深基坑组合式支护施工技术

李先华 符志伟 王游

一、工程概况

南山区人民医院改扩建项目总占地面积约8.7万m2，二期基坑分布在场地的西侧，面积4.32万m2。西南侧感染楼设2层地下室，开挖深度10.5m，除此之外的其它部分均为三层地下室，基坑开挖深度15.5m～17.0m。基坑开挖为项目的重点施工内容，提高基坑施工质量能够给后续工作的高效开展创设坚实的基础。

二、基坑支护结构

基坑开挖深度大，综合考虑现场地质、水文、周边建（构）筑物分布等方面的情况，从安全性、经济效益性等方面展开对比分析，将基坑等级设为一级，并结合类似工程经验，提出基坑的支护方案，主要有四种，即桩锚、桩撑、双排桩+锚索、桩+预留土台+抛撑。

1.基坑东南侧：临近国际诊疗中心，该部分采取直接挖通的方法。

2.基坑东侧：紧邻已处于使用状态的住院楼，对基坑支护的稳定性提出较高的要求，采用双排桩+预留土台+抛撑顺做挖土台支护结构。

3.基坑南侧及北侧：单排桩+预留土台+抛撑顺做挖土台支护结构。

4.基坑西南侧：此部分的开挖深度达到10.5m，采取的是单排桩+单层内支撑相结合的方案。

5.基坑西北侧：此部分开挖深度更大，达到15.5m，采取单排桩+双层内支撑相结合的方案。

6.基坑西侧中部：开挖深度与基坑西北侧一致，根据现场作业情况，采用双排桩+单排锚索相结合的方案。

7.坑中坑：土钉墙支护。

8.东侧预留土台抛撑，该部分施工选用的是ф609δ16双拼钢管。

9.南北侧预留土台抛撑，该部分施工选用的是钢筋砼抛撑。

10.南侧管沟，采取钢板桩+工字钢内撑相结合的方案，也可使用搅拌桩微型桩+工字钢内支撑的方案。

三、基坑支护设计参数及施工技术

桩撑：场地平整→施工控制点测放，支护结构放线→咬合桩施工→（外侧管沟搅拌桩和微型桩施工→管沟开挖、埋设和回填）→立柱桩及工程桩施工→咬合桩冠梁、第一层内支撑施工→坡顶排水沟施工→第一层土方开挖→第二层内支撑施工┈→土方开挖至坑底→坑底垫层及排水沟施工。双排桩+锚索：场地平整→施工控制点测放，支护结构放线→咬合桩及支护桩施工→桩顶冠梁、坡顶排水沟施工→第一层土方开挖→第一层锚索施工→第二层土方开挖→第三层土方开挖→土方开挖至坑底→坑底垫层及排水沟施工。

预留土台+抛撑施工：场地平整→施工控制点测放，支护结构放线→咬合桩施工→（外侧管沟搅拌桩和微型桩施工→管沟开挖、埋设和回填）→咬合桩冠梁、坡顶排水沟施工→立柱桩施工→第一层土方开挖2m→第二层土方开挖2.5m→（工程桩施工）→四周按剖面预留土台开挖基坑中间部位土方→基坑中间部分土方按要求挖到坑底→医院主体地下室施工→上层抛撑施工→挖除预留土台地下二层土方→下层抛撑施工→挖除预留土台地下三层土方→坑底垫层及排水沟施工→进行裙楼地下室施工。

1.支护桩及立柱桩

（1）前排桩采用钢筋混凝土桩和素混凝土桩，两者间隔布置；后排桩采用的是φ1.2m、φ1.5m的灌注桩。

（2）咬合桩荤桩和立柱桩施工所用材料均为C30混凝土，素桩则采用C20混凝土，设置厚度为50mm的主筋保护层，通过机械连接的方式使各主筋稳定结合，以维持稳定，桩内钢筋深入冠梁和支撑梁。

