淯龙苑地下商场基坑支护施工技术

马晓超

（河南省南阳市建设工程质量监督检验站 473000）

1 工程概况

淯龙苑地下商场工程位于南阳市梅溪河边。该工程基坑开挖深度11.5 m，周围环境比较复杂。车库的北、西、南侧3面共有6幢18层高层建筑，地下两层埋深在地面下6 m，距基坑边6～8 m，最近处只有5.3 m左右；基坑西侧距边坡6 m范围内敷设有天然气、电力、电信、消防等6条地下管线，部分管线在平面投影上已进入主体结构。地面以下3～4 m即是砂卵石层。地质报告描述卵石最大粒径15cm，现场挖出的卵石最大粒径可达40～50 cm。原施工单位施工到地面下3 m左右时因不能保证基坑安全而撤出，后由郑州某基础工程公司承接施工。当时坑底标高在地面下3 m左右；基坑东侧护壁采用坡角为82。的土钉墙支护，南北两侧采用直立土钉墙支护；西侧由于有管线和电力小室及电力管沟，所以边坡直立开挖到地面下2 m左右，没有做土钉墙，边坡距结构外皮0.3 m左右，局部已侵入结构外皮线；西北角处因有两道天然气管线严重侵入基坑内部(在车库主体结构上方)，故尚未开挖。继续下挖地层基本全是砂卵石层。

2 工程地质与水文地质条件

2.1 工程地质条件

根据勘察报告描述，本场区的地质概况为：

(1)表层为1～1.6 m厚人工堆积的粉质粘土、粘质粉土填土层及卵石；

(2)二层为新近沉积的粘质粉土、砂质粉土层及细粉砂层,层厚 1.5～2m；

(3)三层第四系沉积圆砾、卵石层,粒径3～6cm,层厚15～20m;

(4)四层为卵石层，最大粒径15cm,层厚未探明；

2.2 水文地质条件

根据地质勘察报告，拟建场区地下水主要为潜水，水位常面在地表以下15.5 m左右。

3 基坑支护设计方案

考虑到施工现场条件(已开挖至3 m左右、初步达到砂卵石层这一情况)，为确保基坑开挖过程中基坑周围建筑物及地下管线的安全，根据基坑支护设计计算，采用桩锚支护体系能够很好地控制基坑侧壁的变形。此外，因为南北侧现有土钉墙的外框界定，结构外皮和现有土钉墙间距太小(一般为1 m，最近处仅有0.2 m)，因此护坡桩与结构外皮净距只能留30 cm，保证不了工字钢腰梁和锚杆锚头需占用65 cm的要求，必须将锚杆位置调整到与地下结构层高相适应的标高，以满足当地下结构施工到地下3层或地下2层、待顶板打完并回填后拆除锚杆，而不影响基坑安全的要求。

综合上述因素，基坑支护采用如下设计方案：

(1)在北、东、南3侧，上部采用现有土钉墙支护，下部桩锚支护，采用吊600桩径，间距1.2 m。桩长：北侧(包括部分东侧)L=12.06 m，嵌固深度3.5 m；南侧(包括部分东侧)L=13.55 m，嵌固深度4.50 m；

(2)在基坑西侧，要先进行人工开挖，暴露出现有地下管线，在电力管沟和西侧管线之间施作桩锚护坡，帽梁设在电力管沟底板标高以下，以便对现有管线进行悬吊保护。护坡桩采用φ600桩径，间距以现场管线间距插空打桩，桩长L=15.17 m，嵌固深度5.0 m。

(3)对桩锚支护体系设置2道锚杆：

1)第一道锚杆设置在桩顶帽梁处，不用工字钢和锚头，只需垫片和锁头即可，其占用尺寸仅为13 cm。这一尺寸要求，现场可以满足；

2)第二道锚杆设置在主体结构地下3层顶板以上l m处，待地下3层顶板打好，且护坡桩与结构外皮之间回填密实以后，即可拆掉第二道锚杆，这时地下3层顶板相当于一道内支撑，支撑在护坡桩上。

4 支护结构的施工

4.1 护坡桩的施工

4.1.1 工艺的选择

在砂卵石地层中施工钻孔灌注桩，其难点是成孔困难，容易产生塌孔。用长螺旋钻机虽能钻进，但如果不护壁，则钻杆提出后，钻孔会随时坍塌。若采用泥浆护壁反循环钻机成孔，则施工速度慢，影响工期，而且现场脏乱、污染环境，人力物力投入过大，造成浪费。如果采用压浆桩，由于砂卵石层中的孔隙较大，水泥浆将大量流失。为解决该施工难题，我们研究了一种新工艺——长螺旋干成孔粘土护壁灌注桩

成孔施工工艺。该工艺既省钱，又省力，并且速度快。

4.1.2 工艺流程

4.1.3 粘土护壁成孔工艺机理

粘土投入后，钻杆旋转带动叶片旋转，使粘土向侧向挤压，在孔壁形成泥壁，同时在钻杆旋转过程中，对小颗粒卵石形成挤压，挤向孔壁从而使孔周密实，达到成孔目的。

4.2 锚杆的施工

在砂卵石层中施工锚杆，极易产生塌孔现象，很难成孔。为解决此施工难点，我们采用了套管跟进的施工工艺。

套管跟进是一种专门适用于砂卵石层的锚杆施工工艺，它克服了砂卵石层不易成孔的困难，用一种特制的锚杆钻机进行施工。套管跟进锚杆施工工艺的主要步骤如下：

(1)钻机移位，钻杆对准锚杆孔位；

(2)按锚杆设计角度调整好钻杆的角度后，钻杆钻进；

(3)钻杆钻进后，继续跟进钻杆外的套管，直至达到设计深度；

(4)退出钻杆，保持套管不动；

(5)在套管内下钢绞线、注浆管等；

(6)封堵套管，进行压力注浆；