基坑支護(hù)加固施工

一、基本概念

　　基坑支護(hù)，是為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。

二、工程特點(diǎn)

       1、基坑支護(hù)工程是個(gè)臨時(shí)工程，設(shè)計(jì)的安全儲(chǔ)備相對(duì)可以小些，但又與地區(qū)性有關(guān)。不同區(qū)域地質(zhì)條件其特點(diǎn)也不相同?；又ёo(hù)工程又是巖土工程、結(jié)構(gòu)工程以及施工技術(shù)互相交叉的學(xué)科，是多種復(fù)雜因素交互影響的系統(tǒng)工程，是理論上尚待發(fā)展的綜合技術(shù)學(xué)科。

       2、由于基坑支護(hù)工程造價(jià)高，開(kāi)工數(shù)量多，是各施工單位爭(zhēng)奪的重點(diǎn)，又由于技術(shù)復(fù)雜，涉及范圍廣，變化因素多，事故頻繁，是建筑工程中最具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)上的難點(diǎn)，同時(shí)也是降低工程造價(jià)，確保工程質(zhì)量的重點(diǎn)。

       3、基坑支護(hù)工程正向大深度、大面積方向發(fā)展，有的長(zhǎng)度和寬度均超過(guò)百余米，深度超過(guò)20余米。工程規(guī)模日益增大。

       4、巖土性質(zhì)千變?nèi)f化，地質(zhì)埋藏條件和水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性、不均勻性，往往造成勘察所得的數(shù)據(jù)離散性很大，難以代表土層的總體情況，并且精確度較低，給基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)和施工增加了難度。

       5、在軟土、高地下水位及其他復(fù)雜場(chǎng)地條件下開(kāi)挖基坑，很容易產(chǎn)生土體滑移、基坑失穩(wěn)、樁體變位、坑底隆起、支擋結(jié)構(gòu)嚴(yán)重漏水、流土以致破損等病害，對(duì)周邊建筑物、地下構(gòu)筑物及管線的安全造成很大威脅。

       6、工程實(shí)踐證明，要做好基坑支護(hù)工程，必須包括整個(gè)開(kāi)挖支護(hù)的全過(guò)程，它包括勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)工作等整個(gè)系列，因而強(qiáng)調(diào)要精心做好每個(gè)環(huán)節(jié)的工作。

       7、隨著舊城改造的推進(jìn)，各城市的主要高層、超高層建筑大都集中在建筑密度大、人口密集、交通擁擠的狹小場(chǎng)地中，基坑支護(hù)工程施工的條件均很差。鄰近常有必須保護(hù)的永久性建筑和市政公用設(shè)施，不能放坡開(kāi)挖，對(duì)基坑穩(wěn)定和位移控制的要求很?chē)?yán)。

       8、基坑支護(hù)工程包含擋土、支護(hù)、防水、降水、挖土等許多緊密聯(lián)系的環(huán)節(jié)，其中的某一環(huán)節(jié)失效將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工程的失敗。

       9、相鄰場(chǎng)地的基坑施工，如打樁、降水、挖土等各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生相互影響與制約，增加事故誘發(fā)因素。

      10、在支護(hù)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)包括支護(hù)體系選型、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載力、變形計(jì)算、場(chǎng)地內(nèi)外土體穩(wěn)定性、降水要求、挖土要求、監(jiān)測(cè)內(nèi)容等，應(yīng)注意避免"工況"和計(jì)算內(nèi)容之間可能出現(xiàn)的"漏項(xiàng)"，從而導(dǎo)致基坑失誤。在施工過(guò)程中，尤其在軟土地區(qū)中施工時(shí)，應(yīng)該認(rèn)真研究合理安排好挖土的方法，以及支撐與挖土的配合，將會(huì)顯著地減少基坑變形和基坑支護(hù)事故的發(fā)生。

      11、基坑支護(hù)工程造價(jià)較高，但又是臨時(shí)性工程，一般不愿投入較多資金?？墒?，一旦出現(xiàn)事故，處理十分困難，造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響往往十分嚴(yán)重。

