浅谈深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用

张敏敏

摘 要：本文结合工程实例，以土层特性和场地实际情况，在深基坑支护薄弱部位采用悬臂式双排桩和内插H型钢，再对坑内壁喷锚加固的施工工艺及相关注意事项进行了阐述，通过对现场监测数据的分析，验证了这种支护体系在该类深基坑支护内的适用性，为类似项目提供参考借鉴。

关键词：深基坑支护;施工技术;联合支护体系

1 工程概况

1.1 项目基本情况简介

上海市浦东新区临港新城主城区WNW-C1-05-07社区中心项目总建筑面积约16808m2，用地面积约9722m2，地下建筑面积约4225m2。本工程项目主要由3栋建筑组成，1#楼为1栋4F托老所及卫生服务中心，2#楼为1栋3F公共活动中心及3#楼1栋4F社区服务用房。2#楼及3#楼整体设置地下一层主要为停车库及设备机房。开挖深度为5.65～6.05m，基坑工程安全与环境保护等级均为三级，基坑侧壁重要性系数1.00，整体滑动分项系数1.3。

1.2 基坑概况

本工程基坑面积约4160m2，总延长米约为320m。本工程±0.000为+5.000，整平后场地标高为吴淞高程+3.800m，相对标高为-1.200。

1.3土质条件

1.4 水文条件

根据地勘察报告地下水位有二层，第一层静止水位埋深0.50m的潜水，第二层为地面以下3～12m承压水。经过测算，基坑开挖过程中的承压水稳定性满足规范要求，基坑降水主要为浅层水。

1.5 场地环境及周边位置条件

场地现为经过整平后的空地。东侧为小区规划道路，地下室外墙与基地红线最小距离约 4.95m;南侧为经二路，距离基地红线最小距离约3.0m，道路对面为一层自贸超市和层高8～10层的临港人才公寓楼;西侧为夏栎路，是条交通主干道，道路与基地红线最小距离约3.7m，道路对面为大型居住社区，环保标准要求高，早晚高峰土方车进出受限，且无法夜间作业。北侧为苏家港河，河岸距离地下室外墙最近距离约36.9m。东北角为场内唯一狭长土方外运通道，基坑需要重点考虑。

2 深基坑的支护方案

工程基坑支护设计以开挖深度6.05m进行计算，加之周边环境比较复杂，基坑西侧紧邻夏栎路和东北侧临近施工便道为施工的重点，为了避免因土层含水率较高产生坍塌风险，削弱土体的剪切力和荷载，在东北角区域围护采用止水帷幕+内插H型钢支护形式确保狭窄区域施工便道的安全。基坑的四个边角采用钢支撑支护。基坑采用轻型井点降水。

3 基坑支护体系施工工艺流程

3.1三轴搅拌桩施工工艺流程

3.1.1 开挖沟槽

使用PC220挖掘机以基坑围护内边控制线开挖沟槽，沟槽宽度约50cm，深约100cm。

3.1.2 搅拌桩孔位定位

搅拌机架应该平稳竖直，按照桩与桩搭接20cm的尺寸在沟槽内放样地位。

3.1.3 桩机就位

桩机垂直度偏差值应≤L/100（L为桩的长度），搅拌桩桩位定位后复核偏差值应<2cm。

3.1.4 搅拌速度及注浆控制

采取“四喷四搅”的操作次序，喷浆搅和时，搅拌头上升速度≤0.5m/min，下沉速度≤1.0m/min，搅拌头每圈提升（或下沉）量控制在10mm～15mm以内，最后慢速提升。

3.1.5 水泥浆制备

水泥浆制备采用的水泥为PO42.5硅酸盐水泥，水和水泥配比为0.55，注浆压力控制在0.4～06Mpa。

3.2 H型钢施工工艺

3.2.1 H型钢准备

本工程H型钢均为租赁，无需现场制作，但是需要根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差确定并焊接吊筋。清洗干净后的型鋼需要在插入水泥土的部分均匀地涂抹完全熔融后的减摩剂。

3.2.2 下插H型钢

用线锤校核吊起的型钢垂直度后，使用震动锤下插型钢前，在竖直的沟槽位置放两根长度250cm的20×8cm定位槽钢，再在并列沟槽位置放两根长度1200cm的40×40cm定位工字钢，转弯位置的型钢与围护桩中线90°角下插。

