基坑支护施工及应用实例浅析
关键词：基坑支护，施工技术
中图分类号：TU
1工程简介
该工程地面标高51.88m，基坑底面标高42.28m，基坑开挖深度9.6m，基坑长120m，宽40m，底面积4800m2,土方量4.6万m3，计划工期16天。
2工程地质与水文地质概况
工程地质情况
根据岩土工程勘察报告，底层自上而下分别为：人工填土，主要为新填的玄武质粘土化土及第四系网纹状粘土，松散一半压实状态，厚度4.0m；残积粉质粘土，棕红～棕黄色，软塑～可塑状态，顶底埋深4.0～7.2m，平均厚度3.2m；强风化玄武岩，棕红～黄褐色粘土化玄武岩，大部分风化呈粉质粘土，小部分为碎块玄武岩，可塑～坚硬状态，此层裂隙发育，裂隙面见油脂光泽，遇水易膨胀，发生位移。顶底埋深7.2～12.6m,平均厚度5.4m；中等风化玄武岩，浅黄色～黄褐色，大部分保留原岩成分，结构构造，少部分呈粘土状，失去原岩成分和结构构造，裂隙发育，但岩体稳定性较好，难以发生位移，顶底埋深12.6m～25.8m，平均厚度13.2m.
为了保证基坑的稳定性，在开挖基坑时，首先应考虑基坑的支护，根据拟建场地工程地质和水文地质条件的复杂性，对比多种支护措施分析后，确定采用锚喷支护技术。基坑则采用台阶环形开挖的方法，既边开挖边支护，台阶环形开挖法就是靠近基坑边坡壁的范围内采用环形开挖，然后进行锚喷支护，同时将中间核心土体取走，待支护完成并达到设计要求后再进行下一循环的施工。环形开挖规格是宽度10m，深度为2m。
水文地质情况
地下水主要有第四系粘土饱和水及基岩裂隙水组成。第四系粘土饱和水主要来源于残积坡积层及人工填土内的水，虽然含水部是十分丰富，但起到加重土体重量的作用，当开挖基坑时，基坑处于陡坡状态，在震动和雨水诱发因子的作用下，易崩塌，造成施工困难。基岩裂隙水，在城区范围上层裂隙水比较丰富，对基坑边坡的稳定性具有一定的破坏作用。
综上所述，拟建场地周边环境、工程地质条件及水文地质条件都比较复杂，对基坑的开挖和支护工作带来不便，因此为了保证基坑边坡稳定，不给周边道路和建筑物等造成影响和破坏，应采取正确的开挖方式和支护措施。
3基坑开挖施工
为了保证基坑的稳定性，在开挖基坑时，首先应考虑基坑的支护，根据拟建场地工程地质和水文地质条件的复杂性，对比多种支护措施分析后，确定采用锚喷支护技术。基坑则采用台阶环形开挖的方法，既边开挖边支护，台阶环形开挖法就是靠近基坑边坡壁的范围内采用环形开挖，然后进行锚喷支护，同时将中间核心土体取走，待支护完成并达到设计要求后再进行下一循环的施工。环形开挖规格是宽度10m，深度为2m。
基坑开挖应选用对坡面土体扰动小的挖土设备和方法，严禁超挖或造成侧壁土体松动，相邻段土方开挖高差控制在2m以内；坡面经机械开挖后要辅以人工修理，清除坡面虚土，使坡度及坡面平整度到设计要求，坡面平整度允许偏差±20mm；基坑开挖时应考虑施工作业周期和降雨、振动等环境因素对开挖面土体稳定性的影响，采取相应措施以减少边坡变形；机械进出口通道应铺设路基箱以扩散压力，或者局部注浆加固地基，减小侧压力。为保证人员安全，沿基坑周边用脚手架钢管搭设防护栏杆；基坑边界周边地面应设排水沟，避免漏水、渗水进入坑内，坡顶、坡面及坡脚应采取降排水措施；基坑施工过程中，应注意施工机械部得损伤支护结构等，基坑附近严禁超量堆载，底面超载一般控制在10kPa。基坑开挖时，应检查坡顶及坡面位移、坡顶沉降和周围环境变化，如有异常情况应立即停止挖土，查明原因并采取措施，待恢复正常后方可继续施工。合理安排施工顺序，夜间作业应有足够的照明设施，施工过程中，应注意保护定位控制桩、水准基点桩，防止因碰撞产生的位移。采用信息施工法，每一层土方开挖深度应严格按照设计工况要求执行。
4基坑支护
基坑支护方法
