紧邻既有建筑深基坑支护施工质量控制

紧邻既有建筑深基坑支护施工质量控制宋福渊（1.中国建筑股份有限公司技术中心，北京）随着城市建设的快速发展，建筑密度不断加大。很多建筑见缝插针，在既有建筑旁并且距离既有建筑很近处进行修建。同时，城市中心区由于土地稀缺，故建筑高度一般都很大；较高的地上建筑必然导致既深又大的基坑工程。为保证拟建工程的地下结构能够顺利实施和周边环境的安全，就必须保证拟建深基坑支护的安全实施，深基坑支护施工质量必须得到有效控制。鉴于紧邻既有建筑深基坑工程的周边环境及其自身特点，为保证深基坑边坡的安全，需从深基坑支护设计、深基坑周边环境、深基坑支护施工过程控制、深基坑工程施工监测等几个方面进行质量控制。1、紧邻既有建筑深基坑支护设计分析与常规建筑深基坑相比，紧邻既有建筑的深基坑支护难度则较大，支护参数也与常规设计有所不同。在深基坑支护工程施工前，专业技术人员需认真分析基坑设计理念，了解设计意图。对于此类深基坑支护型式，一般采用土钉支护、桩（墙）锚支护、桩（墙）内支撑等其中的一种支护型式或几种型式的组合。在采用锚杆支护时，锚杆角度很难采用10或15，一般都不得不采用大角度，有些工程锚杆的角度甚至超过45。大角度锚杆施工具有一定的难度，故在施工前要有所准备。2、紧邻既有建筑深基坑周边环境分析在紧邻既有建筑周边进行基坑支护施工时，由于周边环境的复杂性，必须从如下几点进行调查分析：1）既有建筑与拟建建筑基坑边坡之间的地下管线很多既有建筑周边的地下管线埋在其与拟建建筑工程之间的地下，这些管线包括雨水管道、污水管道、生活用水管道、消防用水管道、电缆线等。拟建建筑基坑的开挖，无疑在一定程度上会对这些管线有所影响，造成一定程度的变形。如果基坑边坡变形较大，超过了管线的承受能力，则管线就会被破坏。如果雨水管道、污水管道、生活用水管道、消防用水管道等遭到破坏，不仅会直接影响到既有建筑的正常使用，而且会作用于边坡后土体，边坡后水土压力增大，锚杆、土钉支护效果会骤降或失效，最终造成边坡产生较大变形，严重时会导致支护体系失效、基坑边坡倒塌。由于基坑距离既有建筑较近，基坑边坡的倒塌也危及到既有建筑的安全。鉴于如上所述，在紧邻既有建筑深基坑支护施工前，必须熟悉地下管线的种类、数量，每种管线的规格、形状、材质、接头型式、基础型式及埋置深度（管底、管顶）、抗弯抗拉性能等。只有熟悉了这些管线的基本情况后，才可根据实际情况对周边管线采取合理有效的保护措施，在基坑支护施工遇到问题时才能对其进行针对性较强的解决方案，从而避免由于管线险情问题而给基坑边坡造成重大影响。十坡九塌因为水，水是威胁基坑边坡安全的最大敌人，对于紧邻既有建筑的深基坑来说更是如此，故对于基坑周边的“水管”，施工技术和管理人员必须对其引起足够的重视。根据周边地下管线的实际情况，如有必要应编制针对性强的应急预案。2）既有建筑基坑的边坡支护型式在既有建筑旁进行基坑开挖支护施工时，需充分了解既有建筑的深基坑支护型式，内容包括：采取的支护体系，是土钉墙支护还是桩（墙）锚支护，还是组合支护型式；基坑的边坡坡度，等等。如既有建筑基坑支护采用的是土钉墙支护和锚杆支护，则拟建建筑基坑支护施工时，则必然遇到大量的土钉和锚杆，从而有可能导致拟建建筑基坑支护护坡桩或地下连续墙无法正常施工。如在基坑施工前对此情况已充分了解，则现场施工时可结合设计方案采取有针对性的施工工艺。若既有建筑基坑支护的土钉或锚杆已伸入到拟建建筑基坑中，则拟建基坑边坡支护时可对其充分利用。3）既有建筑基坑肥槽回填土情况对于既有建筑基坑肥槽中的回填土回填情况，应有所了解。若既有建筑周边地下的管线布置在了肥槽的回填土中，则应引起充分重视。相对于肥槽后的原状土来说，肥槽内的回填土质量性能一般较差，特别是周边拟建基坑开挖时，回填土收到影响较大。回填土较大的下沉，必然导致各种管线的下沉变形。当水管的变形超过其自身能力被破坏时，水则流入回填土中。若既有建筑基坑的边坡采用的是土钉墙或地下连续墙支护时，则会出现由于土钉墙和地下连续墙的隔水作用，使得水无法从拟建基坑边坡泄水孔导出，从而导致边坡后水压力激增，进而导致基坑边坡的变形甚至破坏。同时，由于肥槽回填土中的水无法及时排走，回填土下沉，作用到上部土层后导致地面或道路塌陷，剧烈的塌陷作用则可能加剧拟建基坑边坡的变形。4）基坑周边的草坪绿地若紧邻拟建建筑基坑的草坪绿地面积较大，则需引起充分的重视。