关于地下室基坑支护的设计与施工分析

地下室施工中，需要开挖基坑，为保证基坑的安全性和稳定性，防止坍塌、滑移等问题的发生，需要根据基坑实际情况，做好基坑支护设计，并严格按照设计方案做好基坑支护施工。

1 工程概况

本工程场地位于佛山市顺德区龙江镇太和路北侧，总用地面积为4754.5m2。拟建建筑物为一座4~11层车间，框剪结构，采用预应力管桩基础。设有1层地下车库，占地面积为2842.4m2。

基坑支护外边线总周长约为256m。±0.00相对于绝对高程5.01m，基坑周边现地面标高约为-0.80m（相对标高，下同），地下室底板面标高为-4.00m，基坑设计深度考虑至承台底，承台厚度为1300mm，基坑底标高为-5.30m，故基坑开挖深度为4.50m；2’-2’区为电梯井开挖区域，电梯井底板面标高为-5.80m，基坑设计深度考虑至承台底，承台厚度为1300mm，基坑底标高为-7.10m，故基坑开挖深度为5.80m。

本工程计划先于现地面进行桩基础施工，后进行基坑支护结构及土方开挖施工。

2  基坑支护设计

1）本工程基坑1、2与2’区的侧壁，其安全等级均确定为一级，侧壁的重要性系数取1.10；其它位置侧壁的安全等级为二级，重要性系数取1.00。

2）基坑顶部与出土口超载分别取20kPa和40kPa。现场塔吊基础的水平力确定为15kN/m，对于采用砖混结构的房屋，其每层取15kPa。

3）基坑中水位为坑底下部0.5m，基坑顶部水位为地表下部1.0m。

4）结合地勘报告与相关技术规范，并参考该地区现有相关经验，对于不同类型的岩土层，其基坑支护的设计参数确定如表1所示。

表1  不同类型岩土层基坑设计参数

岩土层编号及名称 天然重度（kN/m3 ） 凝聚力（kPa ） 内摩擦角（度） 岩土体与锚固体

极限摩阻力标准值（kPa）

1 砂性素填土 18.9 2.0 19.0 20

2-1 淤泥质土 16.0 4.2 3.4 16

2-2 粉  砂 18.5 2.0 24.0 25

2-3 淤  泥 16.0 3.9 3.1 16

2-4 中  砂 19.1 0 30.0 60

4-1 强风化岩 20.5 40.0 26.0 120

3  基坑支护施工

3.1  施工顺序

基坑支护施工的工序相对较多，且工艺复杂，在施工过程中不仅要对各道工序进行理顺，而且还要明确基坑与主体结构间的施工顺序。施工中，为保证基坑支护质量，需要严格遵循以下顺序进行分段施工：

施工测放→基础与支护管桩和立柱施工→搅拌桩施工→基坑开挖到冠梁底部，对冠梁与支撑梁进行施工→分层、分段开挖→底板与换撑板施工→钢管与混凝土支撑拆除。

3.2  止水搅拌桩施工

1）止水搅拌桩的桩径为600mm，两个相邻的止水搅拌桩，其中心之间的距离为400mm，搭接宽度为200mm。

2）施工方法为切割搭接法，前桩水泥土完全固化前对后序桩进行搭接；首位搭接处应予以加强，避免产生搭接沟缝。

3）四喷四搅，将水灰比控制在0.60-0.80范围内，水泥剂量应达到65kg/m以上，为32.5R复合硅酸盐水泥。

4）桩体垂直度偏差不能超过±1.0%，所在位置的偏差不能超过±20mm，成桩后，桩径与桩长都应满足设计要求，或比设计值略大。

5）桩之间的搭接时间间隔应控制在24h以内，当超过24h时，需要进行补桩。

6）当桩的水泥土实际强度为0.3MPa时，开始基坑开挖施工。

7）止水搅拌桩不仅要满足每个剖面上的桩长要求，而且还应从淤泥质土层中穿过，并进入其它软弱透水层至少1m。

8）将桩施工好后，在土方开挖之前做好降水试验，保证止水效果。

3.3  预应力管桩施工

1）预应力管桩的管径为500mm，壁厚为100mm，采用C80混凝土。

2）施工所用管桩的质量必须有所保证，有球按的合格证明。完成对管桩的施工以后，其位置偏差应控制在5cm以内，垂直度偏差应控制在0.5%以内。在施工中应使用水准仪对桩顶标高进行测定，要求偏差在5cm以内。

3）采用单节管桩，如果单节管桩的长度无法达到设计要求，在连接的过程中应按照端板相对的原则进行连接。

3.4  土方开挖施工

1）冠梁和支撑梁的实际强度不小于设计强度80%时，开始基坑开挖施工。

2）在土方开挖时，应安排专人在现场指挥。开挖必须按照从上到下的顺序进行，并遵循平面分段、竖面分层、对称均衡与适时等基本原则，一般每段开挖10-15m长，而每层的挖深应控制在1.5m以内。