      12、基坑支護(hù)工程施工周期長(zhǎng)，從開(kāi)挖到完成地面以下的全部隱蔽工程，常需經(jīng)歷多次降雨、周邊堆載、振動(dòng)、施工不當(dāng)?shù)仍S多不利條件，其安全度的隨機(jī)性較大，事故的發(fā)生往往具有突發(fā)性。

三、支護(hù)形式

　　常見(jiàn)的基坑支護(hù)形式主要有:

       1、排樁支護(hù)，樁撐、樁錨、排樁懸臂；

       2、地下連續(xù)墻支護(hù)，地連墻+支撐；

       3、水泥擋土墻；

       4、土釘墻(噴錨支護(hù))；

       5、逆作拱墻；

       6、原狀土放坡；

       7、樁、墻加支撐系統(tǒng)；

       8、簡(jiǎn)單水平支撐；

       9、鋼筋混凝土排樁；

      10、上述兩種或者兩種以上方式的合理組合等。

四、適用范圍

       1、放坡開(kāi)挖

　　適用于周?chē)鷪?chǎng)地開(kāi)闊，周?chē)鸁o(wú)重要建筑物，只要求穩(wěn)定，位移控制無(wú)嚴(yán)格要求，價(jià)錢(qián)最便宜，回填土方較大。

       2、深層攪拌水泥土圍護(hù)墻

　　深層攪拌水泥土圍護(hù)墻是采用深層攪拌機(jī)就地將土和輸入的水泥漿強(qiáng)行攪拌,形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。水泥土圍護(hù)墻優(yōu)點(diǎn):由于一般坑內(nèi)無(wú)支撐,便于機(jī)械化快速挖土；具有擋土、止水的雙重功能;一般情況下較經(jīng)濟(jì)；施工中無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、污染少、擠土輕微,因此在鬧市區(qū)內(nèi)施工更顯出優(yōu)越性。水泥土圍護(hù)墻的缺點(diǎn)；首先是位移相對(duì)較大,尤其在基坑長(zhǎng)度大時(shí),為此可采取中間加墩、起拱等措施以限制過(guò)大的位移;其次是厚度較大,只有在紅線位置和周?chē)h(huán)境允許時(shí)才能采用,而且在水泥土攪拌樁施工時(shí)要注意防止影響周?chē)h(huán)境。

       3、高壓旋噴樁

　　高壓旋噴樁所用的材料亦為水泥漿,它是利用高壓經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥土加固體,相互搭接形成排樁,用來(lái)?yè)跬梁椭顾?。高壓旋噴樁的施工費(fèi)用要高于深層攪拌水泥土樁,但其施工設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、占地少,并且施工機(jī)具的振動(dòng)很小,噪音也較低,不會(huì)對(duì)周?chē)ㄖ飵?lái)振動(dòng)的影響和產(chǎn)生噪音等公害,它可用于空間較小處,但施工中有大量泥漿排出,容易引起污染。對(duì)于地下水流速過(guò)大的地層,無(wú)填充物的巖溶地段永凍土和對(duì)水泥有嚴(yán)重腐蝕的土質(zhì),由于噴射的漿液無(wú)法在注漿管周?chē)?均不宜采用該法。

       4、槽鋼鋼板樁

　　這是一種簡(jiǎn)易的鋼板樁圍護(hù)墻,由槽鋼正反扣搭接或并排組成。槽鋼長(zhǎng)6～8m ,型號(hào)由計(jì)算確定。其特點(diǎn)為:槽鋼具有良好的耐久性,基坑施工完畢回填土后可將槽鋼拔出回收再次使用；施工方便,工期短；不能擋水和土中的細(xì)小顆粒,在地下水位高的地區(qū)需采取隔水或降水措施；抗彎能力較弱,多用于深度≤4m的較淺基坑或溝槽,頂部宜設(shè)置一道支撐或拉錨；支護(hù)剛度小,開(kāi)挖后變形較大。

