建筑工程深基坑支护施工技术探索.docx

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1、建筑工程深基坑支护施工技术探索深基坑工程是对地面下土体的施工，涉及到水力学、结构力学等多领域的知识，计算与施工过程复杂，具有很强的综合性，其施工是建筑工程施工的重点与基础。在本文中，笔者主要结合工程案例，分析了深基坑支护施工技术，以供参考。在建筑工程施工中，基坑支护工程是较为的重要内容，其施工质量对建筑整体的安全性和稳定性有很大的影响，而且，做好建筑基坑支护工程的施工也不仅仅是出于建筑安全性的考虑，也是为了确保施工周围环境的安全性。1地质概况本工程位于南宁市，场地地貌单元属丘陵地貌，经人工挖填后，现场地地势较平坦，地形北低南高，地面高程94.5496.07m，相对高差1.53m。据钻探揭露，在

2、最大钻探深度60.00m范围内，场地地层主要由人工素填土（Q4mL）和第三系（E）粉砂质泥岩、含砾砂岩、泥质粉砂岩、粉砂岩。现自上而下依次为：（1）素填土（Q4mL）：灰色，灰黄色，松散，主要由强风化粉砂质泥岩、细砂、粉质粘土及少量圆砾组成。场地钻孔内均有分布，层厚0.609.00m，层底标高85.8895.65m。属高压缩性土。堆填时间约为3年。（2）强风化粉砂质泥岩（E）：岩性主要为粉砂质泥岩，灰色，灰褐色，泥质粉砂质结构，中厚厚层状构造，岩石上部已风化呈硬塑坚硬粘土状，岩质极软，局部含贝壳生物化石及少量煤线、泥炭层。上部冲击可进尺，送水钻进进尺较快、平稳。岩芯采取率为8092%，岩芯多呈

3、长、短柱状；场地钻孔内均有分布，层厚4.5014.00m，层底标高71.8887.85m，局部地段有煤层分布。岩石局部已风化呈土状，属极软岩，具遇水软化、风干开裂的特点，岩体基本质量等级为级。该土层的地基胀缩性等级为级。（3）中风化粉砂质泥岩、含砾砂岩、泥质粉砂岩、粉砂岩（E）：据钻探揭露，场地内中风化基岩岩性主要为粉砂质泥岩、含砾砂岩、泥质粉砂岩、粉砂岩。局部与泥质粉砂岩互层产出。钻探深度未揭穿该层，最大揭露厚度15.80m，层顶标高43.0563.37m。由岩石天然抗剪断强度试验成果知属极软岩，岩体完整程度为完整，岩体基本质量等级属级。2场地稳定性及地震效应2.1地质构造根据区域地质资料、

4、场地勘探及工程地质调查结果，勘察场地处于南宁向斜构造盆地的南侧，构成场地地层主要为下第三系晚始新统-早渐新统地层，岩层走向北东，倾向北西（倾向328o），倾角1015，总体上属于平缓的单斜构造，场地内无活动性断裂构造带通过，属于构造相对稳定的地块。2.2场地稳定性评价现场踏勘，在场地最南端西侧约810m处有山体崩塌现象，属于不稳定场地。但已经进行边坡固化抗滑处理，拟建场地场南侧及其周围未发现活动性断裂等不良地质现象。2.3地震烈度的确定据广西地震烈度区划图（1992），南宁市的地震烈度为度。依照中国地震动参数区划图（GB18306-2001）及建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（20

5、08年版）中附录A我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组的有关划分，拟建场地设计地震基本加速度为0.05g，抗震设防烈度为6度，反应谱特征周期为0.35s，设计地震分组为第一组。2.4场地土类型及场地类别根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2008年版）表4.1.3判定：场地中人工素填土为软弱土，强风化粉砂质泥岩为中硬土，中风化粉砂质泥岩、含砾砂岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为岩石。场地内抗震设防覆盖层厚度9.6015.20m，计算得ZK4、ZK17孔处土层的等效剪切波速分别为418m/s及358.4m/s，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2008年

