论建筑深基坑施工技术

论建筑深基坑施工技术

王燕李斌

宁波住宅建设集团股份有限公司浙江省宁波市315010

摘要：深基坑质量是整个建筑质量的基础，因而必须保证建筑深基坑工程的施工质量，但其所具有的复杂性和危险性增大了施工难度，并对施工技术提出了更高的要求。文章在分析建筑深基坑工程的特点、施工要点及施工方法的基础上，对土方开挖、支护工作和排降水工作等三个常出现施工问题的环节的施工技术进行探讨，以期对建筑工程深基坑施工技术水平的提高有所启示和帮助。

关键词：建筑工程；深基坑；施工技术

一、建筑深基坑工程的特点

为提高城市土地资源利用率，满足经济发展和人们生产生活的实际需求，当前的建筑深基坑工程具有以下特点：

第一，深度不断增加。现代城市发展和提高城市土地资源利用率等需求使得地面高层建筑的高度及结构复杂程度不断增加，地下空间也已开始走向多层化，只有不断增加基坑深度，才能满足当前建筑工程的基础要求。

第二，施工环境复杂、条件差，难度大。主要表现为四点：一是受到现代城市规划的制约，无法主动选择适合施工的地质；二是现代城市的人口密度、建筑物密度很大，地面施工环境较为复杂；三是地下管线错综复杂，还存在地铁等地下交通路线，地下施工环境复杂；四是除了深度不断增加外，深基坑工程自身的规模也在不断扩大，进一步增加了施工难度。此外，还可能受到雨水渗漏的影响。

第三，支护形式多样。目前常用的深基坑支护形式有十几种之多，如混凝土灌注桩、人工挖孔桩等，需根据具体的施工情况选择最为合理的支护方式。

第四，具有一定的危险性。建筑深基坑工程深度、规模较大，且施工环境复杂、条件差，施工难度大，勘察、设计或是施工中的任何疏漏都可能导致严重的工程事故，必须严格确保其施工质量，最大限度降低风险。

二、深基坑支护的类型

1.重力式支护技术

重力式支护结构也叫重力式挡土墙，是依靠支挡结构本身的自重来平衡坑内外的土压力差，保证基坑的顺利开挖。挡土墙是由深层搅拌桩或高压旋喷桩与桩间土组成。由于此种方式形成的挡土墙材料抗拉强度小，为有效抵抗土压力，挡土墙水平方向截面通常做成格栅形状，形成厚而重的刚性墙。重力式挡土墙适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、夹有薄砂层的土、素填土等地基承载力不大于150kPa的土层。其设计灵活，可以根据需要采用不同桩长，结构简单，便于施工，造价较低。此外，重力式挡土墙还可阻止地下水向基坑内渗透。常常和别的支护结构配合使用，形成防渗帷幕。但是，重力式挡土墙厚度大，占用建筑红线内一定面积，墙身水平位移较大。当基坑周围环境要求不高、安全等级二、三级、开挖深度≤7m时，可采用重力式挡土墙。

2.悬臂式支护技术

悬臂式支护结构(仅指没有内支撑和拉锚的板桩墙、排桩墙和地下连续墙支护结构)采用抗拉强度较高的材料(如钢、钢筋混凝土)抵抗土压力引起的结构内力，保证施工期间基坑侧壁稳定。根据支护结构采用的材料可分为钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩等。

2.1钢板桩。钢板桩是对钢带进行连续冷弯变形，形成截面为z形、U形或其它形状，可通过锁口互相连接的板材。钢板桩适用于淤泥、淤泥质土、饱和软土及地下水位较高的深基坑支护。施工时将钢板桩用打桩机打(压)入地基，使其互相连结成钢板桩墙对坑壁土体进行支挡。钢板桩强度高，防水性能好，施工快速简便，占用空间小，并可在基坑施工完毕后拔出，在下一工程重复使用。但钢板桩价格较贵，无内支撑时刚度小、变形大，拔桩时易引起土体移动，造成周围土体发生沉降。当基坑周围环境要求不高、安全等级二、三级、开挖深度≤5m时，可采用悬臂式钢板桩。

