地下室基坑支护工程应用

梁文飞

摘 要：文章基于某工程地下室基坑支护工程的工程案例，介绍了基坑支护技术的相关工艺参数与要点，采用单排水泥土搅拌桩配合锚杆支撑挡土的施工方法，根据不同土质及基坑周边环境采用相应的技术措施，在保证满足技术要求的同时，尽量选择经济可靠的技术方案，结果证明，桩顶位移及沉降值都在合理范围之内，采用的基坑支护施工方法稳定可靠。

关键词：基坑支护，单排搅拌桩，锚杆

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）03-0056-02

在高层、多层建筑地下室、车库、地下商场、地铁站等大型工程的建设过程中，不可避免都要面对基坑支护工程，基坑支护结构都在工程造价中占有一定的比例，随着施工技术的发展，基坑支护的各类新技术、新工艺不断地应用于各工程建设。本文以一地下室基坑支护为例，介绍基坑支护技术工艺参数与要点。

1 工程概况

本项目总用地面积约为15 000 m2，建筑面积约为80 000 m2，一层地下室，建筑物高53.2 m，全栋采用框架剪力墙结构。其中地下室基本概况为：地板厚为50 cm，抗渗等级P6级，混凝土等级为C30，承台底厚165 cm，承台底与底板标高分别为-603 cm、-438 cm，外墙板厚35 mm，开挖面积达到11 000 m2，部分挖土最深处达8.5 m，大部分的挖土一般为6.22 m。

根据实地勘察可知，本工程开挖处的土质以素填土、淤泥质土、粉质黏土为主，地下水则以孔隙水为主，同时还有存于冲积层中的潜水，富水特性及透水特性比较差，还有一种为裂隙水，存于风化岩的裂隙之中，场地的土质特征为：

碎石素填土，该类土比较松散，以碎石及少量黏性土为主，碎石直径约1～1.5 cm，均匀性比较差，场区中较为常见，层厚达140～500 cm；粉质黏土则以浅黄色为主，黏性一般，软塑～可塑状态，组成成分以粉、黏粒为主，层厚达110～140 cm；淤泥层厚达640～2 390 cm，呈深灰色，流塑状态，局部为淤泥质粉质黏土颗粒，粉砂含量高。强风化泥质粉砂岩总体呈暗红色，局部则是灰色，由原岩结构、岩石结构构成，遍布整个场区，该层厚度达到170～950 cm，标准贯入击数为50～75 cm；中风化泥质粉砂层厚为165～610 cm，岩层呈暗红色，属于粉砂质，构造为块状，局部为细砂岩，坚硬程度为软岩，经单轴压缩强度测试，其单轴压强为6.5～8.1 MPa。

2 基坑施工

2.1 基坑支护施工

该项目工程首先采用静压管桩施工，当静压管桩完成将近2/3的工作量时，再插入基坑支护的搅拌桩施工，同时用5台打桩机并行施工，采用四搅动四喷成工艺。整个施工过程需要保证打桩机的连续性及其垂直度，为达到更好的止水效果，所采用的施工次序应与挖土方向保持一致，水泥品种采用42.5R的普通硅酸盐水泥，水灰比C/W为0.4～0.55之间，控制水泥用量不应该少于68 kg/m，出于保证每1m土层可以搅拌充分，桩机的钻头速度应取0.75 m/min，同时为了保证快速形成强度，应掺入适量的水泥早强剂，或减水剂也应适度增加。控制精度要求：搅拌桩的垂直度误差允许范围为±1%，而桩位误差允许范围则为±40 mm，桩径与桩长按设计要求，桩间搭接时间间隔应≤24 h，开挖时应等强度达到设计强度的70%后才可进行基坑开挖。

根据施工图确定出锚杆位置，以XY-100型钻机成型锚杆孔，钻孔直径120 mm，平面位置偏差≤5 cm。钻孔时应该采用泥浆护壁、清孔，成孔深度应在土层比设计深度长30～50 cm。其中锚杆施工的土方开挖长度应不超过15～20 m，或者以跳挖方式进行，保证施工安全。施工的锚杆使用直径48钢花管或者是直径为12的钢筋锻制而成，长度为1 500 cm，在注浆前应清孔，将孔内沉渣利用高压水排出，排出清水为止。浆液由425普通硅酸盐水泥配制而成，水灰比C/W为0.4～0.55之间，锚固体强度大于25 MPa，加入高效减水剂，减水剂剂量为5‰。当有水泥浆外溢时，所用注浆管可逐步向外拔出到孔口，以保证浆管的埋置深度。

