 ２．１东、西坡采用护坡措施 东、西两侧为６层俯１９．８ｍ）砖混结构建筑，基础埋深为３．１５ｍ。 护坡桩桩径６００ｍｍ，桩间距１２００ｍｍ，桩顶标高一１．９ｍ，桩长１４．５ｍ， 嵌固深度３．９ｍ。配筋：主筋均配１０２０（￣２级钢通长１４．５ｍ１，桩临空面 下侧设置加强筋３２０（９．ｏｍ），加劲箍１６＠２０００ｍｍ，螺旋箍筋 ６．５＠２００，桩数３１根。 第一道锚杆：位于一４．９ｍ，锚孔ｑ￣１５０＠２４００ｍｍ，长Ｌ＝２１．５ｍ，配筋 ３ｑ￣２０，腰梁２根２０ａ槽钢。锚杆设计拉力３００ｋＮ，预应力２１０Ｋｎ；第二 道锚杆：位于一９．４０ｍ，锚孔１５０＠１２００ｍｍ，长Ｌ＝１５．０ｍ，配筋１３２，腰 梁２根２０ａ槽钢。锚杆设计拉力２５０ｋＮ，预应力１８０ｋＮ；桩顶冠梁：宽 度７００ｍｍ，高３５０ｍｍ；冠梁配筋：主筋６‘Ｐ１８，箍筋‘Ｐ６．５＠１５０。 为减少基坑砂层地段产生流砂现象，砂层段在钢筋混凝土护坡 桩之间挂２４＃钢丝网，抹１０ｒａｍ厚的１：２水泥砂浆。 ２．２南、北坡采用土钉墙喷锚支护 南、北侧为６层（１９．８ｍ）砖混结构建筑，基础埋深为３．１５ｍ，南侧 为一层放射室（放置重约ｌｏｔ设备），基础埋深为２ｍ。两侧放坡坡度 按１：０．２考虑放坡；锚杆倾角为ｌ５。±５。；锚孔孑Ｌ径￣ｏ］ＯＯｍｍ。 南坡锚杆横向共设置６６排，第一、二、三、四排，横向问距１．３ｍ， 其他排横向间距为１．５ｍ；锚杆竖向位置：一２．Ｏｍ、一３．２ｍ、一４．４ｍ、一 ５．６ｍ、－６．８ｍ、－８．Ｏｍ、－９．２ｍ、一１０．５ｍ、一１１．８ｍ。 锚杆长度：自上而下长度分别为９．Ｏｒｅ、１２．Ｏｍ、１１．０ｍ、９．Ｏｍ、 ８．Ｏｒｅ、７．Ｏｍ、６．Ｏｒｅ、５．Ｏｍ、４．Ｏｍ；锚杆钢筋：二、三、四排为２‘ｐ１６，其他排 为１‘ｐ１６。 北坡横向共设置６６排土钉，第一、二、三、四排，土钉横向间距 为１．３ｍ，其他排土钉横向间距为１．５ｍ；土钉竖向位置：一２．０ｍ、一３．２ｍ、 一４．４ｍ、一５．６ｍ、一６．８ｍ、一８．０ｍ、一９．２ｍ、一１０．５ｍ、一１１．８ｍ；土钉长度：自上 而下长度分别为９，０ｍ、１１．０ｍ、１０．０ｍ、８．０ｍ、７．０ｍ、６．０ｍ、５．０ｍ、４．０ｍ、 ３．０ｍ。 两侧锚杆注浆为纯水泥浆，水灰比０．４～０．６。挂网为６．５＠２００ｘ ２００；喷射砼：厚度为ｌＯＯｍｍ。配合比为水泥：砂：碎石（不大于５ｍｍ）： 水＝１：２：２；加强筋用１４钢筋，锚杆与加强筋焊接。 — ２４０—— 线、护坡桩桩位。施工时对地下障碍物提前探测并采取措施进行避 让或清障，确保顺利施工。 ３．２护坡桩支护场地开挖至桩顶标高并放出护坡桩桩位，开始 护坡桩施工，其他部位开始土方挖运和土钉墙施工。护坡桩桩身龄 期超过７ｄ后，才能进行下一步开挖。 ３＿３土方开挖时首先开挖支护工作面，随挖随护至槽底。 ３．４分项工程全部完成后向相关方申请工程验收，移交给后续 施工方后进行清场、撤场。 ４支护过程中可能遇到的问题和解决方案 ４．１基坑开挖过程中因土质较松散而发生局部土体不稳定时， 可采用的方法有： ①视土质情况减小土方开挖深度；②可在土方开挖后立即喷射 一层４０ｒａｍ厚砂浆或混凝土，再进行土钉施工；③若不稳定土体已塌 落，视塌落土体大小用编织袋或草袋等物体装土填充密实后，挂钢 筋网或进行压力灌浆，再进行下一步工序施工。 ４，２施工过程中边坡出水而影响坡体稳定时采取的措施 首先了解施工场区周边地下管线（上、下水、污水、雨水及消防 等１是否有渗漏现象，及时切断水源并进行补漏和堵截。开挖过程中 如遇坡面潮湿，则应预留泄水孔，面层背部应插入长度为４００～ ６００ｍｍ的六分塑料水管，其外端伸出面层与坡面角度为４５。，以便 排出积水。 ４．３防止砂层坍塌的措施 针对砂层易坍塌的特点，设计时将上部土层按１：０．１放坡，砂层 及以下按１：０．３放坡。施工时土方开挖至砂层应减小开挖深度，必要 时每步开挖８０～ｌＯＯｃｍ，同时开挖不能一步到位，须先预留５０～ １００ｃｍ厚的土体进行保护，按照先成孔、注浆、再清坡、挂网、后喷射 混凝土面层施工方法进行施工。如遇砂层特别干、散时，边清坡边向 坡面喷洒水泥浆护面。锚杆成孔后迅速下放锚筋并注浆，防止锚孔 坍塌。如遇坍孔严重，随锚筋下注浆管向孑Ｌ内注浆，以保证锚体质 量。 ４．４成孑Ｌ过程中遇缩颈、塌孔现象，可采用以下措施解决 ①成孑Ｌ后立即下土钉并随即注浆；②已缩颈的土钉子Ｌ应二次成 孑Ｌ以保证孔径；若二次成孑Ｌ无法保证孑Ｌ径，应在相邻处补孔；③若现 场地层情况与原勘察结果有较大出入，缩径、塌孔严重而无法用洛 阳铲成孔，可采用钢管作土钉打人土体并灌注水泥浆；④杆件要下 到设计深度，如遇塌孔而未能下到设计深度，需拔出杆件，掏孑Ｌ后再 重新下放杆件。 ４．