高层建筑基坑工程技术探讨

李凯

汕头市达濠建筑总公司广东.汕头515041

【摘要】本文结合笔者多年的建筑施工经验，对建筑工程基坑施工中的基坑支护位移变形情况及基坑支护位移变形中各种危险源的应急方案展开了探讨，希望在实践工作中可为相关问题提供参考及交流。

【关键词】基坑；支护；位移；措施

1.概况

项目位于道路交叉路口北东侧，为城市市内的商业黄金地段，交通极为便利。

该项目占地面积152.6×110.1㎡，其中办公楼位于场地北面，占地面积110.1×85㎡，主楼单位面积累计荷重约为1060kN/㎡；南面地面为广场，地下为两层车库，埋深12m，占地面积110.1×65㎡，通过沉降缝与主楼地下室完全脱开。建筑物安全等级一级。

本工程采用钻孔桩加预应力锚索并结合内撑的联合支护型式，部分地段桩顶上自然放坡（喷射混凝土护坡）或者竖向钢管﹢土钉支护。

本工程采用截水方案，在稳定基坑外的地下水位的同时还能保证基坑土方的顺利开挖。

截水采用双排搅拌桩截水帷幕方案﹢旋（摆）喷桩。搅拌桩桩径?600（?550），桩距400。截水帷幕防止地下水渗入基坑内，稳定基坑外的地下水位。

考虑到相邻建筑物的重要性，为确保建筑物的安全，在基坑东、西侧距离建筑物较近的地段每隔24m设置一口回灌井（共15口）。汝建筑物沉降达到预警值，立即对已有的天然地基建筑物采用回灌保护措施，并立即注水回灌，以确保地下水位的稳定。

合同工期共180天（自主楼工程桩开工起算）；质量目标：一次验收合格并达到省优标准；合同造价：2750万元：安全文明施工目标：达到城市建筑工程安全文明工地标准。

本工程施工周期处于雨季，给土方开挖及大型机械设备施工带来非常大的影响，确保雨季施工情况下工程安全及人身、设备安全是本工程实施的重点及难点。另外，本工程施工场地位于昆明市二环以内，大型车辆及材料进出都收到很大制约，特别是土方开外外运受到严重影响。

2.工程实例与风险分析

由于基坑工程的复杂性，勘察、设计、施工、监测、管理各个环节只要一个环节上出现失误就有可能导致基坑事故，因此针对基坑事故产生的主要原因，要切实做好预防工作。

2.1桩顶位移超警截值

立即停止土工开挖，原因，发生此情况存在二个方面的原因：一是设计土层抗剪强度取值过大，须重新验算后进行加固补强；二是锚索蠕变严重，须对已施工的锚索进行补张拉。处理完成后再进行下层土方开挖。

2.2地面或建构筑物沉降超警截值

查清存在的原因，发生的情况存在三个方面的原因。一是地下水位下降过大，须增设回灌并加大回灌水量，尽快封堵锚索孔减少锚索孔出水量；二是支护桩变形较大，尤其基底以下支护桩变形过大，表明桩嵌固深度不足，须采用基底以上增设锚索及基底加固等方法限制桩身变形；三是基层渗流水量过大，须采用加深截水帷幕限制涌水量。处理完成后再进行下层土方开挖。

2.3锚索拉力超过设计承载力

出现此情况表明设计土层抗剪强度取值过大或预应力锁定荷载过大。如支护结构变形许可，可减少锁定荷载；如变形不允许，须增加预应力锚索数量或加长锚索，增大锚索设计承载力，同事提高钢绞线束数等方法，对锚索进行调整。

2.4锚索成孔注浆时孔口流土严重

发生此情况严重时会造成地面下陷，危及相邻建筑物安全。发生的条件主要是承压水作用的粉土粉砂层。处理方法一是调整锚索成孔角度以减少流土量；二是采用大动力锚索钻机减少锚索成孔、注浆时间。如以上方法仍不能解决问题，可采用取消锚索，每根锚索用6～8个根长12m～15m钢花管锚杆替换等方法。

