采用多种支护形式在深基坑支护中的应用

常志刚

（山西安宇建设监理有限公司 山西太原 030013）

0 引言

基坑支护是一项技术性复杂、危险性高的系统工程，其过程控制的好坏不仅影响本工程的人员与设备安全，更会对周围原有建筑物的安全构成威胁。根据基坑开挖深度、地质条件、基坑周围环境等因素，需要对深基坑支护方案进行全面、深入地优化选择，以确保基坑安全及降低工程造价。因此做好建筑工程深基坑支护技术的研究与管理，保证人身与财产安全，对我国现代化建设事业的健康发展具有深远的意义。

1 所在工程项目概况

本工程住宅小区1#商住楼、2#商住楼、3#商业楼及地下车库项目，建场地地形较平坦，东西长71m，南北152m，高差0.7m，面积10600m2。基坑东侧原有建筑物较多，有2栋6层砖混建筑和1栋19层的高层建筑，距离基坑边8.64m，距基坑2.5m处为原有围墙；西侧距原有围墙22m，坑边5m外计划为施工道路；南侧为邻街一层临建，距离基坑7.5m；北侧为围墙，距离基坑12m；基坑周边无地下管线（东侧有一个公路局小区化粪池），见图1。1#楼±0.000绝对标高780.000，基坑底相对标高：-9.37m，地表绝对标高：778.5m，基坑深度7.87m，2#楼±0.000绝对标高780.300，基坑底相对标高：-8.97m，地表绝对标高：778.9m，基坑深度7.57m，该工程属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，该基坑安全等级为二级，设计使用时间小于12个月。

表1 土质条件分析

地下水位在地表下5～6m的位置，基坑挖深8m，需降水3～4m。

2 基坑支护方案及施工中的关键技术

2.1 基坑支护方案

基坑东侧采用混凝土悬臂灌注桩加三排的深层搅拌桩的止水帷幕；基坑北侧、西侧采用土钉墙加两排的深层搅拌桩的止水帷幕支护方案；南侧考虑有办公区采用二级放坡加土钉墙、两排的深层搅拌桩止水帷幕、打两道预应力锚索的支护方案。

东侧：混凝土悬臂灌注桩：桩长15.5m、桩径1000mm、间距1400mm，桩身混凝土强度：C30。止水帷幕采用三排水泥土深层搅拌桩，桩径500mm，桩间距300mm，排间距300mm；桩长13.5m，超搅高度0.5m。水灰比为0.4～0.5，水泥采用P.S.A42.5普通硅酸盐水泥，单桩每米水泥用量65kg/m。

西侧、北侧：采用土钉墙加双排水泥土深层搅拌桩支护方案；水泥土深层搅拌桩：桩径500mm，桩间距300mm，排间距300mm；桩长13.5m，超搅高度0.5m，水灰比为0.4～0.5，水泥采用P.S.A42.5普通硅酸盐水泥，单桩每米水泥用量65kg/m；土钉墙：钢筋土钉采用φ22螺纹钢筋作为土钉，土钉至上而下布置，土钉长度6～12m，孔径100mm，角度为15°，土钉间距1.3m，用φ6.5@200mm钢筋编网，并以φ14钢筋焊成井字架与土钉连接，面层采用C20细石混凝土喷射而成，厚度100mm。

图1 某住宅小区工程实景

南侧：采用二次放坡加土钉墙+预应力锚索+双排水泥土深层搅拌桩的组合支护方案，预应力锚索：水平间距2.4m，倾角15°，孔径150mm，长度15m，其中锚固段9m，锚索杆体采用2束15.2×1860有粘接预应力钢绞线，锚固钢梁上。预应力锚索采用二次注浆工艺，注浆材料采用P.O.42.5纯水泥浆，水灰比0.5～0.55，二次注浆水泥用量不小于80kg/m，张拉值取锁定值的1.1～1.15倍。土钉墙、双排水泥土深层搅拌桩技术参数同上。

2.2 施工中的关键技术

（1）灌注桩：根据设计图纸和业主提供并经过校验的水准点和坐标控制点，采用全站仪和钢尺测放支护桩轴线和桩位。

①埋设钢护筒，根据桩位中心点的正交十字线上埋设控制桩，挖出比护筒大20cm的孔，然后将护筒吊放入孔内，找出护筒的中心，使护筒的中心与桩位中心重合，在护筒周围回填含水量适合的粘土，分层夯实。护筒由6～8mm钢板卷成，护筒顶端高出地面200mm。

②成孔。

钻孔前，调平钻机，保持钻机垂直稳固。钻孔采取跳打施工工艺，消除对邻桩的影响。钻进过程中向桩孔内注入制备好的泥浆，泥浆液面应高出地下水位1.5m以上。钻至设计标高时用带有活门的筒形钻清理沉渣，并用测垂对桩孔深度、沉渣厚度进行检验。

③钢筋笼制作安装。

电焊工和钢筋工应有国家相关部门颁发的有效的上岗证；进入工地后，规划，清理平整钢筋加工场地，在正式开工前要进行焊接试验。经检验合格后方可正式焊接作业；焊条的选用应符合设计文件的规定要求；主筋的焊接用搭接焊，搭接长度≥5d（双面），≥10d（单面）。其接头位置相互错开间距不小于35d，同一截面内接头数量不大于50%，主筋保护层厚度为50mm；安放钢筋笼：钢筋笼设置3个起吊点，以保证钢筋笼在起吊时不变形。吊放钢筋笼入孔时，应对准孔位，保持垂直，轻放、慢放入孔，严禁高提猛落和强制下入

