建筑工程基坑支护的重点环节及应对措施

建筑工程基坑支护的重点环节及应对措
施
摘要：基坑支护在建筑施工中有着重要的作用和意义，是工程建设的基础，
基坑支护质量直接影响建筑工程质量、作业人员安全及施工进度等，随着土木工
程的发展迅速，以及各类建筑工程的不断涌现，对基坑工程的要求也越来越高，
同时问题也不断出现，因此，基坑支护的安全与保障是施工顺利进行的先决条件。

本文通过实际案例，提出一些基坑支护的主要技术方法、重点环节分析和应对措施。

1工程概况及基坑支护方案
1.1工程概况
本案例选择的是平阳县萧江镇麻步江南片G02-1地块项目，场地整平标高-
0.500m，基础底板面标高-5.200m，局部降板区基础底板标高-7.200m，周边承台
厚1000mm，同时考虑350厚的基础垫层，承台垫层底相对标高为-6.550～-
8.550m，基础开挖深度为6.05m～8.05m；基坑开挖面积约5万m2，围护周长约1600m，临道路侧基坑设计等级为一级，其余基坑设计等级为二级。

1.2基坑支护方案
①周边围护体普遍采用直径700的钻孔灌注桩，区域间距为900，局部降板区域、出土口采用直径800的钻孔灌注桩，间距1000。

②钻孔灌注排桩外侧普遍设置单排直径700@500的双轴水泥土搅拌桩，局部临河侧设置两排直径700@500的双轴水泥土搅拌桩，相互搭不小于200。

③基坑内被动区采用直径700的双轴水泥土搅拌桩进行加固，幅与幅之间相互搭接不小于200。

场地内坑中坑高差1.30m，采用直径700的双轴水泥土搅拌桩进行坑中坑周边加固。

④基坑内竖向设置一道钢筋混凝土支撑，支撑形式采用对撑+角撑的平面布置形式。

支撑下采
用立柱桩内插临时钢立柱的竖向支承系统。

钢格构立柱在穿越底板的范围内需设置止水片。

2工程特点分析
2.1工程地质条件
本工程地下水位处于地表，水量丰富；基坑开挖及其影响深度范围土层主要为杂填土、素填土、粘土、淤泥层，开挖面土层主要为淤泥层。

2.2周围环境条件
基坑北侧为市政道路，道路下方埋设有高压电缆、雨水管、污水管、弱电等管线，该侧基坑边距离道路边线约2.70m；基坑南侧为河流，该侧基坑边距离河岸线约20m。

因此基坑侧壁渗漏水以及基坑变形控制是本案的重点。

3主要施工控制要点
3.1钻孔灌注桩
机械钻孔灌注桩工艺流程：测量定位、埋设护筒-桩基定位-机械成孔-孔深测定、清孔-下放钢筋笼-下导管-二次清孔、测沉渣-灌注水下混凝土-成桩；钻孔灌注桩控制要点：①钻孔灌注桩直径700/800mm，桩中心间距、桩长、桩顶标高和桩身配筋等必须严格按照图纸施工②灌注桩顶的纵向钢筋须锚入压顶梁，锚固长度按桩身配筋图；钻孔灌注桩嵌入压顶梁50cm；压顶梁施工前，应将灌注桩表面浮浆和杂物清除干净，铺净浆，并及时浇灌混凝土③灌注桩排桩应采用跳打法施工，相邻桩混凝土终凝后，方可进行另一根桩施工④桩位偏差为50，桩径允许偏差±50，垂直度允许偏差为0.5%，充盈系数>1.10，孔底沉渣厚度≤50，钢筋笼安装深度允许偏差为±100，施工前通过试桩确定施工工艺。

⑤成孔施工应一次不间断地完成，成孔完毕至灌注混凝土的时间间隔不应大于24小时，当成孔过程中遇到不明障碍物时，应查明其性质并采取措施后方可继续施工。

⑥分段制作的钢筋笼，其钢筋接头可采用焊接，钢筋的焊接接头应相互错开，钢筋的接
头面积百分率不应大于50%，焊接接头连接区段的长度为35d且不小于500mm, 焊接长度单面焊为10d，双面焊为5d。

⑦水下混凝土必须具有良好的和易性，水灰比宜在0.5～0.55，坍落度可取180～220mm。

⑧钢筋笼放入后应尽快浇灌混凝土，并连续施工，确保混凝土的强度和密实性要求，每根桩的灌注时间按初盘混凝土的初凝时间控制。

⑨桩身混凝土灌注标高应高于设计的桩顶标高，凿除泛浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值，本工程围护钻孔灌注桩泛浆高度为1000，凿桩不得破坏桩身质量。

