建筑工程中的深基坑支护技术的探讨

文/刘洋 中冶置业华南公司 广东珠海 519000

高层及超高层建筑拔地而起，深基坑工程项目也越来越多，而深基坑支护技术由于具有受周边环境的影响较大、风险性与随机性等特点，施工难度极大，以下本文就以某工程为例，分析深基坑支护中采用三轴搅拌桩止水帷幕+旋挖灌注支护桩的施工技术。

1、三轴搅拌桩施工

1.1 施工前的准备

施工前应根据图纸设计要求，对场地进行清理整平，然后进行放样，测量放样包括两个内容：一是根据设计资料放出打设宽度；二是根据设计画出布桩平面图，标明排列编号，放出具体桩位，施工前必须经过监理复核。

1.2 开挖沟槽

根据三轴搅拌桩桩位中心线用PC200挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为宽1.2m，深1～1.2m,并清除地下障碍物。开挖导向沟槽余土应及时处理，以保证桩机水平行走。

1.3 桩机就位

由现场施工员、桩机班长统一指挥桩机就位，桩机下铺设钢板及路基板，移动前看清前、后、左、右各位置的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况，及时纠正，桩位偏差不大于50mm。桩机应平稳、平正，并用经纬仪或线锤进行观测，确保钻机的垂直度，搅拌桩垂直度精度不低于1/200。

1.4 制备水泥浆液及浆液注入

水泥浆液的水灰比为0.45～0.55（建议为1.5～2.0），水泥掺量不小于15%，即每立方米被搅拌土体中水泥掺入量至少为140Kg。

注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头在H口进行混合，注浆压力为1.5Mpa～2.5Mpa，注浆流量为80～120L/min/每台。

1.5 钻进搅拌提升

三轴水泥搅拌桩止水帷幕采用两搅两喷的施工工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：下沉速度为1.0m/min,提升速度为0.6～1.0m/min，在桩底部分宜重复搅拌注浆。

另外，按照三轴搅拌桩的施工工艺，三轴搅拌机在下钻时，注浆的水泥用量占总数的70%～80%，而提升时为20%～30%。按照技术交底要求均匀、连续注入拌制好的水泥浆液，钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完。

1.6 施工质量保证措施

施工场地应平整，路基承载力应满足重型搅拌桩机平移、行走稳定的要求，确保搅拌桩垂直度达到设计要求。

严格控制搅拌桩搅拌下沉速度和搅拌提升速度，并保持匀速下沉（提升），搅拌提升时不应使孔内产生负压造成基坑围护地基沉降，在桩机钻杆身上做好明显标志，严格控制隔水帷幕桩顶和桩底标高。

施工过程中随时检查施工记录，并对照规定的施工工艺对每组桩和检验批进行质量评定，检查重点是：水泥用量、桩长、制桩过程中有否断桩现象、搅拌提升时间。

2、旋挖灌注桩施工

2.1 旋挖灌注桩施工工艺流程

施工准备→测量定位→埋设护筒桩→配制泥浆→安装钻机→钻进→终孔→清孔→钢筋笼制作与安装→安装导管→二次清孔→灌注水下混凝土。

2.2 施工要求

钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实，场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑捣、或用枕木或型钢等搭设工作平台，当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台，在钻孔平台上拼装钢护筒导向架，采用起吊设备插打水中墩钢护筒。工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。

2.3 测量放样

根据工程测量控制轴线点，准确测量出桩的轴线和样线并及时设置可靠牢固的施工控制桩点。

认真进行场地范围内和周边的地下管线调查工作，并在施工现场对地下管线进行醒目的标识。开挖范围内的管线作好相应的保护措施。

认真编制施工技术交底和安全技术交底,并向全体施工人员进行施工技术交底和安全技术交底。

2.4 埋设钢护筒

钢护筒采用厚度为4—12mm的A3钢板卷制，内径应比桩径应大于20cm。

护筒埋置深度符合下列规定：粘性土不小于1m，沙类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。

旋挖施工时，孔口护筒应高出地面50cm，随着孔深的增加向孔内及时、连续的补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。