       5、鋼筋混凝土板樁

　　鋼筋混凝土板樁具有施工簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)周期短等特點(diǎn),曾在基坑中廣泛應(yīng)用,但由于鋼筋混凝土板樁的施打一般采用錘擊方法,振動(dòng)與噪音大,同時(shí)沉樁過(guò)程中擠土也較為嚴(yán)重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工廠預(yù)制,再運(yùn)至工地,成本較灌注樁等略高。但由于其截面形狀及配筋對(duì)板樁受力較為合理并且可根據(jù)需要設(shè)計(jì),可制作厚度較大(如厚度達(dá)500mm 以上) 的板樁,并有液壓靜力沉樁設(shè)備,故在基坑工程中仍是支護(hù)板墻的一種使用形式。

       6、鉆孔灌注樁

　　鉆孔灌注樁圍護(hù)墻是排樁式中應(yīng)用最多的一種,在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。其多用于坑深7~15m 的基坑工程,在我國(guó)北方土質(zhì)較好地區(qū)已有8~9m 的臂樁圍護(hù)墻。鉆孔灌注樁支護(hù)墻體的特點(diǎn)有:施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音等環(huán)境公害,無(wú)擠土現(xiàn)象,對(duì)周?chē)h(huán)境影響小；墻身強(qiáng)度高,剛度大,支護(hù)穩(wěn)定性好,變形小。

　　工程樁也為灌注樁時(shí),可以同步施工,從而施工有利于組織、方便、工期短；樁間縫隙易造成水土流失,特別時(shí)在高水位軟粘土質(zhì)地區(qū),需根據(jù)工程條件采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問(wèn)題；適用于軟粘土質(zhì)和砂土地區(qū),但是在砂礫層和卵石中施工困難應(yīng)該慎用；樁與樁之間主要通過(guò)樁頂冠梁和圍檁連成整體,因而相對(duì)整體性較差,當(dāng)在重要地區(qū),特殊工程及開(kāi)挖深度很大的基坑中應(yīng)用時(shí)需要特別慎重。

五、施工工藝

       1、地下水控制

　　基坑開(kāi)挖期間，地下水控制也屬于基坑支護(hù)的一部分，地下水控制方法可分為集水明排、降水、截水和回灌等型式單獨(dú)或組合使用。

       2、臨邊防護(hù)

    （1）基坑施工必須進(jìn)行臨邊防護(hù)。深度不超過(guò)2M的臨邊可采用1.2M高欄桿式防護(hù)，深度超過(guò)2M的基坑施工還必須采用密目式安全網(wǎng)做封閉式防護(hù)。

    （2）臨邊防護(hù)欄桿離基坑邊口的距離不得小于50cm。

       3、坑壁支護(hù)

    （1）坑槽開(kāi)挖時(shí)設(shè)置的邊坡符合安全要求?？颖谥ёo(hù)的做法以及對(duì)重要地下管線的加固措施必須符合專項(xiàng)施工方案和基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的要求。

    （2）支護(hù)設(shè)施產(chǎn)生局部變形，應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)人員提出方案并及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整加固。

       4、排水措施

    （1）基坑施工應(yīng)根據(jù)施工方案設(shè)置有效的排水、降水措施。

    （2）深基坑施工采用坑外降水的，必須有防止臨近建筑物危險(xiǎn)沉降的措施。

       5、坑邊荷載

    （1）基坑邊堆土、料具堆放的數(shù)量和距基坑邊距離等應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定和施工方案的要求。

    （2）機(jī)械設(shè)備施工與基坑(槽)邊距離不符合有關(guān)要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工方案對(duì)機(jī)械施工作業(yè)范圍內(nèi)的基坑壁支護(hù)、地面等采取有效措施。

       6、上下通道

    （1）基坑施工必須有專用通道供作業(yè)人員上下。

    （2）設(shè)置的通道，在結(jié)構(gòu)上必須牢固可靠，數(shù)量、位置滿足施工要求并符合有關(guān)安全防護(hù)規(guī)定。

       7、土方開(kāi)挖

    （1）施工機(jī)械應(yīng)由企業(yè)安全管理部門(mén)檢查驗(yàn)收后進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，并有驗(yàn)收記錄。

