高压旋喷桩和锚杆组合支护在基坑施工中的应用研究

戴志锋

（厦门海投工程建设有限公司）

0 前言

随着当前我国高层和超高层建筑的不断发展以及地下空间利用程度的提高，基坑工程施工在整个工程建设中都日益凸显其重要性，而支护形式也从传统的单一结构转变发展成为新型的组合支护结构。本次拟建工程自贸城H2008G06 地块场地位于厦门市海沧区角嵩路以北，石囷路以东。拟建建筑物采用桩基（PHC）管桩，一层及二层地下室。为保障该工程的顺利施工，决定根据现场状况在基坑施工中重点应用高压旋喷桩+锚杆组合支护方案，下面阐述该方案的应用情况。

1 工程和地质水文概况

该工程的施工现场地势起伏较大，正负0.00 相当于黄海标高8.1m。而且在工程场地的西侧是已建及正在建设的囷瑶小学学校楼房，其路面黄海高程7.5m，距用地红线最近处约10.5m；东侧为规划海新西路，目前已完成路基施工（未通车），距用地红线最近处约6.5m；北侧为自贸城已建住宅楼（新建构筑物），其一层地下室黄海高程0.9m，二层地下室基础底黄海高程-3.15m，距用地红线约12.0m；南侧为场地内规划用地。

该拟建工程的地质地貌为滨海滩涂地貌单元，地形地势较为低洼平坦，经过施工人员人工回填改造后形成现状地面。而在基坑开挖深度影响范围内的主要岩土层分布为：①杂填土：层厚约0.6m～6.8m；②素填土：层厚约0.6～3.7m；③淤泥：层厚约0.8m～8.9m；④粉质粘土：层厚约0.6m～8.8m；⑤残积砂质粘性土：层厚约2.4m～20.4m；⑥全风化花岗岩：层厚约层厚约1.1m～17.5m；⑦砂砾状强风化花岗岩：层厚约1.2m～39.6m等。主要计算岩土参数如表1 所示。水文条件勘察为平水期，各钻孔中测得混合地下水稳定水位埋深0.00m～4.60m，稳定水位标高2.22m～3.98m。

2 基坑支护方案的选择与设计

本拟建工程有1～2 层地下室，基坑开挖深度约为3.5m～11.5m，土方量约13.0 万m3。在该工程的基坑施工过程中，场地内的地下水含量较为丰富，而且水位埋深浅，地层的透水性较好，而且还有附近的河流水利联系相当密切，因此在实际施工中挡土支护结构要能够兼顾挡土和防渗水两大作用，相比于现阶段常用的支护方式，高压旋喷桩和锚杆组合支护更加适合。

如图1 所示该工程基坑开挖施工平面示意图，本拟建工程共分为7 个剖面，其中：1 号剖面开挖深度11.5m；2 号剖面开挖深度10.9m～11.1m；3 号剖面开挖深度6.9m；4 号剖面开挖深度3.5m；5 号剖面开挖深度6.7m；6 号剖面开挖深度10.9m；1 号剖面开挖深度10.9m；坑内一、二层地下室分界处开挖深度4.2m；设计时，各剖面开挖深度为现地面至基础垫层底。基坑支护方式主要分自然放坡、土钉墙放坡、土钉墙放坡+桩锚进行支护，部分桩间存在较厚淤泥层时，桩间采用水泥土搅拌桩止泥。

3 基坑支护工程施工

3.1 施工顺序框架

本拟建自贸城H2008G06 地块场地施工过程主要包括基坑止水、土方开挖和桩锚支护三个部门，但是因为现场施工的空间过于狭窄，而且受到周边环境的影响较大，因此确定施工顺序为第一步进行钻孔护壁桩，完成浇灌后在进行高压旋喷桩，最后在进行锚杆施工。因此基坑支护工程的施工顺序应该为钻孔桩→高压旋喷→压顶梁→锚杆→土方开挖。