⑩采用低应变动测法检测桩身的完整性，数量应符合有关标准的规定。

3.2双轴水泥土搅拌桩
双轴水泥土搅拌桩工艺流程：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻至设计深度→反循环提钻喷浆至设计深度→成桩结束→施工下一根桩双轴水泥土搅拌桩控制要点：①水泥土搅拌桩用作止水帷幕时，相互搭接为200，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥应新鲜、干燥、无结块现象，并应对地基土体的有机质成分及含量进行调查，必要时采用外加剂以保证成桩质量。

②水泥土搅拌桩桩位偏差不应大于50，垂直度偏差不应超0.5L/100(L为桩长)，成桩直径和桩长不得小于设计值。

水泥掺量为15%，木质素掺量为水泥重量的0.2%，用作被动区土体加固和坑中坑加固时，加固体设计顶标高至地表范围水泥掺量为7%。

③施工前，通过工艺性成桩试验确定水泥浆水灰比、下沉和提升速度等施工参数，水泥浆水灰比0.45～0.55。

成桩应均匀、持续、无颈缩和断层，严禁在提升喷浆过程中断浆，特殊情况造成断浆应重新成桩施工。

④相邻水泥土搅拌桩桩体的施工间隔时间不得超过12小时，原则上每一施工段应连续施工，
当遇特殊情况不能连续施工时，应采取加强措施消除搭接处的冷缝。

⑤水泥土搅拌桩施工时，停浆面应高于桩顶设计标高500，并应确保桩顶水泥土质量满足设
计要求。

⑥严格控制水泥土搅拌桩的施工速度，成桩过程应采取有效措施确保周边道路及管线安全使用。

⑦水泥搅拌桩须先于钻孔灌注桩施工。

3.3立柱桩及钢立柱
①内支撑系统竖向立柱桩采用新打∅800直径钢筋混凝土钻孔灌注桩作竖向立柱桩，竖向立柱桩水平偏差不得大于50，桩径允许偏差为± 50，充盈系数应≥1.10，孔底沉渣厚度应≤50。

钢筋笼安装深度允许偏差为±100，桩长及桩端标高按图施工，其余施工要求同围护钻孔灌注桩。

②竖向立柱的上部采用格构式井字形钢构架，缀板与角钢的焊接采用围焊，未注明焊缝高度不小于8mm，焊缝质量等级二级。

井型钢构架的四根角钢的接头可采用剖口熔透焊，接头应错开600，焊缝质量等级一级。

③井字型钢构架顶部伸入钢筋混凝土水平支撑内≥400，下部插入立柱桩中≥3.0m。

施工时, 应先将钢构架与下部钻孔灌注桩桩的钢筋笼主筋联结牢固, 再整体吊入孔内。

④当地梁纵向钢筋数量较多且难以穿越井型钢构柱时，可在钢构柱上开孔。

但每肢角钢的开孔面积一般不得大于其全截面面积的20%，超过时应采取相应的补强措施，具体可根据现场实际情况与设计人员协商确定。

开孔作业时应考虑钢材强度的临时降低，注意掌握每次开孔的时间间隔，必要时可采取临时支撑措施。

⑤土方开挖和地下室结构施工过程中，应采取有效措施避免机械设备对钢立柱的碰撞。

3.4支撑梁、压顶梁
支撑梁、压顶梁控制要点：①支撑梁、压顶梁的主要纵向受力钢筋在梁两侧，纵向钢筋的锚固和搭接长度严格按照图纸和规范施工；箍筋采用封闭形式，并做成135度弯钩，弯钩端头直段长度不应小于10倍箍筋直径和75mm的较大值。

②当水平支撑交汇点处未设置井型钢构架竖向立柱且设计文件中未特别注明时，应根据支撑之间力传递关系，在支撑上设置吊筋及附加箍筋，吊筋的弯起段应伸至梁上边缘。

③压顶梁的纵向受力钢筋，外侧(靠围护桩一侧)钢筋应在支撑间距的跨中附近连接，内侧钢筋应在支撑处处连接；支撑梁、压顶梁的施工缝宜留设在跨度的1/3处。

④支撑梁、压顶梁纵向钢筋应采用机械连接或焊接，并符合机械连接或焊接连接的有关要求。

⑤支撑梁与压顶梁、支撑梁与支撑梁相交节点处，当相交角度≤90°时，均应设置水平加腋。

3.5土方开挖
土方开挖控制要点：①开挖前应根据围护设计、现行规范标准等编制土方开挖施工组织设计方案，经监理单位审查，并经专家论证通过后方可实施。

土方开
挖前，围护桩应验收合格。

②根据场地地质条件、周边环境特点结合主体结构施工后浇带的设置，为确保基坑的安全，土方应按分层、分段、对称、均衡、适时的原则开挖；严禁沿基坑边一次全部开挖，必须分块、分段、分层开挖，土方分层层厚不大于1米。