3）桩间虚土必须全部挖除，同时处理至平整状态，当发现渗漏时，应立即采用导流法来封堵。

4）开挖产生的土方必须及时运走，不可在基坑底部周围长时间堆放。

5）将基坑开挖到底层标高后开始底板垫层的施工，若短时间内无法进行，应预留一定厚度的土层，最后由人工对坡面进行修整即可。

6）开挖承台的过程中，也应进行分区，先对中间部分的承台进行开挖，然后在砖模砌筑好以后，对周边承台进行开挖。开挖周边的承台时，应使用跳挖的方法，相邻几个承台之间不可挖通。

7）用于土方运输的设备，不可在桩或梁上反复行驶，以免压坏。车辆出入的临时道路上应铺设一层缓冲层。

8）当采用机械设备对基坑进行开挖时，应防止对支护结构和完成施工的桩体造成破坏；在边坡处预留一定厚度的土层，将其作为保护层，最后利用人工进行坡面修整即可。

3.5  基础桩保护

1）在基坑支护过程中，应充分掌握基础桩实际分布情况和桩顶的实际标高，在开工前确定所有桩位，并采用标志标出，以便在开挖中躲避桩位。

2）道路设置时，应躲避桩位较为密集的部位，当条件允许时，可不从桩位上通过。

3）桩机行走和挖土过程中，应防止与桩身发生碰撞，土方开挖时，应适当减慢速度，在桩承台分布较为密集的部位，应使用小型挖机进行开挖；对于桩体周围的土方，由人工进行清理，再用挖机及时运走土方。

4）将土方开挖到承台附近后，应安排专人对勾机的现场作业进行指挥，以保证开挖施工的协调性。

5）当条件允许时，桩施工中应适当对地面位置进行降低，尽量多送桩，以此减少开挖时工程桩外露。

6）针对外露的桩，需在开挖的同时锯除，防止土方开挖过程中与桩发生碰撞使其倾斜。

3.6  冠梁施工

1）冠梁所用钢筋的规格尺寸与形状都应满足相关技术规范提出的要求；不同部位上钢筋的安装与绑扎都应符合设计要求；通过现浇而成的冠梁，其拐角处设置的钢筋，必须有满足要求的锚固长度。

2）冠梁施工应使用商品混凝土，强度等级达到C30以上，保护层的厚度按25mm严格控制。在冠梁施工过程中，应对管桩的顶部进行修凿，到设计标高为止，设置在桩头处的锚固筋，需要满足相关设计要求。

3）冠梁上的纵向钢筋应以单面焊接为主，辅以必要的机械连接，连接接头处的错开必须满足规范要求，加强筋、纵筋和钢筋都应严格按照图纸进行摆放。

4）标高、水平轴线偏差支撑与立柱轴线偏差、支撑，两端高差均不大于30mm。支撑弯曲度L/1000。

3.7  支撑系统施工

1）支撑系统的施工和拆除顺序都应和设计工况完全一致，严格遵循先支撑再开挖这项基本原则。其中，施工顺序为：先立柱后支撑，最后对连系梁进行施工；拆除顺序为：先连系梁，再拆除支撑，最后拆除立柱。

2）支撑的定位应准确，且平直度满足设计要求，只有这样才能使支撑满足轴心受压要求。

3）支撑施工过程中，可在基坑的外部按照设计长度通过拼接形成一个整体，利用吊车把钢管吊装到设计要求的位置。如果支撑的长度不足，则应制作一个连接管，注意不可在活动端设置过多垫块。

4）在钢管支撑施工过程中，应做好以下质量控制工作：首先，刚支撑之间的连接优先考虑螺栓连接的方法，所用螺栓的强度应较高；如果平面外有弯曲，应通过焊接予以加强；其次，连接法兰盘之前应进行整形处理，变形的法兰盘禁止使用；最后，钢管支撑处标高偏差不能超过30mm，而平面位置的偏差不能超过50mm。

5）待底板与换撑板均施工完全，且强度达到设计要求后，对钢管支撑进行拆除。

4  结语

目前本工程地下室基坑支护施工已顺利完成，经检查，基坑支护设计与施工质量均能满足设计和规范要求，起到了在基坑开挖中保证安全稳定，防止坍塌、滑移等现象产生的作用，本工程所用基坑支护设计与施工方法可为类似工程项目提供参考借鉴，实现预期的基坑支护目标。

本文来源：《城市住宅》：https://www.zzqklm.com/w/kj/12544.html