高层住宅楼深基坑支护施工技术

郑金江

(中铁十六局集团第四工程有限公司，北京 101400)

0 前 言

近年来，高层房屋建筑规模逐步扩大，相应的深基坑支护也成为施工中的重点内容。其施工质量将直接影响到建筑整体品质，与居民安全息息相关[1]。高层建筑工程领域加大力度做好深基坑支护具有必要性。结合基坑形式选择合适的综合支护方式，值得工程人员对相关技术做深入分析。

1 工程概况

东铁营栅户区改造回迁安置房及配套设施项目，其建设于北京市丰台区宋庄路东侧，主体结构包括1#、2#楼、S1#～S4#楼、P1#楼及相关附属结构。本项目基坑工程规模较大，东西长142.0 m，南北长68.0 m，基坑整体呈长方形，开挖面积8 280 m2，基坑深度10.8 m，区域内自然地面标高-0.30 m。

2 地质情况

根据勘探结果显示，基坑内地层分人工堆积层和第四纪沉积层，结构较为松散，且勘探过程中共测到3层地下水，见表1。

表1 地下水情况表 单位：m

3 深基坑支护工艺

松软地层及地下水对基坑的稳定性影响较大，因此，采用护坡桩、锚索、搅喷桩进行基坑下部支护、砖混挡墙进行基坑上部支护，采用搅喷桩与护坡桩搭接形成止水帷幕，并结合土钉墙进行基坑止水。

护坡桩强度大、桩身长、桩体嵌入基坑底部达4.7 m，结合预应力锚索的拉力，加上桩顶冠梁的横向连接形成强有力的作用体系，可有效对基坑下部土体进行支护。基坑上部采用砖混挡墙结合构造柱，可有效对基坑上部土体进行支护[2]。通过在护坡桩间设置搅喷桩，可加强桩间土体的强度并形成止水帷幕，结合外层土钉墙可实现基坑内的地下水控制。图1为基坑支护剖面图。

图1 基坑支护剖面图

3.1 基坑开挖

首先使用挖掘机将基坑开挖至-2.3 m处，将开挖土外运，此高度为护坡桩桩顶位置。将场地整平后作为护坡桩、砖混挡墙的施工场地。

3.2 护坡桩施工

护坡桩采用长螺旋中心压灌混凝土后插入钢筋笼的工艺。该技术首先灌注混凝土再进行钢筋笼放置，可省去泥浆护壁环节。护坡桩采用长螺旋钻机成孔，混凝土输送泵压灌泌水性好、和易性好的预拌混凝土，边灌注混凝土边提钻，保证钻头位于混凝土面1 m以下。保证灌注充盈系数大于1.05～1.2，宜<1.3。

钢筋笼统一制作，吊车吊起并垂直放入孔内，首先依靠其自身重力下沉，在下沉到一定深度后利用振动装置辅助钢筋笼下放。钢筋笼插入过程应连续一气呵成，避免出现停顿。护坡桩采用间隔成桩，施工桩孔与新浇筑完成的桩体间的安全距离≥4倍桩径，或间隔≥36 h。施工中钻孔施工应该确保钻孔垂直、倾斜不超过5%。

3.3 冠梁施工

护坡桩凿除桩头并检测合格后进行桩顶冠梁施工，冠梁的结构尺寸为900×600 mm、700×500 mm。冠梁的主要作用是将护坡桩横向连为整体，增强护坡桩的整体防护效果。

使用小型挖掘机开挖桩间土体，并放样出梁顶标高及桩中心线。冠梁钢筋在加工场统一加工，运至现场由人工安装并支立组合式钢模板，模板拼缝严密、线形顺直。

混凝土标号C25，在搅拌站统一拌制，运送至现场后检查坍落度、和易性等指标，混凝土采用分层浇筑，使用振捣棒振捣密实。

3.4 砖混挡墙施工

砖混挡墙在冠梁施工完成后进行，墙体宽度为370 mm，高度2 m，墙体内每隔2 m设置构造柱。主要目的是对基坑上部的土体进行挡护，保证基坑安全。

砖混挡墙结合钢筋混凝土构造柱的结构体系，可增强挡墙自身强度及支护能力，对基坑上部土体提供有效的支护。砌筑采用“一铲灰、一块砖、一揉压、一灌缝”的方法，采用铅垂线及放样结果控制墙体的垂直度及线型。墙体灰缝内砂浆要饱满密实、深浅一致。