分块施工的放坡坡度不小于1:3。

③挖土机械不得直接压在支撑上，应在支撑两侧先覆土至高出支撑面500以上，然后在其上铺设路基箱后方可通行机械车辆。

严禁在底部掏空的支撑梁上行走与操作。

④基坑周边施工材料、设施或车辆荷载严禁超过设计要求的地面荷载限值。

塔吊基础的做法、挖土机械的通道布置、挖土顺序、土方驳运和混凝土泵车的停放、施工临时实施以及建材的堆放等，均应避免对围护结构和周围环境的不利影响；难以避免时，应在基坑开挖前采取加固措施。

3.6支撑拆除
支撑拆除控制要点：①浇筑基础底板，同时施工底板传力带，待基础底板及传力带的混凝土强度达到100%设计强度后，可拆除砼支撑，施工地下室结构顶板。

②施工底板传力带之前，围护桩上的泥皮应清理干净，混凝土强度等级同相同标高结构底板。

③拆撑前预先编制详细的拆撑方案，经业主、设计、监理等单位确认后方可实施拆撑作业，支撑拆除宜采用人工凿除，拆撑期间，应加强对围护体和周围建筑物的监测。

3.7基坑监测
①监测内容：周围环境的监测含周围道路路面的沉降、倾斜、裂缝的产生和开展情况；围护体后侧土体沿深度的侧向位移的大小和随时间的变化情况；压顶梁及围护桩后侧土体的沉降观测；钢筋混凝土水平内支撑的轴力随土方开挖的变化情况；钢立柱竖向位移观测；坑外地下水位的监测。

②监测要求：基坑监测应委托有丰富经验的专业监测单位实施，监测单位应根据设计文件和周围环境特点编制监测方案；基坑开挖期间一般情况下每天观测一次，如遇位移、沉降及其变化速率较大时，则应增加监测频次，挖土至坑底和支撑拆除期间应增加监测次数。

③监测单位应及时将整理好的监测结果提交业主、设计单位和施工单位，从而做到信息化施工。

4重点环节及应对措施
4.1基坑支撑体系破坏风险
①风险源分析：坑侧超载导致基坑变形过大使支撑变形；过度开挖，支撑未及时补进；支撑间的连接部位偏心；围护结构施工不合格，桩、墙破损，使围檩的持力点少，极易使围檩破坏；围护桩的整体性差，在支撑轴力作用下围檩扭曲甚至错断。

②应对措施：开挖与支撑要协调，严防过度开挖；要严格检查支撑连接位置的偏心情况；控制坑外超载；采用信息化施工，根据监测数据对支撑方案进行调整；加强桩、墙的质量检测。

4.2围护结构变形过大基坑坍塌
①风险源分析：挖土机械破坏围护结构或者坑外超载过大；施工工序错误，超挖并且支撑架设不及时；施工不按图进行，支撑强度或者间距不符合要求；桩体施工质量不合格，存在离析、缩颈桩等，在开挖中出现断桩、倾斜等事故；由于基坑外注浆、打桩、偏载造成不对称变形等导致围护墙向坑内倾倒破坏；漏水灌水导致围护变形移位，最终破坏基坑；信息化监测数据未及时反馈；；地质条件局部突变；遭遇暴雨、地震等灾害。

②应对措施：按照施工顺序和施工计划，确定合理的支撑拆除顺序，避免支撑拆除的无序、混乱；严禁超挖，及时架设支撑；围护结构施工质量要严格，防止出现墙体夹泥、成桩质量差等问题；各桩体施工工程要注意相互之间的配合，即桩群的整体性；防止坑内渗水，土钉或锚固装置施工要严格，保证其强度；防止坑外超载过大现象的发生，保护围护结构的整体性；重视信息化施工，利用监测数据来指导施工。

4.3开挖时坑底隆起破坏风险
①风险源分析：基坑暴露时间过长，浇筑底板不及时；排水不畅，坑底遭水浸泡时间过长；超挖，支撑未跟进，造成底部受土压力挤压过大；基坑外超载；围护结构未达到设计深度，受土压力过大，导致踢脚。

②应对措施：采用合理可靠的坑内地基加固措施，及时抽去基坑积水；注意基坑开挖的工序，尽快浇捣底板砼；施工质量要严格，严禁超挖，及时施工支撑；控制坑外超载；围护结构施工阶段要严格保证施工质量。

4.4周边管线渗漏水导致基坑风险
①风险源分析：基坑施工过程对邻近管道保护不力，使其破裂漏水，甚至冲垮基坑；周边管道年久失修，滴冒跑漏严重，浸泡了基坑周边土体使强度降低，极易破坏。

②应对措施：充分勘察，掌握基坑边的水管分布情况，与相应单位做好协商；对可能发生意外的重点管道做好保护及排水应急措施；必要时采用井点降水与回灌相结合的技术，防止水土流失。

5总结
通过对实际案例的浅析，指出基坑支护的控制要点，分析重点环节及应对措施，为类似本案的基坑支护方案提供参考，只有保证基坑的安全，才能为后续建筑的施工打下坚实基础。