深基坑支护施工技术措施解析

胡枫

（江西省地质工程（集团）公司 江西南昌 330029）

深基坑支护施工技术措施解析

胡枫

（江西省地质工程（集团）公司 江西南昌 330029）

深基坑支护是建筑工程的重要组成部分，深基坑支护质量直接决定着后期建筑使用情况。因此为了保证建筑安全，应该在实际施工中采用科学合理的深基坑支护施工技术。本文以土钉支护技术为研究对象，结合实例进行了详细探讨，以期促进深基坑支护施工技术的发展进步。

深基坑支护；施工技术

1 引言

在城市化背景下，建筑的数量和高度不断增加，对于基坑的施工要求越来越高。深基坑支护技术有很多类型，科学选择合适的施工技术，对于确保施工质量、提高建筑施工稳定性具有重要作用。

2 岩土工程深基坑支护的类型

（1）挡土系统。在建筑工程中常见的挡土系统主要有地下连续墙、深层水泥搅拌桩、钢板桩以及钢筋混凝土板桩等等，这些不同类型的挡土系统形成了可以抵御外土压力的支护排桩和支护挡土墙。

（2）支撑系统。建筑工程中较为常用的支撑系统主要有钢和钢筋混凝土的组合支撑、型管和钢管内部的支撑以及钢筋混凝土内部的支持等，这些支撑系统在建筑施工中的主要作用就是可以对结构内部的位移进行限制，有利于维护结构侧力。

（3）挡水系统。建筑工程中常见的挡水系统主要分为锁口钢板桩、水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆等等，它们的主要功能就是阻挡外部水份的渗入。

3 土钉支护

3.1 土钉支护的原理

土钉支护采用土钉作为主要的受力构件，通过浆体与土体外界面上的粘结力，沿着土钉全长，能够为基坑边壁土体提供连续的支护抗力，将欲滑移土体的侧向压力有效传递给土体，而且还能够对滑移土体起到很好的加固作用，提高土体的稳定性，最大限度地利用边壁土体的自承能力。

3.2 土钉支护工艺流程

土钉支护工艺流程如图1所示。

4 深基坑工程支护施工技术的应用

4.1 工程概况

某综合楼与邻近的建筑外墙的距离为1.5m。工程南北方向长度为100m，东西宽度为30m，地下有二层，基地标高为-15.0m，施工场地比较狭小。

图1 土钉支护工艺流程图

通过对岩土工程进行勘察，得出具体的地质资料，该工程场区内的地质情况如下所示：第①层为粘质粉土和粉质粘土素填土；第②层是粉质粘土；第③层是砂质粉土、粘质粉土；第④层是粉细砂；第⑤层是粘质粉土、砂质粉土；第⑥层是粉细砂；第⑦层是圆砾层；第⑧层是粘质粉土；第⑨层是卵石层；持力层是第⑥、⑦层。该工程的水文情况为下：上层滞水埋深2.4～5.3m，潜水埋深为19.5m。本文主要介绍岩土工程深基坑支护中的土钉支护的施工方法。

4.2 支护方案选择

对工程的实际情况进行考查分析发现，施工场地比较狭小，而且地下管线复杂，对于基坑的开挖和支护限度较大，主要的制约因素有以下三点：

（1）施工现场范围内没有放坡的可能，场地狭小，不能采用大型设备，对于外墙，只能够采用单侧支模的施工方法，在施工中要求边坡垂直、平整，可以同时作为外墙外模板；

（2）该建筑周边建筑的地下管线比较复杂，而且十分重要，边坡位移变形应该控制在允许范围内，避免破坏到地下管线；

（3）工程基坑东西两侧都临近道路，人员密集，对于施工环保的要求比较高，基础施工处于雨季，因此，支护方案设计必须确保安全可靠。

本工程采用15m深“垂直外模微型桩——土钉支护”施工方案对深基坑进行护坡施工。

4.3 垂直外模复合土钉支护设计与施工

4.3.1 土钉工程

垂直外模复合土钉支护采用土钉布置，在施工的注浆流程中，土钉需要采用加压注浆，确保土钉周边的土体缝隙能够充满水泥浆体，有效挤走滞水，起到加固土体的作用。喷射混凝土面层的主要功能是防止土钉之间土体发生变形，并且能够有效的将土体侧向的压力传递给土钉，并以此调节相邻土钉的受力情况，同时将土体中的水分封堵在土体中。土钉的设计原则如下：在前期土钉施工的基础上，大致确定土钉长度，然后采用设计软件进行复核，再做修正。综合考虑在实际施工中的施工材料堆载问题以及施工车辆的行驶问题，地面荷载确定为20kN/m2。土钉的制作原材料可以使用φ20mm的钢筋材料，首先将土钉放置在φ80mm钻孔中，然后使用强度等级M10的水泥浆或者水泥砂浆注入孔中。

4.3.2 垂直外模面层喷射混凝土

根据注浆土钉的实际受力情况进行详细分析，在锚头位置和面层位置的受力比较小，所以面层的厚度不需要太大。另外，可以将土钉支护面层作为结构外墙的外模板，因此，表面精度要求比较高，与此同时，还需要注意预留边坡位移量，保证主体结构的尺寸大小，综合考虑基坑的不同位置以及不同深度，合理设置预留位移量。对于四周边坡可以预留位移3cm；对于基底以上5cm范围内的预留位移应该适量减少1cm。