５土钉墙支护过程中可能遇到的问题和解决方案 ①由于地质条件、施工的复杂性，基坑各边坡地坪标高不一致， 基坑深度也不同，边坡土钉的实际排数、长度和间距应根据实际情 况做相应调整；②因地下障碍物而无法按设计孔位或设计长度进行 成孔施工，可适当调整土钉入射角度、间距和位置，以避开地下障碍 物。当土钉间距调整幅度超过５００ｍｍ，或成孑Ｌ深度比原设计深少 ２０００ｍｍ以上时，施工现场技术人员应与设计人员协商解决；③如遇 地下有防空洞，防空洞的处置应根据洞的走向而定。当防空洞的走 向与坡面垂直时，应采用２道３７０ｍｍ厚砖墙封堵，墙间用混凝土填 实，最外面的砖墙应保证与坡面平齐；当防空洞的走向与坡面平行 时，因锚杆不能成孑Ｌ，须调整，将锚杆调至防空洞顶及防空洞底板 下，并采用加长、加密措施。 ５结语 本工程实践证明：相邻建筑的高层建筑深基坑施工质量，只要 从场地勘察、邻近建筑基础埋深、场地地质、水文等调查开始，对开 挖、支护及降水等进行详细合理的方案设计，严格控制开挖顺序、每 建筑科学 ２ｏ１２￣１ｏ月（中）Ｉ科技创新与应用 谈建筑工程的基坑支护 余运钦 （深圳市华力岩土工程有限公司，广东深圳５１８０６７） 摘要：建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程，涉及工程地质、施工工艺、工程结构、水文地质、建筑材料和施工管理等多方 面。它是集土力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构是很多有独立能力的部分综合而成的，因此，不 管是结构的设计还是组织方面都要从整体性考虑。各个部分不但要有单独工作的能力也要协调配合，保证稳定工作和节约花销。 关键词：建筑基坑；基坑支护；安全性 基坑在进行修筑时为了获得安全稳定杜绝塌陷事故的出现，需 极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计，但是开挖完 要用支护方法来完成基坑的修建，本文对目前深基坑存在的支护隐 成后，土体本身的处于动态的，可以理解为从紧密到松散的过程，随 患提出分析，说明深基坑支护需要注意的工作内容，杜绝隐患。 着时间推移，土体不再具备很高的硬度，并发生变形，因此，设计也 ｌ问题的提出 不可仅考虑静态条件。 对基坑进行修筑时，为了保证工程进行的安全，杜绝塌方问题， ３深基坑支护设计中的注意事项 需要支护来辅助建筑基坑的修建。建筑基坑支护设计与施工应综合 ３．１彻底转变传统的设计理念 考虑工程地质与水文地质条件、基坑类型、基坑开挖掘深度、降排水 深基坑支护设计仍然有计算精确度的问题需要解决，尚处在经 条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求，基坑周边荷载、施工季节、 验的探索和解决阶段，这个情况不仅在国内，国外也缺少合适的计 支护结构使用期限等因素，做到合理设计、精心施工、经济安全。 算方法。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用”等值梁 这几年高层建筑的需要越来越大，这对深基坑支护工艺的形成 法”进行计算。其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大， 和展开有促进意义。不过，目前城市建筑存在空间资源有限的状态， 既不安全也不经济。因此可以发现深基坑支护方法不可以再依赖过 一些基坑边距的建筑只有几米到几十米的距离，给作业带来不便。 去的结构荷载的方式用于设计，最好要以施工监测作为设计方面的 另外，原来的深基坑支护结构的设计理论、设计原则、运算公式、施 主导内容，这个也是设计原理需要着重研究的内容。 工工艺等，已不符合深基坑开挖与支护结构的实际情况，使得一些 ３－２建立变形控制的新的工程设计方法 基坑建设很容易发生事故，引发经济后果，所以，深基坑支护在安全 设计人员目前普遍使用的权限平衡原理是比较简便可用性较 的保证上应特别注意。 高的方法，经常将这一计算结果作为实用依据。不过这一设计在深 ２深基坑支护存在的问题 基坑支护中的应用不够全面，只能反映强度需要而在刚度上参考价 ２．１支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当 值极低。造成的结果就是支护结构导致的变形导致事故频发，根据 深基坑支护工艺承受的重量的多少和它的安全有直接关系，不 上述情况，在未来的工作中，要将变形标准的计算方法，地面重力的 过因为地质状况的不稳定，想要获得精准的压力值还不容易，至今 确定以及对平面应变方式的转化着重进行科学研究。 仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非 ３＿３大力开展支护结构的试验研究 常复杂的问题，特别是完成深基坑的开挖工作后，对于水分含量，粘 开展支护结构的试验研究（包括实验室模拟试验和工程现场试 聚力和内摩擦角三个数值控制较难把握，因此结构支护的实际需求 验），虽然要耗费部分资金，但由于深基坑支护工程投资巨大，如果 也不容易算出。 需要通过试验来确定设计的可行性，则避免了操作再返工造成的经 在深基坑支护结构设计中，如果对地基土体的物理力学参数取 费巨额浪费。所以，现场试验是一个非常重要的环节。通过从前的工 值不准，将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明：内磨 作积累下来的测试结果，能够给相似工程做好铺垫，在理论上也给 擦角值相差５ｏ，其产生的主动土压力不同；原土体的内凝聚力与开 新的计算方式的出现带来机会。 挖后土体的内凝聚力，则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同， ３．４探索新型支护结构的计算方法 对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。 高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术革命。在 ２．２基坑土体的取样具有不完全性 钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孑Ｌ灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构 深基坑支护结构完成设计以前需要对土成分进行分析，获得较 成功应用后，双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝 可行的受力指标，考虑到节约造价和避免工作低效，需要，钻孑Ｌ取样 土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。但是，这些支护结构型 工作不能钻出太多的孔。这可能造成土壤取样代表性不强。但是，地 式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于科 质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真 学，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。 实性。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。 目前，深基坑支护结构正在向着综合性方向发展，即受力结构 ２．３基坑开挖存在的空间效应考虑不周 与水结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖 深基坑开挖中大量的实测资料表明：基坑外侧向内侧位移的程 方式与支护结构型式相结合。这几个因素会让结构更加复杂。因此， 度一般是两边小而中间大，深基坑的出现稳定性不高几率较大的也 新的支护结构力学计算理论需要被研究出来，成为这项工作十分突 是在长边的中间位置，这就能够可以证明深基坑挖掘有空问差异 出的问题之一。 性，从前的支护结构仅仅以二维方法来考察问题。这种考察方式适 参考文献 用在形状细长的情况，而在形状类似于四方者获得的计算结果不算 ｆ１１建筑基坑支护技术规程（ＪＧＪ１２０—９９）．北京：中国建筑工业出版社， 适用。因此在没有处理空间各种活动之前需要考虑首先对支护方式 １９９９． 调节之后再进行应变假设设计，这样开挖的准确性就更高。 【２】余志成，施文华．深基坑支护设计与施工［Ｍ】．北京：中国建筑工业 ２．４支护结构设计计算与实际受力不符 出版社．１９９８ 现在，深基坑支护在设计结构时仍然要考虑极限平衡，不过支 护结构所面对的力并不是唯一的，工程实践可以得出，一些支护结 构用上述理论进行安全系数的确定，虽然理论上很稳定很安全，不 过破坏情况时有发生。一些文护结构虽然稳定性不好，无法满跫规 范中的标准，却很容易在实际工程中获得认可。 步开挖深度、预应力锚杆角度控制、张拉等施工过程，严格进行边坡 【２］李安勇．降水工程施工技术教学方法的探索与实践［Ｊ］．中国建设 位移以及邻近建筑的沉降倾斜监测；积极采取质量预控措施等，完 育，２００８，（０３）：３４—３６． 全可以保证建筑深基坑施工的工程质量和邻近建筑、市政管线安 作者简介：李路４５－（１９８１一），男，河南郑州人，助理工程师，本科， 全。 研究方向：土建施工。 参考文献 祁金霞（１９８３一）－ｇ－，河南郑州人，助理工程师，本科，研究方向：工 【１】杨健．浅议土和结构的相互作用．中国电力教育，２０１０，（Ｓ２）：６０３—６０４． 程造价。 一２４ｌ一