深基坑开挖及支护的施工方法要点
摘要：近年来随着城市建设的快速发展，深基坑工程数量急剧增加，其开挖和支护的技术水平直接关系到建筑物的质量安全，因此对深基坑开挖和支护的施工方法进行探讨具有重大的现实意义。本文首先明确了深基坑的定义，然后从开挖前的准备、施工方法的选择、设计坑支护类型、地下水处理及开挖变形控制几方面详细阐述了深基坑开挖及支护的施工方法要点，希望为同行业工作者提供借鉴。
关键词：深基坑,开挖,支护,方法,地下水
一、深基坑的定义
基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工、基坑土方开挖，是一项综合性很强的系统工程。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑支护体系是临时结构，通常在地下工程施工完成以后就不再需要。建设部有明文规定：一般深基坑是指开挖深度超过5m(含5m)或地下室3层以上(含3层)，或者深度虽未超过5m，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。
二、开挖前做好分析与准备
(一)了解深基坑开挖的设计方案
深基坑开挖的重要依据就是设计方案。可以说设计方案是施工安全的重要技术保证。设计方案是深基坑技术专家根据实现情况而制定的，有很高的技术含量。不论是从强度控制设计到变形控制设计，还是从基坑围护结构设计，其目的：一是保证基坑稳定，二是减少对周围环境的影响，三是确保施工安全可靠。要实现这些目的就要吃透设计方案，做到心中有数。分析出设计方案的重点和难点，把握在施工中的关键部位和环节。
(二)要了解深基坑的水文地质特性
对深基坑水文地质的了解和掌握，不单是设计人员的事，作为施工单位的领导和员工都应掌握。因为水文影响施工的质量和效率，影响施工组织和管理，影响施工技术的运用和事故预防。如：有的地层上部以粘性土为主，下部以砂、砾石层为主，自上而下可划分为杂填土、可塑状粘土、淤泥质粉质粘土、可塑一硬塑状粘土、软塑状粉质粘土、粉砂或粉土夹软塑状粉质粘土、粉细砂、细砂、中粗砂、砾砂、碎石土等。有的地区深基坑开挖的地质容易出现基坑边坡滑移、基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷、基坑井点降水引起的地面沉降、道路开裂、房屋开裂等。只有对深基坑的水文地质掌握了，才能在具体施工中做到临危不惧，举措得当。
(三)要了解深基坑的环境状况
深基坑开挖的事故中，除了施工单位内部因组织、技术和管理不力造成的事故外，主要是深基坑开挖时对周围环境缺乏了解研究而造成的事故。深基坑在开挖过程中的位移影响会涉及到周边建筑的使用和安全。若施工单位不能足够重视，对深基坑的开挖抱着一种侥幸心理。既没有对工程水文地质进行很好化验，也没有对周边建筑引起重视，那么就会为工程埋下质量和安全隐患。
三、设计坑开挖支护施工方法的选择要合理
(一)制定施工参数
根据基坑工程设计所选定的主要施工参数，按基坑规模、几何尺寸、支撑形式、开挖深度和地基加固条件，提出详细的可操作的开挖与支撑的施工程序及施工参数。按分层、分步、对称、平衡的原则制定开挖与支撑的施工工序和施工参数。最主要的施工参数是分层开挖的层数、每层开挖深度，以及每层开挖中基坑挡墙被动区土体开挖后、挡墙未支撑前的暴露时间和暴露的宽度及高度。大面积不规则形状的高层建筑深基坑中，基坑挡墙被动区土体在基坑中间部分地层先开挖的过程中，被保留成支承挡墙的土堤，此土堤断面尺寸按其能抵住挡墙的要求而定，亦为主要设计参数。
(二)严格按选定的施工参数施工
严格按选定的施工程序和施工参数施工，就使复杂多变的施工因素变为较明确而有规律性的施工因素，其引发的时空效应也能较符合设计预期的要求。如在不规则的大型高层建筑地下室的基坑施工中，采用分层盆式开挖法，在每一层先挖中间部分并安装或浇筑此范围的支撑，而后将各根支撑两端所留支承挡墙的土提，分步、对称地挖除并即安装或浇筑其间顶住挡墙的部份支撑。每个分步的开挖和支撑施工时间，根据支撑形式等具体情况，具有明确的控制值。各种形式的基坑均优先考虑以井点降水法改善土性，减小土的流变变形。
四、常用的深基坑支护类型及适用范围
(一)挡土部分
1、深层搅拌水泥土桩
