深基坑支护结构的选择与施工

刘向 张莹

摘要：本文探讨如何根据工程特点、地质水文兼顾成本、质量、施工难易程度等，合理选

择深基坑支护结构与施工方案，并对支护过程中出现的问题进行应急处理。

关键词：深基坑支护;结构选择;施工

1、工程概况

1.1基坑规模。基坑平面大致呈梯形，基坑底部东西长75.35m，南北长154.3m，开挖总面积约8186m2，支护边长422m。基坑坡底都与地下车库外墙基础接触，地库外墙基础沿轴线外伸0.7m，主楼基础沿轴线外伸0.9m。

1.2基坑开挖深度。根据勘察报告，根据基底标高60.9m～61.5m、地面标高63.4m～70.27m计算，基坑开挖深度为2.8m～9.3m左右。拟建地下车库以中砂为持力层;拟建1#、2#楼以强风化为持力层。

2、环境概况

2.1基坑周围环境现状分析。1）基坑东侧紧邻已建地下车库，两者外墙距离2.1m，地下车库基底标高为63.70m，基础厚600mm，外伸1.2m，需垂直支护; 2）基坑南侧距离拟建车库基础边线约10m为用地红线，红线外23.25m为城市主干道人民大街，有放坡空间;3）基坑西侧距离拟建车库基础边线车库基础边线约14m用地红线及围墙;4）基坑北侧拟建车库基础边线外约10.0m为用地红线，红线外为浅水湾地上停车坪。

2.2周边环境重点关注和保护对象。场地周边已建建筑及施工道路应重点关注。基坑支护及以后主体施工中应加强监测。

3、基坑支护结构选型

3.1难点分析。1） 基坑东侧紧邻已建地下车库，两者外墙距离2.1m，需垂直支护，基坑开挖深度9.3m，且开挖侧面2.1外为22层建筑基础，采用锚杆加悬臂式支护或地下连续墙支护无法实现。2） 该工程主楼设计持力层为强风岩层，以上有杂填土平均厚度0.75m、粉质粘土层平均厚度4.67m、中粗砂层平均厚度5.01m、全风化岩层平均厚度6.09m。地下水平对应高度位于中砂层，有流沙。

3.2支护结构选型

1）支护结构选型。根据难点分析结合基坑周边环境条件、场地岩土工程条件、基坑安全等级、工程施工难易、成以及、当地基坑支护工程经验，最终确定本基坑分支护单元采用微型桩、土钉墙及天然放坡支护。

1） 支护单元划分。 第一支护单元：为场地南侧（CD段）。本支护段长度约75m，基坑开挖深度9.2m，可按1：1天然放坡。基坑坡面挂网喷射混凝土，网片搭接长度为300mm，坡顶钢筋网外翻1.5m，基坑顶部向下击入1Φ18钢筋，长度1.0m，间距2.0m。坡面按2.0m×2.0m设置击入式土钉，材料1Φ18钢筋，长度为1.0m。喷面C20砼厚60mm。

第二支护单元：为场地西侧、北侧（DAB段）。本支护段长度约200m，基坑开挖深度9.3m，放坡空间有限，采用土钉墙支护。从坡顶往上翻1.5m设置1道挂网击入式土钉，土钉的水平间距为2.0m，长度为1.0m。坡面土层可按1：0.35放坡，砂层按1：0.6放坡。从坡面往下垂直距离2.0m，3.5m，5.0m，6.5m设置4道注浆土钉，成孔直径130mm，注浆土钉的水平间距为1.5m。与水平方向倾角10°角，长度分别为9.0m，9.0m，9.0m，7.0m。土钉采用HRB400Ф20带肋钢筋，其中第一、二道土钉横向采用16工字钢连接，第三、四道土钉横向上采用HRB335Ф14带肋钢筋连接，挂网面层用φ6@200×200的钢筋网，网片上下搭接长度不小于300mm。

