建筑施工中的深基坑支护技术

鲍允鑫

(福建省永泰一建工程有限公司，福建 福州 350700)

1 工程概况

其项目工程位于闽江北岸鼓山大桥西侧，属于福州盆地中南部地段，场地相对平坦，南、北、西面均有规划路与之隔离，规划路除了南面初建一些市政管网和市政道路外，其他尚未建设，东面与建发T地块相连，但其地下室尚未施工。拟建筑物东南面为郑和国际大厦，南面为富邦总部大楼，中间的规划路隔开约为8 m，总之，拟建工地东、西、北面均为开阔地，南面工地对本施工场地也影响不大，有利于本项目基础工程的施工。

该项目为一类公共建筑，其中包括了2层地下室。上部为现浇钢筋混凝土剪力墙结构，地下室为现浇钢筋混凝土框架结构。地下室总建筑面积15 474.3 m2，其中地下室1层的高度为5.85 m，地下室2层的高度为4 m。

基坑南面东边位置因接近市政道路，故采用悬臂SMW工法桩(内插H钢)上有冠梁加锚杆拉锚支护形式；基坑南面其他部位和西面的土方均采用1∶1.25(负2层)和1∶0.6(负1层)分层放坡形式，其中坡面挂射钢筋网并喷射厚度为80 mm、C20的混凝土面层，负一层采用喷射80 mm厚、C20混凝土面层加锚管支护；东面、北面采用1∶1.25分级放坡形式，坡面挂网喷射C20混凝土面层。在地下2层放坡的坡顶(地下1层底面)设置三轴水泥土搅拌桩以减少土层的侧压力和起着止水帷幕作用。

2 建筑施工中深基坑支护的施工技术

2.1 降水井施工方法

1)测量定位。在设计施工图的过程中，要设置出井的中心点，并且要明确井的位置并设立标志，在适当的情况下，将300 mm的钢纤维推入地面，并使用石灰粉进行标记。

2)钻孔定位。以井的位置为中心，做一个直径为800 mm的圆，然后打开深约0.50 m作为井口,其深度要以见原状土作为深度标准， 并且保证没有地下管线和地下构筑物后，方可放置护筒，护筒的外部的填充必须有黏土，以密封表面上的各种填料，以防止钻井冲洗液的泄露。

3)桩机就位。安装桩机时应使用水准仪进行找平，以确保钻孔系统在钻孔过程中的稳定性。钻塔的提升降落必须稳定、准确。

4)钻井。在钻井过程中，应始终观察冲洗液的损失情况，应根据冲洗液的流量损失及时调整水添加剂。一般来说，冲洗液面不得低于钻孔下方1 m。当钻头在钻进过程中遇到卵石层的时侯，将会漏失大量的冲洗液，这时应增加补水量。必要时，应在泥浆中加入适量的泥土，使其形成一定的黏度，以控制冲洗液，防止塌孔。

5)换浆。钻至设计深度(一般比设计深度大0.5～1.0 m)后，将反循环钻机的钻头增加约0.5 m，然后通过注水置换泥浆启动反循环砂泵。取出孔底的浓稠泥浆，并用清水稀释。泥浆密度接近1.05 g /cm2，标准要求的黏度为18～20 s。通常，在野外观察中，泥不粘手是标准要求。在更换泥浆的过程中，应清洁泥浆并清理或排出。

6)下管：①检查井管材料的质量；②将管道的下部塞子连接到井管第一部分的公、母接口，将三个竹板对称地放在外侧，然后用铁丝将两个圆圈固定；③提起钢丝绳的一端，将其连接到井字形框架，并使用衬套堵住另一端的凹槽，并在稳定后放下；④将井管夹在孔中，避免出现倾斜的情况，并进行固定工作；⑤在对第二节井管进行下降时，要注意连接的公、母接口，缓慢下降，不允许突然坠落和释放；⑥应该确保将井管保持垂直状态放置在井孔中间，管顶高出自然地面约500 mm。应根据含水层放置管过滤的位置。