3.2 基坑止水帷幕

首先应用三重管法对高压旋喷桩进行施工活动，使其高压水流的射流压力要大于30MPa，而且保障水流的提升速度为9cm/min～10cm/min，高压旋喷桩的旋转速度为10rpm；其次水泥要采用P.O42.5R 普通硅酸盐水泥，在施工前按需进场，还要对施工现场的地下水和原土进行试配，如果存在不凝固和不胶结的现象应该立刻对水泥的品种进行更换或者是加入符合建筑规定的外加剂，施工人员可以凭借施工经验和现场的实验结果对水灰比、注浆压力以及提升速度等数据调整，不过要充分的保障水泥的使用量不能低于500kg/m3；其三是要保障钻孔的垂直偏差不超过1%，高压旋喷桩桩位的偏差要尽可能的小于50mm，目的是为了使桩与桩之间能够有效的进行搭接；最后要使高压旋喷桩施工保持一定的距离，根据本次施工条件建议桩与桩之间的间距应该超过2m 以上，具体间距要根据现场施工情况而定，确保不会穿孔即可，而第二批施工要在第一批的高压旋喷桩凝固之后再进行施工。

3.3 基坑支护结构

根据该基坑工程的相关设计要求，钻孔桩成孔施工工艺要应用正循环的方式，其钻头选择要利用单腰带犁式钻头，保障钻进的参数为钻压15kN～20kN，钻头的转速保持在42 r/min ～56r/min，此时的泵量应该在180m3/h 左右，并且在施工过程中还要利用泥浆作为护壁，使其比重在1.20～1.25 之间，粘度控制约在22s 范围；其次在钻孔桩施工之前还要先测量定位高压旋喷桩的位置，根据设计要求允许偏差在±30mm 范围内，桩身的垂直度要控制偏差在1%左右，同时也要使孔底的沉渣厚度要小于30mm；然后在相邻的高压旋喷桩混凝土浇注完毕之后才能够进行下一步的钻孔桩成孔；第四步施工就要将首灌混凝土的埋管深度大于或等于0.8m，才能够保障水下灌注混凝土的工艺顺利开展，同时在拔管之后也要保障深度大于1m，目的是为了是桩身的混凝土密实度达到设计要求；最后就是要检查和验收钢筋笼的制作公寓，保障下孔钢筋搭接焊接焊缝的质量符合相关施工标准和规定，确定钢筋笼的受力方向正确，如验收无误后，即可下入到孔内，从而保障了水下浇注混凝土的质量和稳定性，达到强度标准以及要求。

3.4 土方开挖

第一是要对每层开挖的深度进行有效的控制，如果采用机械成孔工艺，就要保障该层的锚杆设计位置以下0.6m～0.7m，严格禁止超深度挖掘，并且下一层的土方开挖还要在上一层的锚杆进行第二次注浆一周后才能够继续进行，否则禁止提前开挖。最后就是要在合适的场地位置开挖数个集水坑进行一定程度的人工降水，使下一层土方开挖之前能够深度确认现场施工情况，以免对基坑造成一定的危害。

4 施工监测

在基坑工程进行的过程中为了保障开挖后边坡的稳定性以及周边道路和其他建筑的安全性，必须要在基坑的边坡布设监测点(图2），对周围的建筑物和道路沉降布设监测点，并进行严密的施工监管。同时在监测周期内对基准网、监测控制网全都要观测一遍，在开挖结束之后以七天作为观测周期，然后根据监测的结果确定基坑的最大水平位移以及周边建筑物的最大沉降，如果数值在允许的范围之内，则说明基坑工程的开挖没有对结构产生严重的危害和影响。

5 结语

综上所述，本工程所采用的基坑支护方式适用施工现场的地质、水文条件，基本达到了预想效果。对于基坑工程施工来说，应用高压旋喷桩和锚杆组合支护方法一方面节省了施工成本，另一方面最大限度的提高了施工质量，将高压旋喷桩嵌于灌注桩间成桩的质量是能够符合设计要求的，除此之外在应用合理的支护方式基础上，还要精心施工，确保基坑工程的施工方案能够确保整个建筑质量，才能够保障整个工程施工的顺利进行和安全稳定。