3.5 止水帷幕

基坑四周的护坡桩施工完成后，因桩间土体外露，地下水会沿桩间土体流出，导致基坑稳定性下降甚至垮塌。本项目在相邻护坡桩之间加设搅喷桩，与护坡桩连为整体形成止水帷幕，见图2。

搅喷桩是在长螺旋钻机的基础上增加一根高压注浆管，在螺旋钻杆旋转的同时高压注入水泥浆，将土体改变成水泥土搅拌桩，桩体直径1 m。

根据测量放样结果挪动钻机就位，并利用经纬仪校准钻杆垂直度，要求孔位偏差在50 mm以内，垂直度控制在0.5%以内，钻孔直径>1.1 m，施工中发现孔斜及时纠正。起动钻机后调节转速至设计转速，开启高压泵调至设计压力，放松卷扬机使搅拌头自上而下切土、拌和、下沉直至桩底。

钻机钻进和提升速度宜控制在0.2～0.4 m/min，同时均匀、连续注入拌制好的水泥浆液。每根桩应根据地层情况上下搅拌1～2次。水泥浆液采用P.S.A32.5级矿渣水泥，水泥加膨润土浆液的水灰比为1∶0.75。

图2 止水帷幕示意图

3.6 锚索施工

本项目在搅喷桩上设置锚索，通过锚索与搅喷桩的整体作用增强整体支护效果，提高基坑周边土体的稳定性[3]。

基坑开挖至锚索设计标高以下50 cm处，平整场地，放样出锚索位置并挪动钻机就位。锚索成孔采用常规长螺旋钻机同时压水泥浆湿作业成孔的工艺，浆液通过中空钻杆借助泥浆泵与泥浆池进行反复循环，水泥浆控制在1.0～1.2。施工中控制钻机钻杆的水平倾角，保证钻杆的水平投影始终垂直于坑壁。

锚索由钢绞线制成，采用箍环及扩张环制作成波浪状，注浆管从锚索中心部位穿过。钻至设计深度后放入锚索及注浆管，注浆管深入距孔底50～100 mm的位置，确保孔底反浆顺利。采用注浆泵向孔内注入水泥浆，水灰比0.5，注浆压力≥1 MPa，在注浆锚固体初凝后进行二次注浆补强。

锚固体强度达到设计强度的75%即可进行预应力张拉。张拉前先取设计轴向力的0.1倍对锚杆预张拉1～2次，进行锚具受力调整再正式张拉。钢绞线正式张拉时宜分3～4次张拉至设计荷载，回缩锁定在设计预加力荷载后停留5～10 min，在预应力没有明显衰减时用夹片锁紧。

3.7 土钉墙

止水帷幕施工完成后在外侧施作土钉墙，以增强基坑止水能力。土钉墙开挖高度4.74 m，放坡系数1∶0.4，设置三排土钉，每排土钉设置一道通长的Ф14水平压筋，且与土钉端部弯钩相焊接。

土钉材质为Φ48×3.5 mm的钢花管，前端做成锥形，管身钻注浆孔，采用洛阳铲成孔或气锤打入，穿过止水帷幕时可采用水泥浆护壁钻进工艺。土钉放入孔内后采用孔底注浆的方式注入水泥浆，水灰比为0.5，孔口反浆后再加压注浆两次，保证注浆效果。

土钉外部铺设Φ8钢筋网，网格尺寸200 mm×200 mm，网片搭接长度>300 mm，并沿水平方向设置Φ14钢筋，并与锚筋端部弯钩焊接，间距同于土钉纵向间距。面层喷射C20混凝土，厚度10 cm，采用湿喷机施工。

土钉墙翻边采用钢筋混凝土结构，结构尺寸10 cm×100 cm(高×宽)，内设Φ16主筋及Φ6.5箍筋，为土钉墙支护结构的重要组成部分，对支护结构的整体受力起着重要的作用。

4 结束语

东铁营栅户区改造回迁安置房及配套设施项目深基坑施工，采用了护坡桩、锚索、砖混挡墙、搅喷桩、护坡桩及土钉墙形成综合的支护、止水体系，加强了基坑施工质量及施工安全。同时护坡桩的施工省去了泥浆护壁环节，有利于施工环保，节约了施工成本。

基于深基坑支护综合施工技术的应用，可提高高层建筑基础部分施工质量及施工安全，有助于减少安全隐患。当然，深基坑支护技术复杂，如地质条件、材料等均会对正常施工造成干扰，因而要视实际情况而定，形成合适的施工方案，兼顾质量与经济效益两方面要求。

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