深层搅拌水泥土桩是采用深层搅拌机就地将图和输入的水泥浆强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固土挡墙。属重力式挡墙，利用其本身的重量和刚度进行挡土和防渗，截面呈格栅形，相邻桩搭连长度不小于150mm。该支护结构的特点：坑内无支撑，便于机械化快速挖土，具有挡土、止水双重功能，但位移相对较大，尤其是基坑长度大时。
2、钻孔灌注桩
钻孔灌注桩支护结构是排桩式中应用最多的一种，用钻机钻到设计深度成孔来灌注混凝土。桩与桩之间可以有净距(一般小于1m)，也可以密排(少量缝隙)，桩顶做连梁，使桩起整体作用。钻孔灌注桩支护结构的特点：刚度大、抗弯能力强、变形相对较小;施工无噪音、无振动、无挤土。土质较好的地区可以做成悬臂式基坑，基坑内不设支撑，便于施工。适用于各种粘土、砂土、软土等，多用于7～15m的基坑。
(二)支撑或拉锚部分
深度较大的基坑，为使挡土部分经济合理和受力后变形控制在一定范围内，都需沿挡土桩竖向增设支承点。如在坑内设支承成为内支撑，如在坑外设支承则成为拉锚。内支撑受力合理、安全可靠，易于控制变形，但内支撑的设置给基坑内挖土和地下结构施工带来不便，需通过换撑加以解决。用土锚挡墙，坑内施工无任何阻挡，但软土地区土锚的变形较难控制，且土锚有一定长度，在建筑物密集地区如超出红线尚需专门申请，否则是不允许的。一般情况下，在土质好的地区，应用土锚，在软土地区，用内支撑。
五、深基坑中地下水的处理
(一)地下水的处理方法
1、止水法，即通过有效手段，在基坑周围形成止水帷幕，将地下水止于基坑之外。
2、排水法，即将基坑范围内地表水与地下水排除，如明沟排水、井点降水等。
3、在抽水井和被保护建筑物之间设一排注水井，在抽水的同时通过注水井向地下注水，二者共同作用使基坑周围被保护地域实际地下水位保持不变或变化在允许的范围内。
(二)地下水处理中应注意的问题
在具体施工中，除了把握好成孔、安设井管、填充滤料、洗井、安设水泵等重要环节外，还要特别注意以下问题：基坑内井点应同时抽水，使水位差控制在要求范围内;加强水位监测，水位差过大时，应立即采取补救措施，如设置回灌井点等;防止排出的地下水回渗而流入基坑;潜水泵在运行时要注意检查电缆线是否和井壁相碰，以防磨损后水沿电缆芯渗入电动机内;位于基坑内的深井井点，由于井管较长，挖土至一定深度后，井管应于附近的支护结构支撑或立柱等连接，予以固定;当基坑底部有不透水层时，为排除上层地下水，可采用砂井配合深井降水;井管使用完毕拔出。
六、深基坑开挖施工中的变形控制
深基坑施工的风险主要与深基坑施工中的变形控制有关。变形控制已成为深基坑施工中考虑的主要因素。特别是开挖阶段变形控制应是深基坑变形控制的重点。基坑开挖是一个土体应力释放过程，此过程打破了原有地层的应力平衡体系，扰动后的土体进一步流变和固结。在开挖阶段主要加强对无支撑暴露变形和有支撑暴露变形控制。
(一)无支撑暴露变形控制
主要通过控制其施工参数，如开挖空间尺寸、开挖时间、支撑时间、支撑轴力等等。并根据设计要求和实际施工条件确定施工工艺，考虑施工机械及施工技术条件、土体加固情况等。
(二)有支撑暴露变形控制
围护结构有支撑暴露时间指维护结构在一层土体开挖、支撑完毕至下一层土体开挖之间的一段时间。其变形主要与暴露时间、开挖深度、支撑轴力及加固情况有关。围护结构变形观测主要进行：①深层土体位移监测;②角撑、对撑的水平和垂直位移以及钢筋轴力监测;③支撑立柱沉降监测。相邻环境观测主要进行：①基坑临近房屋的沉降监测;②临近地下管线沉降监测;③临近街道的水平位移监测;④地下水位监测。
结语
深基坑开挖支护工程是近二十年来随着城市高层建筑发展而发展的一门新的实践工程学，在近些年的实践中取得了可喜的发展，但其技术水平仍然有待提高，这就需要建筑工作者发扬不怕吃苦、攻坚克难、忠于实践的精神，不断提高深基坑开挖和支护的技术水平，减少深基坑事故的发展，不断将这一工程推向前进。
参考文献
[1]王成彦，孟庆森.深基坑支护施工技术的若干探讨[J].民营科技，2010.4.
[2]黎军.浅析深基坑支护的施工与设计[J].广东建材，2009.6.
[3]陈忠汉，黄书秩，程丽萍.深基坑工程(第二版)[M].北京：机械工业出版社，2003.
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