7)填料。井管安装完成后，在无砂滤井管外侧与井壁之间填充砾石材料。

8)洗井。泥浆钻进在冲击成孔的降水井中得到了适用，现在应在管道铺设和砾石填充后的8 h内进行冲洗，以避免时间过长对降水效果产生影响。

9)安装抽水控制线路。在安装潜水泵前，应彻底、仔细地检查水泵本身和控制系统，然后将其试运行3～5 min，如无问题，可在井内使用。

10)封井。施工底板前先封井做法：对基坑底部以上的无砂混凝土管进行拆除，然后用碎石进行填充，并灌注C15厚度为500 mm的混凝土，做好混凝土封孔。

2.2 悬臂SMW工法桩施工技术

2.2.1 悬臂SMW工法桩施工工序

1)测量放样。根据提供的施工图纸开始在现场测量及放样，挖设一定尺寸的沟槽，然后建造第一组桩并根据施工图进行布置。

2)开沟槽。根据围护中心线的布置，用挖掘机沿围护中心线平行方向沿工作沟开挖。沟渠宽度由围护结构宽度决定，沟槽宽度约为1.2 m，深度约为0.5～0.8 m。如有地下障碍物，必须使用镐头机清除地下障碍物。如果进行破除工作之后，所产生空洞过大的情况下，必须进行填筑压实，并重新开挖沟渠，以保证施工顺利进行。

3)孔位放样及桩机就位。根据设计标准的要求，在开挖沟的两侧绘制并定位导向线，并在定位导向线上标记钻孔位置。将钻机桩架架设到设计确定的位置。钻孔前，用水平尺找正平台，并且要调直机架，使机架垂直度不低于所设计的要求。在移动桩机之前，必须及时排除周围障碍物。移动后，必须及时检查和校正定位，桩机应平稳、均匀。将演习单元的杆架调整到设计位置。

钻孔前，用水平仪将平台调平并拉直框架，以使框架的垂直度不小于规定的要求。移动桩之前必须及时清除周围的障碍物

4)制备水泥浆。根据设计图纸的标准要求水泥用量为土体的15%，水灰比为0.45，施工过程中可采用定量容器控制用水量。

5)预拌下沉喷浆。水泥搅拌机冷却循环水循环系统正常后，启动水泥搅拌机的发动机，松开水泥搅拌机的吊索，沿导向架使搅拌机下沉，进行搅拌和切土。应该控制搅拌机的下沉速度，并保持在下沉0.8 m/min以内，工作电流不应过大。在喷射混凝土搅拌过程的开始，水泥砂浆在整个喷射混凝土过程中不断搅拌，随时随刻观察机械设备的运行以及地质结构的变化并在钻头下降到设计所需深度后停止下降。

6)提升喷浆。提升钻头喷浆过程中必须连续不间断地将水泥浆搅拌，并由计算机自动记录喷射量。当水泥浆达到地面以下0.5 m时，停止喷浆。

7)二次搅拌喷浆。在施工完第一次喷射水泥浆后，进行第二次钻头下沉，实施补浆喷浆工作，并搅拌至设计所要求的位置深度。

8)移位。将打桩机移到下一个桩位，重复上述步骤。

9)型钢的插入与固定。根据设计及节材要求需将本项目的围护结构所用的H型钢全部拔出回收利用，在插入H型钢之前，需要先对H型钢表面均匀涂刷减摩剂。

水泥土搅拌桩完成施工之后，事先准备好H型钢，并立即准备安装吊装起重机械。安装起重工具及固定吊钩的安装，型钢必须保持垂直，H型钢插入时间必须在搅拌桩施工后30 min内。

槽钢是用来穿透吊筋并放在精确定位的型钢上。泥土搅拌桩硬化一定时间后，取下吊筋和沟槽的精确定位槽钢。精确定位卡必须牢固、水平。然后以H型钢底部为中心，将定位卡慢慢固定在立柱中心，垂直插入水泥土搅拌桩体内，用线锤调整垂直度。