    （2）施工機(jī)械操作人員應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行培訓(xùn)考核，持證上崗，熟悉本工種安全技術(shù)操作規(guī)程。

    （3）施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)按施工方案和規(guī)程挖土，不得超挖、破壞基底土層的結(jié)構(gòu)。

       8、監(jiān)測(cè)

　　基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)按照方案進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，并有監(jiān)測(cè)記錄。對(duì)毗鄰建筑物和重要管線、道路應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)，并有觀測(cè)記錄。

基坑工程監(jiān)測(cè)包括: 基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和周?chē)h(huán)境監(jiān)測(cè)。

　　六、設(shè)計(jì)要求

　　基坑支護(hù)作為一個(gè)結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)要滿足穩(wěn)定和變形的要求，即通常規(guī)范所說(shuō)的兩種極限狀態(tài)的要求，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所謂承載能力極限狀態(tài)，對(duì)基坑支護(hù)來(lái)說(shuō)就是支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動(dòng)或周邊環(huán)境的破壞，出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。一般的設(shè)計(jì)要求是不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形或是由于開(kāi)挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過(guò)大，影響正常使用，但未造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。

　　因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)相對(duì)于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù)，不致使支護(hù)產(chǎn)生失穩(wěn)，而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建筑物的安全使用。因而，作為設(shè)計(jì)的計(jì)算理論，不但要能計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題，還應(yīng)計(jì)算其變形，并根據(jù)周邊環(huán)境條件，控制變形在一定的范圍內(nèi)。

　　一般的支護(hù)結(jié)構(gòu)位移控制以水平位移為主，主要是水平位移較直觀，易于監(jiān)測(cè)。水平位移控制與周邊環(huán)境的要求有關(guān)，這就是通常規(guī)范中所謂的基坑安全等級(jí)的劃分，對(duì)于基坑周邊有較重要的構(gòu)筑物需要保護(hù)的，則應(yīng)控制小變形，此即為通常的一級(jí)基坑的位移要求;對(duì)于周邊空曠，無(wú)構(gòu)筑物需保護(hù)的，則位移量可大一些，理論上只要保證穩(wěn)定即可，此即為通常所說(shuō)的三級(jí)基坑的位移要求;介于一級(jí)和三級(jí)之間的，則為二級(jí)基坑的位移要求。

　　對(duì)于一級(jí)基坑的最大水平位移，一般宜不大于30mm，對(duì)于較深的基坑，應(yīng)小于0.3%H,H為基坑開(kāi)挖深度。對(duì)于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm內(nèi)地面不致有明顯的裂縫，當(dāng)最大水平位移在40-50mm內(nèi)會(huì)有可見(jiàn)的地面裂縫，因此，一般的基坑最大水平位移應(yīng)控制不大于50mm為宜，否則會(huì)產(chǎn)生較明顯的地面裂縫和沉降，感觀上會(huì)產(chǎn)生不安全的感覺(jué)。

　　一般較剛性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，如擋土樁、連續(xù)墻加內(nèi)支撐體系，其位移較小，可控制在30mm之內(nèi)，對(duì)于土釘支護(hù)，地質(zhì)條件較好，且采用超前支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨桿等加強(qiáng)措施后可控制較小位移外，一般會(huì)大于30mm。

　　基坑支護(hù)是一種特殊的結(jié)構(gòu)方式，具有很多的功能。不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)適應(yīng)于不同的水文地質(zhì)條件，因此，要根據(jù)具體問(wèn)題，具體分析，從而選擇經(jīng)濟(jì)適用的支護(hù)結(jié)構(gòu)

　　七、破壞形式

       1、由支護(hù)強(qiáng)度,剛度和穩(wěn)定性不足引起的破壞；

       2、由支護(hù)深度不足,導(dǎo)致基坑隆起引起的破壞；

       3、由水平帷幕處理不好，導(dǎo)致管涌等引起的破壞；

       4、由人工降水處理不好引起的破壞。