支护面层的参数为：单层钢筋网为φ6.5@200×200；加强钢筋为φ18@1500×1500（@1200×1200）；喷射混凝土厚度为10cm，强度C20；喷射混凝土配比为：水泥：水：砂：石=1：0.6：2：2；水泥为P.032.5，石头为碎石，砂为中砂。

4.3.3 微型钢管桩及帽梁

在基坑的东侧和西侧设置微型钢管桩，具体的参数如下：孔径130mm；桩间距1.5m；桩长约15m，桩底标高为-16.0m；中心线位置在面层外侧175mm。东侧的钢管直径为φ70（δ=3.8），西侧的钢管直径为φ100（δ=3.5）。水泥浆原材料为P.032.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6；在钢管柱底部注浆，持续时间为1min，在注浆过程中，仔细观察浆面的下降情况，并随时补浆。对于微型钢管钻孔，可以采用套管钻机成孔，成孔完成后继续注浆至-5.0，然后拔出套管，下放钢管，注浆至管顶。

在基坑周边设置一道帽梁，以提高面层整体的稳定性，而且有利于协调基坑边坡变形。在本工程中，帽梁内侧与土钉的外模面层平齐，所以帽梁内侧的平整度至关重要。具体的帽梁参数为：宽×高：400mm× 400mm；主筋8φ18，箍筋φ8@200；混凝土的强度等级C20。微型钢管桩进入帽梁300m。

4.3.4 锚杆

在基坑东部设置一道锚杆，这样就可以满足基坑东部的交通运输需求，而且还可以有效消除塔吊基础对于边坡的不良影响，将基坑边坡变形控制在合理范围内。

锚杆参数：锚杆直径为100mm，标高为-4.5m；水平间距1.5m；自由段5m；锚固段14m；倾角为5°；钢绞线为2φ15.24；腰梁为2120a；锁定荷载150kN。锚杆用水泥浆液的抗压强度M15，水灰比为0.46，水泥为P.032.5普通硅酸盐水泥。注浆压力应该大于0.5MPa。注浆完成后持续1min后停止灌浆。

4.4 降水工程

自渗井中心线距基坑上口1.5m，直径为400mm；深16m；间距6m；滤料主要是碎石屑。观测井直径设为150mm；深18m；井管为φ50钢管；滤料为碎石屑。根据设计方案，钻孔至设计标高，进入圆砾层，这样就能够形成过水通道。完成钻孔后，话应该立即填滤料，滤料可以采用中砂，钻进完成后可能会出现局部塌陷的问题，此时还应该继续填入填料。

4.5 深基坑工程支护施工技术的监测及效果

4.5.1 基坑变形监测

在本工程在基坑的开挖阶段，需要连续不断的对基坑进行变形检测，并且采用视准线法测量基坑在水平方向的位移。在基坑边缘的纵横方向上埋设位移监测点以及控制点，对于埋设的控制点的数量，应该确保在3个以上，控制点之间的距离以及相邻监测点与控制点之间的距离应该控制在30m以内，对于控制点和监测点的标志应该保证明显、牢固。在每次观测前，首先应该对控制点进行复核检查，避免其自身发生变化。观测选在成像清晰、稳定时进行，确保测量的的精准度。观测工作结束后，还应该及时对数据进行整理分析，并根据数据绘制基坑位移曲线图。

4.5.2 施工效果及监测结果

采用土钉支护方案在本工程实际施工中能够达到预期效果，基坑边坡在雨季经受住了检验，最大水平位移在2‰以内，在平整度方面也完全符合要求。

根据数据分析得出：由于开挖顺序的不同以及支护结构有所差异，所以水平位移也存在明显差异，由此说明，边坡水平位移与土体应力的释放过程以及受力情况有很大的关联；随着基坑开挖深度的增大，边坡位移也会随之增大，而这一过程就是土体应力的释放过程；当土体开挖至基地后，在一定时间内，水平位移还是会不断增加，这一过程就是土体应力重新分配的过程；基坑边坡位移稳定在一个定值附近，定值取决于护坡方案的可靠程度。

5 结语

深基坑支护施工是岩土工程建设的重要环节，施工时受各方面因素比较大，虽然目前有更多新型理念与技术被应用，但是还存在一定不足，需要专业技术人员进行更为深入的研究，结合工程施工特点，从多个角度进行研究，争取不断提高设计、施工以及管理等方面的控制效果。

[1]张广.论岩土工程深基坑支护施工技术措施[J].商品与质量·理论研究，2014（05）：52.

[2]朱德勤，刘东彦.论岩土工程深基坑支护施工技术措施[J].城市建设理论研究，2014（05）：52.

[3]章鸿锋.论岩土工程深基坑支护施工技术措施[J].中国科技博览，2013（29）：131.

TU753

A

1004-7344（2016）03-0311-02

2015-11-26

胡枫（1982-），男，岩土工程师，本科，主要从事房屋建筑基坑施工、地质灾害治理、路基软基处理等工作。