市区内的草坪绿地，一般浇水较频繁。若草坪的水与回填土联系路径较短，联通后会源源不断地进入回填土中，从而造成上节所述的危害。人们对此类水源往往容易忽略，但日积月累，对基坑边坡潜在的危害则会一触即发。3、紧邻既有建筑深基坑施工过程控制在紧邻既有建筑深基坑支护施工时，主要从围护结构施工、锚杆施工、锚杆腰梁施工及张拉、泄水孔设置等几个方面进行施工质量过程控制。1）围护结构施工用于深基坑支护的围护结构，要么采用地下连续墙，要么采用护坡桩。结合实际情况，部分基坑边坡上部采用土钉支护或组合柱砖墙等支护型式。当拟建建筑基坑离既有建筑结构较近时，既有建筑基坑支护的锚杆或土钉杆体很可能伸入拟建建筑基坑内。因地连墙成槽是采用机械开挖，成槽遇到锚杆或土钉时无法进行，故很少采用地连墙作为围护结构。护坡桩施工时既可采用机械成孔，也可采用人工成孔。在进行护坡桩施工时，在上部土钉或锚杆段可采用人工成孔，而在下部可采用机械成孔。人工成孔必须无水作业，在有地下水存在时必须提前进行降水。2）大角度锚杆施工作为紧邻既有既有建筑深基坑围护结构的水平支撑，要么采用内支撑，要么采用锚杆。因内支撑施工成本高、效率低、工期长等特点，当能采用锚杆时一般就不选择内支撑。因为紧邻既有建筑，土体宽度有限，为了提高锚杆的锚固力，锚杆选择的角度一般都较大，在条件许可时都深入到了既有建筑结构底板下的位置。大角度锚杆施工时难度较大，稍有不慎，锚杆机的钻头容易掉入，成孔时需要加以注意。锚杆成孔时应避让既有建筑基坑支护的锚杆和土钉，在施工前应对其纵横向间距、杆体角度、长度等支护参数掌握。同一道锚杆的施工角度须相同。3）腰梁施工及锚杆张拉在进行钢腰梁的加工和安装时，需确保钢腰梁的受力面与锚杆垂直，以便最大限度地利用锚杆的水平分力。为保证围护结构的安全，深基坑锚杆的设计轴力一般都比较大。若钢腰梁的受力面与锚杆不垂直且偏离角度较大时，钢腰梁的翼板极易优先发生变形，最终导致锚杆达不到设计要求的张拉锁定值。与小角度锚杆的张拉锁定相比，大角度锚杆的张拉和锁定必须严格按照相关规范要求执行，否则锚杆拉力的损失会造成围护结构较大的水平变形。4）泄水孔设置当采用土钉支护或桩锚支护时，围护结构后存在于土体中的水必须及时排出，宜疏不宜堵。为保证水的排出，在桩间护壁或土钉墙坡面须布置一定数量的泄水孔。泄水孔的布置位置和数量应结合地层、各种水管的埋设位置等情况综合考虑。当既有建筑的基坑边坡采用的是土钉墙支护、且肥槽回填土中有水管埋设时，需在考虑泄水孔时击打穿土钉墙的混凝土面层，从而确保回填土中的水能够排出。4、紧邻既有建筑深基坑施工监测根据建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）的监测要求，并结合紧邻既有建筑深基坑支护的特点，监测内容应包括：坡顶地面的沉降、坡（墙）顶的水平位移、围护结构深层水平位移、锚杆拉力、支撑内力、地下水位等，具体要求如下：1）坡顶地面的沉降监测对于紧邻既有建筑与拟建建筑基坑边坡之间的土体，因其宽度很有限，故当土体发生沉降时，边坡位移则比较明显。当土体发生沉降时，现场施工技术人员必须引起注意，应找出土体下沉的原因，及时发现问题和解决问题。既有建筑的周边地面往往已铺沥青路面，有时沥青路面下的土体已经发生了较大的沉降特别是不均匀沉降，但因沥青路面这一硬壳层的存在、其整体性较好，其表面现象往往掩饰了路面下土体的实际沉降情况。特别是当肥槽回填土已发生较大的下沉量，而沥青路面硬壳层下沉较小，当回填土下沉到一定量、沥青路面自身无法支撑时，则可能发生瞬间的沥青道路垮塌，后果非常严重。鉴于此，现场地面监测时须监测回填土的沉降。2）坡（墙）顶的水平位移监测坡（墙）顶的水平位移比较直观，能够很好反映边坡的安全状况，是深基坑监测的必测项目。3）围护结构深层水平位移监测深层水平位移能够很好反映边坡结构自上至下的水平位移，某段的水平位移较大，则说明此段后的土压力较大、锚杆拉力、支撑轴力较小或发生了其它异常情况。此时必须检查锚杆拉力、支撑轴力偏小的原因，检查坡后土体中的水位是否上升。4）锚杆拉力监测锚杆拉力是围护结构安全的重要保证，锚杆拉力的损失则会导致围护结构位移变形加大，甚至使其发生破坏。锚杆拉力要定时监测，当发现锚杆拉力损失时，首先要查明原因，然后再补偿张拉至设计要求值。5）地下水位监测地下水对基坑边坡的安全影响较大，现场必须对其进行监测。对于回