3.2.3 拔出H型钢

H型钢的拔除选在地下结构施工完成达到设计强度后进行，起拔使用专用的夹具和千斤顶，以稳固的圈梁为反梁，反复顶升起拔进行回收。

3.3 钢筋混凝土圈梁施工

基坑东北角围护顶设置钢筋混凝土围檩。压顶围檩采用截面尺寸为1000×700mm，压顶梁中心标高为-3.050，强度为C30。

3.4 钢支撑

本工程内支撑采用？ 609×16钢支撑，支撑体系中心标高为-3.050，钢管支撑在底板换撑达到设计强度后拆除。

3.4.1 钢支撑拼接与安装

使用墨线在钢筋混凝土圈梁上弹出控制线，然后用25t汽车吊将钢支撑吊入基坑内，由于预先停放坑内的PC220挖机进行钢支撑拼装。钢支撑两端与圈梁预埋件接触面采用碎铁块将钢支撑端板与预埋件可靠地电焊连接。所有需电焊的部位均验收通过方可使用。

3.5 基坑排水、降水

3.5.1基坑排水

工人沿基坑槽底四边挖出300×300mm盲沟进行排水，集水井每隔20～30m设置一个，用水泵抽排水至坑外护坡顶300×300mm的明沟内，由水泵集中抽排至指定的市政雨水管道。

3.5.2 轻型井点降水

（1）冲孔

成孔采用水冲法成孔施工，孔径300mm，冲孔深度应比设计井点管埋设深 500mm。

（2）安装井点管

冲孔完成即放入长6m的？ 48的钢管井点管，井管垂直度误差控制在≤ 1%。

（3）填滤料、封口

放置完成井点管后，为了确保出水畅通，在管壁的四周填充粗砂滤料，控制填料量≥85%计算量的同时保证填入速度，避免中空。当填入距离孔口1m换粘土逐层填入夯实并封口。

（4）管路连接

长度700mm的？ 48螺纹钢丝胶管将井管与集水总管连接。所有管径连接处应涂抹黄油后再用胶布封闭。井点真空度不小于65KPa。

（5）降水运行管理

降水设备每安装成一套马上使用，确保形成滤水层和地下水渗流，保证降水设备的出水量。

3.6基坑土方开挖

根据基坑围护设计的要求，土方开挖主要是二次施工，即先分层分段开挖至基底以上300mm，然后进行人工基坑清底、集水井和落深区域的土方开挖。土方开挖根据结构后浇带进行分区，由西南向东北退挖，挖土过程需留临时边坡，临时边坡采用二级放坡，坡比不大于1：1.5。采用机械挖土，人工配合清除桩、井点管周围的土方和坑底预留的300mm厚的土方，自卸汽车运土，全部土方均弃土外运。

3.7 基坑内壁喷锚

首先对桩体表面的凸出物和余土进行清理，再在桩体植入膨胀螺栓后挂设并焊接钢筋网片，再自上而下以2～3m划分喷射混凝土区域进行喷面，确保其喷射厚度≥设计厚度的2/3。

3.8 基坑监测内容及结果

3.8.1 基坑监测内容

（1）基坑周边环境的监测

主要涉及项目周边紧邻的几幢建筑物、经二路、夏栎路、施工便道及三大管线的沉降监测。

（2）基坑支护结构的监测

主要涉及围护桩顶标高的沉降及桩体的侧移、钢支撐体系内力监测。

（3）深层土体的位移监测

主要为基坑周边深层土体的水平位移监测。

3.8.2 监测结果

根据8月16日-9月28日深基坑开挖后图1监测结果显示，基坑深层土体位移数值一直在警戒值范围以内，说明该支护方案取得了不错的支护效果。

4 注意事项

4.1 搅拌桩施工冷缝处理

一旦搅拌桩不能连续施工，则搅拌桩施工冷缝优先考虑预留在群桩的内部，以确保内外排搅拌桩的连续性;如在内外排施工中产生施工冷缝，则考虑在冷缝处外排增打1～2根搅拌桩进行补强。

4.2 搅拌桩体不均匀

施工前对机械设备试运行确保其运转正常;灰浆拌合应≥2min，降低转头的转进速度，适当提高搅拌转数，边提升边搅拌，提高泥浆拌和均匀性，严格控制水灰比，避免降低浆液强度。

5 结论与期望

本工程通过双排桩和内插H型钢，基坑的四个边角设置钢支撑，同时对坑内喷锚加固取得了较好的支护效果。实践表明，该种深基坑支护在狭小空间和环保标准高的区域具有较高的适用性，具有较好的经济和社会效益，具有较高的推广应用价值。

参考文献：

[1]赵志缙，应慧清.简明深基坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.

[2]汪正荣，赵志缙，赵帆.建筑施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[3]高大钊，陈汉忠，等.深基坑工程[M].北京：机械工业出版社，2006.

[4]田蒙，建筑工程深基坑支护施工技术实例分析[J].中国高新技术企业，2010，（7）;171-172.