（3）桩体施工采取的是均匀配筋的方法，纵筋通长设置。

（4）主筋间距、钢筋笼直径、钢筋笼长度的允许偏差分别为±15mm、±50mm、±100mm。

（5）孔底沉渣量过大时易影响成桩质量，在支护桩施工中其厚度不可超过100mm，立柱桩施工中则不宜超过50mm。

（6）全面勘察现场，掌握现状管线的分布情况，在咬合桩施工前采取改迁、防护等相关措施，以免造成干扰。

2.角撑、连杆、冠梁、腰梁、导槽、车道板等构件

（1）混凝土强度等级为C35，按照35mm的厚度控制标准设置主筋保护层。

（2）加强主筋连接，宜采取机械连接的方法，确保稳定。

（3）以构造要求为准，在支撑系统支座和节点处施工时，适当加密钢筋和箍筋，起到加强的效果。

（4）严格控制偏差，例如：标高、水平轴线偏差均不可超过30mm，立柱垂直度＜h/300。

（5）以设计方案为准，按流程组织内支撑体系的安装作业，出于安全层面的考虑，全程均遵循先撑后挖的原则。

（6）分层依次开挖，随施工进程的推进，到达支撑设计标高区段时，设置腰梁支撑。

3.预应力锚索

（1）以设计要求为准，在钻孔前测放孔位，做好标记，以便给钻孔施工提供参考基准。

（2）钻孔时双套管跟进，孔径150mm，倾斜度偏差不超过3%，在砂层中成孔，待完成一次注浆作业后，方可将套管拔出。

（3）合理下料，制作锚筋，根据张拉设备的工作特性控制外露张拉长度。

（4）加强对锚杆自由段的防护，于该处均匀刷涂黄油，再套上塑料波纹软管，稳定绑扎，确保其具有稳定性。

（5）注浆材料制备中，水泥为42.5R普硅水泥，按0.40～0.5的水灰比配制，分两个阶段完成注浆作业，第一次常压注浆（0.8MPa），待浆液初凝后，组织第二次注浆，此阶段采取高压注浆的方法，注浆压力至少需达到2.5MPa，并加强对用量的控制，每1m注浆量为50kg。

4.土方开挖技术要求

（1）基坑开挖工作量较大，为保证施工质量，遵循先撑后挖的原则，分层、分段逐步完成。

（2）土方开挖期间及时设置内支撑，密切关注支撑的混凝土强度，待实测值达到设计值的80%后，方可组织土方开挖作业，若提前开挖则容易发生失稳现象。

（3）土方开挖工作落实到位后，及时对基坑采取封闭措施，尽可能缩短坑底暴露时间。

（4）严格控制开挖量，避免超挖。

5.桩面挂网喷射混凝土

（1）铺挂φ10钢筋网100×100，安装到位后用射钉或螺栓固定，确保其能够稳定在桩上，网片搭接量至少达到200mm。（2）混凝土强度等级C20，喷射厚度100mm。

（3）按照水泥：中砂：级配碎石=1：2：2.5的标准制备混凝土，在选用级配碎石时，要求其粒径不超过15mm。

6.土钉及喷射砼

（1）土钉施工遵循的是分层的原则，待施工48h后且无异常状况时，方可开挖下一层土方。

（2）以机械开挖的方式为主，人工辅助修坡，确保成型坡面具有平整性。

（3）配套钢花管土钉和钢筋土钉，为充分发挥出此类装置的应用优势，要求抗拔力达到8kN/m。

（4）加强对土钉孔的检测与控制，孔位和孔深的偏差均不可超过100mm。

（5）面层厚度100mm，施工所用混凝土的强度等级为C20，水灰比0.4～0.45，且需紧密挂设φ10钢筋网。

7.双管旋喷桩

（1）根据现场情况合理控制旋喷桩的施工时间，在相邻支护桩成桩3d后，方可组织成桩作业。

（2）施工期间，按照200kg/m的标准控制水泥用量，以P.0.42.5R普通硅酸盐水泥为宜，水灰比1.0。

（3）注浆施工过程中，注浆管的提升速度以0.1m/min为宜，在采取分段提升的方法时，要求搭接长度至少达到100mm，否则易影响桩体的完整性。

8.钢板桩

（1）板桩选型方面，以拉森Ⅲ型或IV型钢板桩为宜，长度6m～16m。

（2）分段开挖管沟，确保各段的施工质量。

（3）施工前做详细的检查，掌握地下管线的敷设情况，采取协调措施，在确保无误后方可施工。

（4）钢板桩施工期间存在较明显的震动和噪音，为减小对周边环境的影响，一方面应合理选择施工时间，另一方面则需尽可能缩短施工时间。

四、变形观测的技术

在出现如下情况后，需及时与甲方、设计及监理单位取得联系，并就具体问题展开探讨：（1）坡顶、地面存在裂缝；（2）坡顶的位移超出预警值；（3）连续2d的变形速率达到4mm/d以上；（4）连续3d的应力增幅达到5%。

五、结语

综上所述，在施工环境的制约作用下，施工单位采取多种支护方案，将其分别应用于深基坑支护工作中，通过各类支护结构的协同作用，可取得较佳的应用效果。施工全程无安全事故，且未发生塌方、滑坡等质量问题，实际施工质量达到预期目标。