在H型钢插入到设计标高要求的深度后，用吊筋对H型钢进行固定。另外，溢出的水泥土一定要处理清楚，控制到一定标高要求之后，方可进行下一道工序施工。

在水泥土搅拌桩硬化到一定水平后，将用于精确定位凹槽的吊杆和槽钢拆除。

当H型钢达不到设计高度的情况下，应将H型钢抬起并反复插入设计高度。插入时，用线锤跟踪控制H型钢的垂直度。

10)拔除H型钢。在项目施工至无需继续使用该基坑围护结构后，用钢板焊接加强型钢的两侧，通过提升装置夹紧H型钢后进行连续提升，同时借助吊装起重机将其拔出。

2.2.2 三轴水泥土搅拌桩特殊情况处理

1) 如果施工中发现有堵塞管道的现象，应该立即关闭泵机进行处理工作。在结束处理工作之后，要将搅拌钻具设备提升或降低1 m之后，才可以进行灌浆工作，在灌浆后等待10～20 s以后，对提升或者下沉的状态进行恢复，并开始进行搅拌施工，避免出现断桩的情况。

2)施工冷缝处理：①从基本的一组钻孔改为完整的两个孔，来增加搭接的抗压强度和抗渗性；②严格控制升降速度，以确保缓慢挤压速度，以提高水泥土搅拌站桩搭接的质量。

2.3 锚杆支护施工方法

2.3.1 钻孔

1)钻孔方法：湿作业方法(压水钻进法)：在成孔时，首先要对水泵进行启动，使冲洗液(工作压力水)从钻具中心冲往孔底方向冲刷，水在一定的喷嘴工作压力的情况下，其压力值为0.15～0.30 MPa，由钻具不断切割下来的泥土跟着水流从钻具和孔四周之间的孔隙处进行排出。并且在钻进的过程中，要根据土质的情况来控制钻头钻进的速率，一般为300～400 mm/min，钻进后每根钻杆在连接钻杆前必须反复冲洗，直至水溢出为止。钻进过程中要注意钻杆的速度、压力。钻入规定要求的深度(比钻入土层钻杆长度深0.5～1.0 m)后，用清水反复冲洗钻杆内的泥浆和砂子，直至水溢出，然后取出钻杆。

2.3.2 安放拉杆

钢筋拉杆：钢筋拉杆由一根或多根粗钢筋组成。如果是多根粗钢筋组成，应将其捆扎在一起或焊接在一起(如果钢筋拉杆过长应分段制作)，并且要设置定位器。

杆必须平直，并且在使用前须进行除锈防腐处理工作，在涂抹环氧防腐漆冷底子油后，应在干燥后再次涂覆环氧玻璃铜，在其硬化后，需再卷绕2层聚乙烯燃料薄膜。

为将浆拉杆放置在钻孔中间，防止自由段过度变形，在插入钻孔时不触碰动土壁，并确保拉杆有足够的水泥浆保护层，应在拉杆表面安装一个定位装置，锚杆沿锚杆外径小于2 m，在自由段为4～5 m，外径小于钻孔直径10 mm。

2.3.3 灌浆

二次灌浆法应使用两根注浆管，并且对锚固段进行灌注，在浆液初凝之后，并且要张拉锚固段，然后对自由端进行灌注，使锚固点与自由段之间的边界清晰。在第一次灌浆过程中所使用的注浆管，离锚杆末端的距离为500 mm左右，在第二次灌浆所使用的注浆管应与锚杆的末端隔开一定的距离，距离大约1 000 mm。第一次的灌浆压力为0.3～0.5 MPa，流量为100 L/min，第二次灌浆压力为1.5～2.0 MPa，稳压2 min，浆液冲破第一次灌浆体向外部扩散至锚固体与周围的土体接触面的中间，增大锚固体的直径，增大径向压力荷载。挤压作用使锚杆周围的土体向四周压缩，孔隙比减小，含水量降低，土体内摩擦角增大。因此，采用二次灌浆法可以显著提高土层锚杆的承载能力。

3 结束语

综上所述，深入化地分析了建筑工程建设过程中深基坑支护施工技术的一些特征，并且深入研究探讨了深基坑方面不同种类的施工技术，其中包括深层搅拌桩支护的方式以及混凝土灌注桩支护施工的方式和排桩支护施工技术的方式等，并且详细地阐述了建筑工程深基坑支护施工技术的应用要点以及不同种类的深基坑支护技术备的应用优点和缺点等。

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