拟建场地基坑工程地质和水文地质条件比较复杂，采用其他支护方法不太适合，采用锚杆挂网喷混凝土法支护基坑，支护前在基坑周边相距1.0m左右的地方修建地表排水沟，用红砖砌水泥砂浆抹面，以防地表水沿基坑壁渗入，然后分层支护，基坑支护完工后，基坑内侧采用明沟加集水坑的方面进行疏干降水。
基坑支护设计
锚杆设计，锚杆孔径75mm，长600～900cm，插入锚筋Φ22mm，固结锚杆的砂浆强度等级为M10，单锚杆固结力为30KN，锚杆分布规格为250cm×150cm，采用Ⅱ级钢筋；挂网设计，钢筋网受力筋为Φ12@200，构造筋Φ10@200，钢筋网保护层为50mm，采用Ⅱ级钢筋；排水设计，坡面按照2.0×3.0mm的网度设置泄水孔，材料为Φ80mm的PVC管，内侧采用土工包扎反虑，基坑周边按30×30cm的规格修建地表排水沟；注浆设计，采用425R普通硅酸盐水泥，水灰比0.5。喷射砼设计，喷射砼强度等级C20，厚度15cm，配合比为水泥∶砂浆∶砾石=1∶2∶2，水灰比0.4～0.45。
施工技术要点
上层锚杆注浆体及喷射砼面层达到设计强度的70%后，方可开挖下层土方及下层锚喷施工。基坑开挖时应考虑施工作业周期和降雨、振动等环境因素对开挖面土体稳定性的影响，以减少边坡变形。基坑内容许在距离四周边坡8～10m的基坑中部分层开挖，坑底顶留30cm土由人工清除，不得超挖，在开挖至底板设计标高之后，应及时满封闭并进行基础施工；基坑四周支护范围内应预修整，墙顶采用水泥砂浆或混凝土护面，里高外低，便于径流，远离边坡，防止地表水灌入基坑，而且紧邻护面设置排水沟，坡面按照2.0×3.0m设置泄水管，以便将喷射混凝土面层后的积水排出。坑底离开边壁0.5～1.0m设置砖砌排水沟和集水坑，并宜用砂浆抹面以防止渗漏，坑内积水应及时抽出；钻孔时要保证位置正确，防止高低参差不齐和互相交错，钻进时要比设计深度多钻进100～200mm，以防止孔深不够，锚杆采用Ⅱ级钢筋，由专人制作，接唱应采用对焊或帮条焊，且接送位置应错开布置，锚杆与水平夹角为15度。为使锚杆置于钻孔的中心，应在其上每隔1500mm处设置定位器一个，钻孔完毕后立即安插杆筋以防塌孔。
为保证锚杆筋和面层有效连接，设置加强钢筋与锚杆筋焊接连接。砼面层中设置钢筋网规格200×200mm，钢筋网片可用焊接工绑扎而成，网格允许偏差为10mm，钢筋网铺设时水平方向每边的搭接长度不小于200mm，坡面上下段搭接长度不小于300mm，钢筋保护层厚度为20mm。喷射混凝土采用掺速凝剂的C20细石砼，喷射砼内粗骨料最大粒径不超过15mm。喷射作业应分段进行，同一分段内自下而上喷射，一次喷射厚度不宜小于40mm并及时养护。为保证喷射砼厚度达到规定值，应在边壁上垂直入短钢筋作为标志，并按规定留置试块进行喷射砼强度测定。施工中应对锚杆位置、钻孔直径、深度和角度、锚杆筋插入长度、注浆配合比、压力及注浆量、喷锚墙面厚度和强度、锚杆应力等进行检查，每段之护体施工完成后应检查坡顶及坡面位移、坡顶沉降和周围环境变化，如有异常情况应采取措施，待恢复正常后方可继续施工。
填碎石并设置导水管引水出坡面。施工期间应按监测方案加强基坑监测工作。基坑各侧影响范围以外各设置不少于两个位移基准点，沿基坑边缘以外两倍开挖深度范围内的需要保护体均作为监控对象，监测内容包括：坡顶水平、垂直位移的测量，地表开裂状态的观察，附近建筑物和道路等设施的变形测量，基坑渗、漏水和基坑内外的地下水位变化
5结束语
该工程基坑采用了环形开挖与锚杆挂网喷混凝土支护基坑的技术，在工程项目竣工后，该基坑无一处崩塌现象，对工程项目的顺利建设起了重要作用。因此，基坑的开挖与支护，必须结合拟建场地的工程地质及水文地质条件，因地制宜采用支护技术与开挖相结合，保证基坑安全可靠、经济合理。实践证明，该方案在本工程的实施过程中，成功地解决了深基坑支护问题，确保了施工质量和安全，取得了良好的效果。