喷面C20砼厚60mm。

第三支护单元：主为场地东侧（BC段）。基坑东侧紧邻已建地下车库，两者外墙距离2.1m，地下车库基底标高为63.70m，基础厚600mm，外伸1.2m，放坡空间紧张。基坑预计开挖深度2.8m，需垂直支护及有效的降水、阻水措施。本支护单元采用钢管桩与高压旋喷桩二孔合一的方式兼顾基坑支护及阻水。桩中心位于已建地下车库外墙外1.35m。本支护单元可采用止水帷幕的方式止水：形式为高压旋喷桩，作用是使水泥土墙后的土体固结，阻断基坑内外的水层交流。止水帷幕为落底式帷幕，桩径为700mm，轴心距500mm，搅拌桩搭接200mm，桩长4.5m-5.0m。

4、止水帷幕施工

4.1技术要求。止水帷幕为落底式帷幕，桩径为700mm，轴心距500mm，搅拌桩搭接200mm，桩长3.5m-4.0m（或进入强风化安山岩0.5m）。

搅拌桩采用套打一孔工艺，采用喷浆工艺，要求二喷二搅;固化剂采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥用量200kg/m，水灰比0.8～1.2;水泥掺入比不低于20%，28天无侧限抗压强度不低于2.0Mpa。垂直度偏差不得大于1%，桩位偏差不超过 50mm，必须保证桩与桩之间的搭接质量，相邻桩施工的间歇时间不应超过 24小时。当喷射注浆因故中途停喷后，继续注浆时应与停喷前的注浆体搭接，其搭接宽度不应小于500mm。

4.2试桩及施工参数的确定。试桩注意事项：1）成孔时判断处理区地层情况是否与设计资料一致;2）初定几组不同的施工参数，进行三根以上的试桩;3）当土层中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或有较高含量的有机质时，以及地下水流速过大等，必须通过试桩确定其适用性;试桩完成经过一定时间（七天以上）后，可以开挖一定深度进行桩体外观检查，测量桩径，同时在桩体上取芯，进行无侧限抗压试验，获取抗压强度值。

5、支护施工

1）钢筋土钉成孔。土钉采用机械或人工洛阳铲成孔，钻孔定位偏差不宜大于100mm;钻孔偏斜度不应大于3°; 钻孔深度超过土钉设计长度。2）钢筋土钉的灌浆。注浆材料选用水泥浆，水泥浆的水灰比宜取0.5～0.55;水泥浆拌合均匀，一次拌合的水泥漿应在初凝前使用;注浆前应将孔内残留的虚土清除干净;注浆应采用将注浆管插至孔底、由孔底注浆的方式，且注浆管端部至孔底的距离不宜大于200mm;注浆及拔管时，注浆管出浆口应始终埋入注浆液面内，应在新鲜浆液从孔口溢出后停止注浆;注浆后，当浆液液面下降时，应进行补浆。3）钢筋土钉杆体的制作安装。在拉杆钢筋上设置定位器，沿钢筋外表均布的三脚支撑，三脚支撑用三根光圆钢筋（Φ6.0）焊在拉杆外侧，沿钢筋3m 设置一组，其外径比钻孔直径小10mm左右。

土钉成孔后及时插入土钉杆体，遇塌孔、缩径时，应在处理后再插入土钉杆体。

6、结语

1）深基坑支护结构的选择应根据工程特点、现场实际情况、地质条件等全面分析并结合施工难易和成本控制等因素合理选择，该工程采用分单元支护方式有效降低了施工难度和成本，大大缩短了支护施工工期。

2）该深基坑BC段地下室外墙与原有建筑距离仅2.1m，距离基础不足1.5m，受空间和相邻基础制约，现有支护方式难以满足垂直支护要求，本方案利用原有基础延伸作为钢管桩的上部约束，下部嵌岩，巧妙解决支护难题。

（作者单位：山东省临沂市河东区建设工程质量监督站1

山东临沂市房地产评估事务所2）

作者简介： 刘向，高级工程师，E-mail： sdlx2000@163.com。