2.2钢筋混凝土板桩。由于钢板桩价格较贵，改用价格相对较低的预制钢筋混凝土板桩来代替。钢筋混凝土板桩其截面形状有矩形、工字形薄壁和方形薄壁三种形式。矩形板桩采用榫槽结构，宽度一般0.4-0.7m，厚度0.5m，深度可达20m左右，板桩两侧设置阴阳榫槽，板桩沉入土中后可在接缝处注浆处理，防止地下水渗透。工字形和方形预制钢筋混凝土板桩壁厚0.08-0.12m，截面尺寸在0.5×0.5m。钢筋混凝土板桩虽然造价较低，但施工不便，插入土中时易引起周围土体挤压变形，接头处的防水处理不易做好。这些特性使得它不宜在建筑密集的市区使用，也不适于在硬土层中施工。

2..3钻孔灌注桩。当在较硬的土层中开挖基坑，上面两种板桩不易插入坑周土此时可采用大直径钻孔灌注桩抵抗土体的水平推力，灌注桩直径一般0.6～1.2m。钻孔灌注桩作为围护结构的常用平面布置方式。当无地下水时，可稀疏布置，利用土拱效应支护周围土体，亦可采用一字形布置；当地下水位较高时，可采用搭接或交错相切布置，但由于桩施工时垂直度不容易保证，防水效果不好，此时一般在钻孔桩外侧再增设阻水帷幕，内侧则采用稀疏布桩方式，阻水帷幕可采用深层搅拌桩旋喷桩或注浆处理方式。钻孔灌注桩施工容易，自身刚度大，强度高，既适用于软土层，又适用于硬土层。其缺点是施工速度慢，质量控制难度大，工期较长，施工产生泥浆影响周围环境，防水效果不好，需要结合阻水帷幕。

3.拉锚式支护技术

拉锚式支护结构由锚杆和支护排桩或墙组成。支护桩或墙采用钢筋混凝土桩或地下连续墙。锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与支护排桩或墙连接，另一端深入地层中，施工时在基坑壁土层中钻孔，达到设计深度后，在孔内放入钢筋、钢管或钢丝柬、钢绞线或其它抗拉材料，灌入水泥浆或化学浆液，使之与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。

拉锚支护结构的优点是为地下工程施工提供开阔的工作面，土方开挖、运输和地下结构施工非常方便，能施加预应力，可有效地控制土体变形；施工不用大型机械，可代替钢支撑侧壁支护，造价低。拉锚支护结构支护适用于较硬土层，以利于锚固，深度不宜超过18m。4.土钉墙支护技术

土钉墙支护结构是一种原位土体加固技术，它是以较密集排列的插筋作为土体主要补强手段，通过插筋体与土体之间的摩擦力达到改善土体力学性能的目的，使加固区土体成为能自稳的重力式的挡土结构。在工作机理上。土钉墙是高强度土钉、喷射混凝土面层及原状土三者共同受力，通过相互作用，土体自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏的性状，显著提高了整体稳定性。由于土钉墙采用了边开挖边支护的方法，工作面不受限制，缩短了工期；另外，土钉利用了土体的自承载能力，使基坑周围土体转化为支护结构的一部分，造价相对较低。当基坑开挖深度不大于15m，场地土质较好时，可采用土钉墙支护坑壁土体。土钉墙主要用于加固基坑底以上土体，一般适合于地下水位以上或经过降排水后的素填土、粘性土、粉土以及非松散的砂土、卵石等，不宜用于淤泥质土、饱和软土及未经降水处理的地下水以下的土层。

三、结语

深基坑的质量是整个建筑质量的基础，因而必须保证建筑深基坑工程的施工质量，但其所具有的复杂性和危险性增大了施工难度，并对施工技术提出了更高的要求。从施工环境条件、施工要求、施工地质和技术成本等多方面综合考虑，采取最为合理的深基坑施工技术，将是对深基坑施工质量的有力保证。随着我国建筑行业的不断发展，建筑工程深基坑施工技术水平定当会相应提高，这也将进一步促进建筑行业乃至国民经济的发展。

参考文献

[1]孙丽梅,张玉敏,高明涛.鞍山东方大厦深基坑土钉支护技术.探矿工程(岩土钻掘工程),2007,(2).

[2]中国建筑科学研究院.建筑基坑支护技术规程(JGJl20一99)[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3]龚晓南，高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社.1998.