深基坑开挖围护施工与监测方案的探讨
关键词：深基坑；施工安全；方案
0前言
近年来，随着城市建筑向高空发展，高层建筑鳞次栉比，深基坑施工越来越多，周边环境越来越复杂，而深基坑施工诱发的边坡失稳坍塌事故时有发生，因此对深基坑开挖围护已引起内业人士的高度重视。本文以某16层高层建筑工程为实例，浅议一种有关深基坑施工的方法。
一、工程概况
本工程总建筑面积为17516m2（其中地下室面积为1259m2），基础为机械钻孔桩，基坑开挖深度为6.2m（电梯井处为8.2m），该工程建筑平面呈“』”型（如图1），基坑东北面边坡距新建建筑物0.7～3.0m,基坑西南面距地下喷水池7.18m,为了控制基坑边坡变形,确保开挖边坡的稳定,所以在这二个地段基坑边坡支护采用土钉墙护壁,而其余地段采用0.7～1.1系数放坡.并辅以麻砂袋等简易支护方式。
二、场地工程地质,水文地质条件分析
（一）工程地质条件
该工程在基坑开挖及支护深度范围，场地覆盖层为第四系人工填土（Q4ml）,第四系上更新统冲积层(Q3al)，自上而下地层分别为：
1、杂填土：褐黄色为主，夹紫红色，湿~很湿，结构疏散，未完成自重固结，主要由粘土夹砾石,砂,碎砖组成，底部为耕植土，厚度为3~4米，赋存上层滞水。
2、粉质粘土：褐红,褐黄红色，湿~很湿，软~硬可塑状，中等压缩性。层顶埋深4.3~4.5m，层厚1.6~2.7m。
3、粉土：浅黄色，很湿~饱和，松散。层顶埋深5.9~7.2m，层厚1.8~2.7m。
4、粉细砂：灰白色,浅黄色，饱和，松散。层顶埋深8.5~9.0m，层厚4,4~5.4m。透水性较好，为承压含水层。
（二）水文地质条件
根据有关岩土工程勘察报告资料反映，拟建场地有两层地下水：
1、上层滞水：主要赋存于杂填土（含耕植土）中，主要接受大气降水、生活污水等补给。水量受季节变化影响，雨季水量丰富，枯季水量贫乏。
2、孔隙微承压水：主要赋存于粉细砂及下部卵石、圆砾中，稳定水位埋深约3m，水量较丰富，与临近江河有较强的联系。
（三）场地排水措施
根据现场踏勘及开挖几个深孔情况反映，拟建场地上部上层滞水水量较小，不影响开挖；场地下部第四系松散层孔隙水稳定水位深约6米，与场地临江水位基本一致；在6~8米处采用护筒不需要进行专门降水处理，只采用集水坑（井）、排水沟就能解决开挖排水问题。
三、基坑围护方案
根据本工程基坑地质、水文及周边环境条件分析，考虑在开挖过程中对周边建筑物的结构安全影响，基坑东北面、东南面10~16轴、西南角边坡可采用土钉墙支护，主要目的是控制基坑边坡变形，确保开挖过程中的边坡稳定。
其它区段边坡可采用放坡，并辅以码砂袋和喷素砼护面等简易支护方式。
㈠简易支护方式
1、基坑开挖时按1：0.75~1:1系数放坡，四周留置0.5米空工作面。
2、该工程桩基已施工完，使用机械开挖时为保护好桩基，控制好开挖深度，并注意边坡稳定，在坑底以上50cm上方，底板下基础梁土方采用人工开挖修整。
3、对于位于基坑底的地下水采用在基坑四角设集水井，用潜水泵抽排。
4、基坑开挖至设计标高后，观察土层稳定后立即喷素砼护面并辅以码砂袋。
（二） 土钉墙支护方式
1、土钉墙布置
基坑开挖深度6.2米竖向布置4排土钉,土钉竖向间距1.5米、水平间距1.3米，第一排土钉设置于地面下1米，经计算第一排土钉长9米，第四排土钉长4.5米。土钉均采用Ⅱ级螺纹钢，直径Φ20mm。（详见图2）
2、基坑开挖深度8.1米竖向布置6排土钉,土钉竖向,水平间距1.3米，第一排土钉设置于地面下1米，经计算第一排至第五排土钉长9米，第六排土钉长7.5米，土钉均采用Ⅱ级螺纹钢，直径Φ20mm。土钉之间用Φ14螺纹钢连接，网片采用圆钢φ6.5@200×200。
3、土钉墙施工有关参数
（1）喷射砼：厚度：100mm
强度：C20
速凝剂掺量：5％
（2）注浆：水灰比：0.45:1
早强剂掺量:0.05％
水泥强度:＃425
注浆压力:第一次0.2~0.5Mpa,第二次1~1.2Mpa
锚杆锁定荷栽为0.7倍设计荷栽。
4．土钉墙施工工艺流程：
放线→土方分层开挖→人工修坡→成孔→土钉安装→注浆→挂网→喷砼（自上而下分层依次进行）。
（1)放线：主要是基坑开挖上顶界线施放，根据地下室平面图施放。
（2)土方开挖：自上而下分层依次每层开挖高度1.3~1.5m，并留有30~50cm厚度土层采用人工修坡，坡面平整度允许偏差20mm。
（3)成孔：通过人力使用特制的洛阳铲掏土成孔。考虑该地下室东北面与相邻建筑物较近，所以在布孔时应避开相邻建筑物基础来调整土钉位置。土钉间距不宜超过2m，但不小于1m，若大于2m，则中间增加1根土钉；若孔深达不到设计要求，则适当加密土钉。孔深允许偏差±50mm，孔径允许偏差±5mm，孔距允许偏差±100mm，成孔倾角偏差5%。
（4)注浆：注浆前应将孔内残留或松动的杂土清理干净。注浆采用6~8分镀锌管，管端伸入孔内距孔底0.25~0.50m处，孔口部位宜设置止浆塞及排汽管。注浆分两次进行，第一次为封浆，注浆压力控制在0.2~0.5Mpa；待第一次注浆浆液基本凝固后进行第二次注浆，注浆压力控制在1~1.2Mpa。
（5)挂网：在土钉安装、注浆的同时制作钢筋网片，钢筋网片采用Φ6.5圆钢，钢筋网片间距250×250mm，采用焊接连接。钢筋网片铺于坡面，且应翻至坡顶不小于0.5m。钢筋网片与坡面间预制混凝土保护块，厚度不小于40mm。钢筋网片上再设加强筋与土钉牢固相连，加强筋采用Φ14Ⅱ级螺纹钢，加强筋伸出坡顶2~3m，并在加强筋顶端打入1.5~2.0m的插筋与之相连。