6、版）判定建筑场地类别属类。本场地土类型为中硬土。3场地土（岩）层的胀缩性及腐蚀性3.1土（岩）层的胀缩性根据室内土工试验成果，按广西膨胀土地区工业与民用建筑勘察、设计、施工和维护条例（以下简称条例）评价粘土、强风化泥岩土层的膨胀性。（1）粘土50kPa压力下的膨胀率ep0.5平均值为0，胀缩总率eps平均值为0.82%，按条例判断，为非胀缩土。（2）强风化泥岩50kPa压力下的膨胀率ep0.5平均值为0.67%，胀缩总率eps平均值为2.65%，按条例判断，具中等胀缩性，建筑场地复杂程度为复杂等级，则膨胀土地基胀缩等级为级。3.2土（岩）层的腐蚀性根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001

7、，2009年版）附表G.0.1判定，本场地环境类别为类，地基岩土的腐蚀性如下：（1）素填土：该土层对混凝土结构具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性，详见土样易溶盐分析报告。（2）强风化粉砂质泥岩：该岩层对混凝土结构具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。4基坑开挖边坡稳定性分析拟建场地地形较平坦，据现场地质调查、钻探成果及区域地质资料，场地内无活动性断裂构造带通过，未发现地面塌陷、古河道等不良地质作用，基坑场地整体稳定性良好。由于基坑开挖深度较深，结合基坑周边建（构）筑物和地下管线分布较密集，基坑不具备放坡条件，基坑基本上以垂直开挖。由勘探成果知，在基坑开探深度范围内基坑边坡体地层由素填土、强风化粉砂质泥岩

8、（夹煤层）、中风化粉砂质泥岩1（夹煤层）和中风化含砾砂岩组成，以强风化粉砂质泥岩（夹煤层）、中风化粉砂质泥岩1（夹煤层）为主。属第三系半成岩，成岩胶结较差，大部分与硬塑坚硬粘性土层性质相近，且岩层产状平缓、未存在外倾结构面，裂隙以风化裂隙为主，规模短小，局部夹煤层性质亦与岩层相近，基坑边坡体范围内除坡顶填土较软弱外、其余地段未发现存在软弱夹层。因此基坑开挖后边坡可能产生的破坏模式为圆弧型，根据理正深基坑设计软件结合场地工程地质条件、水文地质条件和周边建（构）筑物荷载情况，分别对基坑四面开挖边坡验算如表1。由表1验算结果表明，基坑垂直开挖边坡稳定性极差，应采取工程措施进行支护。5基坑支护方案分析

9、选择拟建基坑场地较狭窄，基坑开挖深度大，且四周紧邻已有建（构）筑物较密集，垂直开挖基坑将导致边坡不稳定，应采用工程措施进行支护。根据基坑工程安全等级及场地岩土工程条件，基坑支护结构类型分析如下：5.1排桩+锚索支护该类型支护结构以桩为主要的挡土结构，排列起来支护基坑的一种广泛使用的支护类型，加上锚索的水平拉力能有效控制支护结构及周边岩土体的变形。其优点有：使用范围广，填土、粘性土、粉土、砂土、软岩等均可采用，尤其坑底有软弱土层时有较好的稳定性与抗变形能力；与其他防水措施配合易于堵漏，防流砂；可用于大规模的深基坑；桩排抗弯刚度可以设计得较大；地面沉降与水平位移较易控制；就基坑支护而言费用相对较低

10、。5.2地下连续墙支护该类型支护结构利用专用的挖槽机械和泥浆护壁，开挖出一定长的深槽后，插入钢筋笼，并在充满泥浆的深槽中用导管法浇注混凝土，最后把这些槽段用特制的接头相互连接起来形成一道连续的现浇地下墙。其优点有：适用于各种土质；结构刚度大，对邻近建筑物和地下设施影响较小；振动小、无噪音，不必放坡，不用支模；防渗性能好，后期可做地下室外墙使用；支护深度较深。但也有一些缺点如施工现场废浆液多、作为临时性挡土结构不够经济、施工设备及技术要求高等。综合以上分析，拟建工程基坑采用排桩+锚杆（索）及地下连续进行支护连续均是可行的，结合专家意见，建议采用排桩+锚杆（索）支护方案，桩型建议选用钻孔灌注桩。根