2.5帷幕缺陷造成桩间漏水、漏砂

在基坑开挖过程中，一旦发生此情况须立即进行土方反压回填，保证漏水不流土，随即在漏水量较大，水压较高，可采用双液压密注浆工艺，3～5天后随着土方的开挖，立即喷射桩间砼，同时在桩间埋入泄水管引流，待砼养护5天后封堵泄水管。

2.6基底出现流土、管涌现象

次现象表明基底减压井数量不够，抗渗流安全稳定性不足，须立即增设基底减压井，加大减压流量，以消除流土、管涌现象的发生。

2.7锚索承载力验收不合格

查明原因，主要集中在土层变化、注浆量、注浆压力、成孔质量几个方面，找到原因后及时整改。

2.8基坑失稳应急预案

基坑失稳紧急处理预案是针对基坑在局部地段可能产生失稳及其他异常的情况下才予以实施的。

实施紧急预案要有必要的设备、人员计划，施工抢险关键在于及时，因此，充足的设备、人员准备是紧急预案的前提条件。为此地基施工公司将在险情出现的时候组织精干的抢险队，在最快的时间内完成抢险工作，力求在基坑失稳前将危险地段予以加固，使损失控制在最小范围。抢险用设备物资应储备专用，不得挪作他用。

为此，地基施工公司对可能产生基坑失稳的地段提出以下处理方案：

首先采用钢管桩根据现场监测数据做出初步紧急处理即先在基坑失稳的部位间距2.5米打入钢管桩。其次，在可能产生基坑失稳的地段回填平衡土或垒砂袋反压以争取处理时间。

对可能产生滑塌的基坑坡段，可在坡项外侧3米外进行挖土作业，以减轻坡顶土荷载，降低主动土压力，改变土体内受力结构，阻碍滑裂面的形成。若该项措施在实施时受场地限制而不能执行，则可以采取在滑移地段桩侧施工预应力锚索，通过锚索结构对位移较大的桩体施加足够的预应力，以防止基坑的滑塌。

如基坑有发生深层滑移的迹象，采用深层搅拌桩进行坑内加固。

3.基坑顶水平位移及坡顶地面沉降观测

为了保证基坑施工过程中的安全，做到信息化施工，施工过程中一定要做好位移及沉降监测工作。通过监测桩顶位移及坡顶沉降值、速率及地表变形情况，判断基坑安全度，必要时采取措施加以控制，保证基坑和周围地层稳定安全。按设计图表明的监测点详细位置布设监测点，监测点采用冲击钻打孔，膨胀螺丝塞入固定的办法。坡顶水平位移监测点沿基坑坡顶边线设置，间距约20m。坡顶沉降监测点沿基坑坡顶设置，间距约20m。用全站仪观测标点的位移，观测采用极坐标法或小角法进行。开挖前测量点相对于周边永久控制点的差值。开挖过程定期监测，取得数据加以分析，得出位移及沉降数据。

成孔施工过程中每三天测量一次；基坑开挖过程中，当开挖深度≤5m时2天一次，开挖深度5～10m时一天一次，开挖深度为大于10m则一天两次。基坑开挖到基底后底板浇注≤7天一天两次，底板浇注7～14天一天一次，底板浇注后14～28天两天监测一次，当底板浇注28天后三天一次。内支撑从内支撑开始拆除完成后3d内检测频率为每天一次。未出现异常以后每周监测一次；整个施工过程中如出现异常情况每天监测一至二次，直到情况稳定。

水平位移观测绝对值的控制标准桩顶位移警戒值为25mm，地面沉降警戒值为25mm，建（构）筑物及市政道路沉降警戒值为20mm。同时应满足相应监测对差异变形的控制要求。

4.结语

总之，基坑水平位移、沉降监测直接关系到基坑开挖和使用的安全，而基坑监测实施方案和实施流程的正确与否直接关系到基坑监测数据的可靠性，根据具体的施工特点编制合理的施工实施方案是基坑监测成功的关键。同时，针对基坑工程事故产生的主要原因，要切实做好预防工作。

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