④安装导管、灌注混凝土。

a.导管在使用前应试拼装、试压，导管底部至孔底的距离宜为500mm。

b.桩身混凝土强度C30，初灌量必须埋入导管1000mm以上。应连续不断灌注混凝土，严禁途中停工。在灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管，保持导管的合理埋深。适时拔管，最大埋管深度不大于8m，最小埋管深度不小于1.5m。混凝土坍落度为160～220mm。

（2）水泥土搅拌桩：采用四搅两喷的施工工艺（预搅下沉-喷浆提升-重复预搅下沉-喷浆缓慢提升）；水泥搅拌桩施工技术要点：

①水泥搅拌桩施工过程中，应严格控制水泥用量。

②搅拌下沉速度宜控制在0.5-1m/min，提升速度宜控制在1-2m/min，并保持匀速下沉或提升。搅拌次数和搅拌时间应能保证水泥土搅拌桩的成桩质量。搭接施工邻近桩施工时间不得超过10h，否则应采取有效措施进行加强处理；搅拌桩桩位偏差不大于5cm，桩身垂直度误差不大于1%。

（3）土钉墙。

工艺流程：

挖土→钻孔→杆体制作和安放→注浆→编扎钢筋网片→植筋→编扎钢筋网→喷射混凝土面。

①挖土：挖土分层进行，每层土方开挖底标高低于相应锚索、土钉位置，距离为500mm。边坡上部做宽度1m的翻边，基坑周围做集水坑保证雨期排水。

②成孔：土钉成孔采用机械钻孔注浆法，孔径110mm，倾角15°，土钉长度6～12m，水平间距1.5m，注浆采用P.O.42.5纯水泥浆，注浆体设计强度15Mp。水灰比0.45～0.5，间隙注浆，每米水泥用量40kg。

③杆体制作和安放：杆体制作前，应对钢筋及其焊接接头进行抗拉试验，合格后方可应用于工程。

采用HRB400φ16钢筋，水平间距1500，竖向间距1000mm。放坡面层加固网钢筋采用HRB400φ16钢筋。安放杆体时应防止杆体扭压、弯曲，杆体下放要快速、连续。

④注浆：注浆前，要对水泥进行抽检，合格后方可使用；注浆采用水灰比0.45～0.5的纯水泥浆。

注浆液应搅拌均匀，随搅随用。注浆管前端应距孔底250～500mm，注浆时要边注浆边拔注浆管，注满为止；在孔口要采取补浆措施，使孔口砂浆饱满。每延米水泥用量为25kg。

⑤编扎钢筋网片：采用双向φ6.5@200钢筋网片和双向φ14@1500加强筋。根据施工作业面分层分段铺设钢筋网，钢筋网之间的搭接，采用焊接。

⑥喷射混凝土面层：喷射混凝土强度C20，配合比经试验室配比试验确定，厚度100mm。细骨料选用中粗砂，含泥量小于3%，粗骨料选用粒径不大于20mm的级配砾石。喷射过程中，混凝土表面湿润要光泽、无干斑和滑移流淌现象、易粘着为标准来掌握加水量和喷射压力；喷射方向尽量与受喷面垂直，局部可将喷头稍加偏斜，但角度不宜小于70°；钢筋与坡面保护层大于20mm。施工偏差允许值：墙面厚度：±10mm，网格允许误差±20mm，搭接长度不小于200mm。

（4）锚索。

技术参数：锚索水平间距2.4m，倾角15°，孔径150mm，长度15m，其中锚固段9m，锚索杆体采用2束15.2×1860有粘接预应力钢绞线，锚固钢梁上。

预应力锚索采用二次注浆工艺，锚索安设后，进行一次常压注浆，注浆材料采用P.O.42.5纯水泥浆，水灰比0.5～0.55。锚固体设计强度25Mp，浆管在锚固段末端范围内设计注浆孔，注浆孔间距500mm。二次注浆压力不小于2.5MPa。稳定压力不小于1.5MPa。待一次注浆体强度达到5MPa（24h）后，进行二次高压浆注，二次注浆水泥用量不小于80kg/m。锚固段混凝土强度达20MPa后，开始张拉；拉前应对张拉设备进行检验，并检验锚具、夹片是否有伤残；装张拉设施时，应保持千斤顶与锚索在同一轴线上；每级张拉静置时间不小于3min，稳定后方能进行下一级加载。梁采用2根22a工字钢。锁定值12MPa，张拉值13.5MPa。

该工程完工回填后，观察基坑周围建筑物均无明显变化，证明该设计方案、施工工艺是结合实际、安全可靠、经济合理的。

3 结束语

基坑支护技术在建筑工程中的重要性是不言而喻的，支护方案的选择要结合工程的实际情况，以安全、经济、适用为原则。不断地加强管理，提高施工技术水平，是每一个施工单位的重要课题，同时也是施工单位综合实力的体现。