完成挂网施工后，首先确定泄水孔位置，先凿开孔位覆盖的土层，将pvc管固定在钢筋网上，以水泥浆封住泄水孔口，在检查完机械设备、电线、水管等设备后进行混凝土喷射，混凝土强度等级不应低于C25，材料控制应遵照设计配合比，喷射应防止水泥浆渗漏，喷头保持垂直，保持一定距离。第一层素填土中障碍物碎石含量较多，在实际施工中，影响搅拌桩施工的连续施工，甚至在局部无法形成止水帷幕，对此情况，为保证止水效果，非搭接部位可采用高压注浆，可堵住渗水，并在坑顶、坡顶0.6 m线外设置排水沟截流。

2.2 基坑土方开挖

根据工程特点及工程进度的需要，在选用挖土机时，选用2台小勾机、3台大勾机，小勾机用于工作面较小的挖土，同时配合大勾机从南北对进挖土，西侧铺设成斜道面，挖斜道土方，基坑最大挖掘深度达到8.5 m，采用30台自卸车运土方。基坑土方开挖采用分层分段均衡开挖，开挖高差不超过2 m，避免高差过大而导致土体产生挤压力破坏预制管桩，导致断桩。实行开挖一段就及时修坡支护的原则。土方开挖过程，须有专人指挥交通，运土方的汽车及勾机等不得在工程桩上行驶。应在准确的位置安放钢筋笼，依据相关规范和要求和规范连接钢筋，在水下捣浇筑混凝土时，应保证工艺的连续，并且按规范标准铺设导管，同时采取相关措施防止堵管现象，完成浇筑工作后，还应依据相关规范检测施工质量。开挖深基坑墙面时应在钻孔达到一定深度后，对孔端部进行放大，使其呈柱状，在孔内放入钢筋、钢索或其他抗拉材料，经过注浆、灌浆后，提高材料的抗拉能力，增强锚杆抗拉张力，从而保证结构稳定性。

2.3 基坑施工监测

本工程周边有建筑物以及主要道路、管道需要保护，因此监测工作很有必要，监测内容包括：基坑施工全过程监控维护结构的顶部与竖向位移，根据位移条件判断围护结构与地基的稳定性；基坑施工期间监测地下水位监测，以此判断止水效果及基础沉降变化；基坑施工监测建筑及道路沉降。

在水平位移及沉降观测处布控30个监测点，其中测斜观测点四个，深度为6.5 m；地下水位布设7个监测点，深度为8 m；周边建筑、道路沉降监测点布设13个，监测频率为2 d/次。监控结果如下：桩顶部水平位移平均值为3 cm，周边建筑及道路沉降均值为1.2 mm，最大沉降达到1.8 mm，均在可控制范围内，在施工中虽有个别点超限，但没有超过警戒值，这表明整个基坑支护设计方案较为合理。

3 结 语

从实际的效果来看，基坑支护方案从技术以及经济效果而言，合理可行，周边的环境以及地质水文主要以淤泥质土为主，本工程结合新技术，在基坑土方未开挖之前，采用静压管桩施工，实际压桩时没有发现压桩设备下沉的现象，施工速度较快，获得较好的社会及经济效益，为类似的工程项目提供了参考与借鉴。由于淤泥质土层透水性较差，取消原设计中的降水井，既降低造价，又给施工带来便利，经过实践证明，淤泥质土层中实施基坑支护，不设置降水井的方案也是可行。采用钢花管锚杆打入土层能马上与土层产生较强的握裹力，很快就进入钢筋挂网、混凝土喷射等工艺，而采用钢筋锚杆入土层后则不能马上进入下一道工序，采用第一种方案，施工设备简便，属于主动支护，其工程经验值得推广与借鉴。

参考文献：

[1] 吴秀敏.SMW法在软土基坑支护中的应用[J].福建建材，2013，（7）.