2.5 泥浆配置

（1）旋挖钻机的护壁泥浆采用膨润土造浆，护壁泥浆可经泥浆净化装置（沉淀池）净化后重复利用；

（2）泥浆材料的选定及配合比：7～10%膨润土；0.5～1%工业用碱；0.1%羟甲基纤维素（CMC）；拌和用水为自来水；

2.6 钻孔

旋挖桩机停位回转中心距孔位在3-4.5m之间，在允许的情况下，变幅油缸尽可能将桅杆缩回，这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对孔的影响，检查在回转半径是否有障碍物影响回转。

旋挖桩机成孔首先动力头转动底门镶嵌斗齿的筒式钻斗切削岩土，并将原状岩土装入斗内，然后在由钻机卷扬机和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取出卸土，直至钻至设计深度，对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。

成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径，钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换。

成孔中按试桩施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如钻进深度，地质特征，机械设备损坏，障碍物等情况。记录必须认真，及时，准确，清晰。

旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进时的垂直度，通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度，从而保证了成孔的垂直度。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度；由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加钻孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。

旋挖钻机在钻进时，根据地层选用钻斗的同时，还要注意在钻进时进尺的控制，在使用旋挖斗时依据斗体的容量，一般在斗体三分之二为合适，钻斗倒土堆放点距桩孔口需大于6.0m。进尺深度根据桩直径而定，也要根据地层的密度控制进尺深度。进尺过多，导致卸土困难，还会导致埋钻卡钻的事故发生，过少会延误施工进度与设备，能源的消耗，成本提高，降低了效益。

2.7 终孔

按设计要求控制桩长，采用旋挖桩机数字钻进深度控制和测线双层控制，在桩机数字显示达到桩底标高50cm以上时，采用测线进行测量，确认需再钻孔深度，再钻进取土达到设计桩底标高，再采用测线复测，保证不少挖，不超挖。终孔时应由监理工程师确认。

孔深偏差应控制在规范允许范围内，规范规定孔深的允许偏差为-0～+30mm。

2.8 清孔

当挖斗抵达设计标高，钻机应停止进尺，原地保持钻机慢档旋转，不断搅碎桩尖处的土块。、

清孔标准符合设计及规范要求，即：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含沙率小于2%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度；柱桩孔底沉渣厚度应不大于5cm。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

在清孔排渣时注意保持孔内水头，防止坍孔、缩颈。

2.9 钢筋笼及钢构柱制作、安装

钢筋笼在施工现场按照规定要求制作完成。钢筋笼安装对准桩孔中心放入孔内。为了保证钢筋笼的垂直度和笼顶标高，桩钢筋笼顶部加焊两根Ф10的悬吊筋，钢筋笼在孔口按桩位中心定位及标高控制，使其悬吊在孔内。

安放钢筋笼时应防止碰撞孔壁。如下放受阻，应查明原因，不得强行下插。一般采用正反旋转，缓慢逐步下入。安装完毕后，经有关人员对钢筋笼的位置、垂直度等进行检查验收，合格后才能下导管灌注混凝土。

2.10 混凝土灌注

灌注混凝土前检测孔底沉渣厚度及泥浆指标，直至达到设计和规范要求再拆除封头，接上混凝土初灌漏斗，检测孔底沉渣厚度，符合规范要求后，并开始灌注混凝土。

计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土1m～3m深，当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当放大。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。

在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在2～6m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深。

混凝土灌注过程中应严格控制水灰比、灌注数量，以防止导管进水。

灌注开始后，应紧凑连续地进行，中途不得停歇。在灌注过程中，应防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使探测不准确。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指导导管的提升和拆除。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。

在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。

结语：

现在深基坑工程项目越来越多，基坑开挖深度也越来越深。由于基坑周边地面建筑和地下设施密集，且地质条件复杂多变，深基坑支护的难度也越来越大。近年来，我国基坑工程的设计理论有了很大发展，建立了许多新的计算理论和方法。但在工程具体应用中要坚持理论与实践相结合的原则，结合工程实际选用合理的支护方法。

[1]刘孝龙，张可法.浅谈建筑工程施工技术的常见问题分析[J].科技致富向导，2013.

[2]王隽.建筑工程中深基坑中支护施工技术分析[J]安装，2013.