11、据室内土工试验和原位测试结果，参考建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）表2，结合工程经验，综合确定岩土体与锚固体极限摩阻力标准值如表2。6基坑支护结构施工分析基坑桩锚及地下连续墙等支护结构在南宁市施工工艺较成熟，但由于拟建场地地基岩土部分地段以含砾砂岩分布较厚，基坑支护施工时支护桩孔和锚杆孔较易出现塌孔现象，施工前宜在现场进行必要的施工参数试验，以确保施工的顺利进行。另外锚杆（索）均延伸在拟建场地以外、且数量较多，较易破坏周边地下管线和建筑物基础，基坑工程支护设计与施工时应注意场地及其周边的建筑物基础及地下管线走向，以免发生施工事故和破坏地下管线。另外，基坑开挖深大、施工周期较长，施工过

12、程中应做好基坑发生局部土体崩塌失稳、坡项位移过大、局部边坡涌水等异常情况应急措施。7施工环境保护及监测拟建场地位于南宁市新城区中心繁华地段，基坑施工对周围环境影响较大，宜做好废土清理、减少噪声及场地围护等文明施工措施。此外拟建基坑开挖深度大，对地基沉降和周边变形敏感，应按规范要求建立有效的监测系统，对基坑施工过程中周边建（构）筑物、基坑支护系统以及降水过程中周边建（构）筑物及地基的沉降进行变形监测，以确保建筑物及施工安全。8综合分析（1）拟建基坑场地处于构造相对稳定区，无活动性断裂构造带通过，未见地面塌陷、土洞等不良地质作用，建筑场地类别为类，基坑场地整体稳定性较好。（2）拟建基坑支护结构宜采

13、用排桩+锚杆（索）形式，支护桩桩型建议选用钻孔灌注桩。场各岩土层的物理力学指标按基坑支护专项地勘报告提交的有关数据采用，锚杆（索）轴向受拉承载力最终以锚杆（索）现场抗拉试验为准。（3）场地地下水埋藏浅，对基坑施工影响较大，尤其是雨季施工时，地下水水量会有一定增大。因此，基坑采取深井降水措施降低地下水位。为防止降水可能引起周边建筑物产生沉陷等不良危害，基坑降水施工前可进行现场降水试验，确定有效可行的降水施工方案及参数，制定对周边环境的监测措施，以确保施工安全。（4）拟建场地地下水对混凝土具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀，对钢结构有弱腐蚀性；地基岩土体对混凝土结构具微腐蚀性，对钢结构具

14、微腐蚀性。（5）场地位于南宁市新城区中心繁华地段，基坑施工对周围环境影响较大，须做好废土清理、减少噪声及场地围护等文明施工措施。拟建基坑开挖深度大，对地基沉降和周边变形敏感，应按规范要求建立有效的监测系统，对基坑施工过程中周边建（构）筑物、基坑支护系统以及降水过程中周边建（构）筑物及地基的沉降进行变形监测，以确保建筑物及施工安全。基坑及附近地下管线（道）等埋设物较密集，未被发现的地下埋设物仍可能存在，施工时应注意保护。（6）本场地中强风化粉砂质泥岩的胀缩性等级为中等胀缩土，该岩层的地基胀缩性等级为级，应按有关规定设计与施工。（7）基坑开挖深大、施工周期较长，施工过程中必须做好基坑发生局部土体崩塌失稳、坡项位移过大、局部边坡涌水等异常情况应急措施。深基坑支护施工技术在城市化进程中空发挥着重要的作用，在这种背景的，深基坑支护的施工必须确保质量。对于建筑施工企业应加强建筑工程建设中施工技术的研发和提升，更好地保障工程整体结构的稳定性和安全性，避免安全隐患的出现。