建筑深基坑工程中组合支护技术的运用探究

辛本村

（中铁十四局集团房地产开发有限公司，山东 济南 250000）

1 引言

在建筑工程建设数量不断提高的背景下，深基坑工程逐渐受到社会的关注。因此为提高建筑工程整体质量，必须对深基坑施工给予高度重视，充分掌握组合支护技术，并严格依照相关标准将其应用于建筑深基坑工程中，从而达到提高深基坑施工质量的目的，该点对后续施工顺利进行具有重要意义。

2 项目概况

中国铁建·海语城项目总占地9.85×104m2，约9.853 hm2（共 ABCEFG六个地块，其中A地块为商住混合用地2.2 hm2，BCE地块为住宅用地共5.22 hm2，FG为商务用地共2.43 hm2），综合容积率2.46，总建筑面积约33.6×104m2，其中计容建筑面积24.26×104m2。

项目F地块包含1栋16F办公楼（编号1#楼），1栋11F总部办公楼（编号2#楼），设2层整体地下室，深度约10 m，1#楼、2#楼的建筑基底标高9.85 m，设计室内标高为21~22 m，为框架-核心筒结构，拟采用筏板基础；2栋3F商业楼（编号3#楼，5#楼），室内标高21.5 m和22.5 m，为框架结构，拟采用独立基础。

3 场地工程地质条件

3.1 地形地貌

地形：场区原为耕地及果园，后经人工整平，原地形整体自东向西缓倾，勘察期间孔口标高15.02~27.19 m。

地貌：场区原地貌为剥蚀缓坡~剥蚀堆积缓坡，后经人工回填改造。

图1为该项目场区位置及现状周边环境图，从图中可知，本项目场区主要为原农林用地。

图1 项目场区位置及现状周边环境图

3.2 岩土层分布及其物理力学特征

钻探结果表明，场区第四系主要由全新统人工填土层（Q4ml）及上更新统洪冲积层（Q3al+pl）组成，场区基岩为白垩系青山群流纹岩（K1Q），局部地段揭露有挤压破碎形成的破碎带（SL）。地层编号采用了青岛市建委推广的《青岛市区第四系层序划分》标准地层层序编号，共揭示了5个主层、3个亚层，地层描述以层及亚层为单位。现将各岩土层分布特征及其物理力学性质按标准层层序分述如下：

第①层、素填土：该层在场区分布广泛，204个钻孔揭露该层。层厚0.30~2.60 m，层底标高15.02~27.19 m。黄褐色，稍湿～饱和，松散~稍密，均匀性较差，工程性状不稳定。

第⑪层、粉质黏土：该层在场区零星揭露，主要分布于F地块东南部，层厚0.50~3.40 m，层底标高12.58~24.29 m。可塑~硬塑，韧性高，干强度高，含铁锰氧化物，夹有高岭土条带，部分钻孔可见姜石，粒径1~3 cm。该层原位测试及土工试验结果如下：该层地基承载力特征值fak=250 kPa，压缩模量Es1-2=10.1 MPa。黏聚力标准值ck=39.6 kPa，内摩擦角标准值φk=18.3°。

第⑯层、流纹岩强风化带：该层在场区分布较广泛，层厚较小，揭露厚度0.30~4.00 m，层底标高14.79~25.79 m。矿物成分以斜长石、角闪石为主，矿物蚀变强烈，长石部分高岭土化，取芯手搓呈角砾状。该层进行原标准贯入测试60次，50击时贯入6~20 cm。地基承载力特征值fak=600 kPa。变形模量E0=30 MPa。该带岩体为极破碎的软岩，岩体基本质量等级Ⅴ级。

第⑲层、流纹岩中等风化带：该层在场区分布广泛，200个钻孔揭露该层。揭露厚度4.00~19.50 m，揭露层顶标高4.78~25.79 m。灰白~浅黄色，斑状结构，流纹构造，以斜长石、角闪石为主要矿物成分，岩芯多为块～短柱状，较易击碎，节理裂隙发育，锤击声暗哑。地基承载力特征值fa=2 500 kPa。弹性模量E=8×103MPa。该带岩体为较破碎的较软岩，岩体基本质量等级Ⅳ级。

3.3 深基坑周边环境情况

东侧地下室外墙距离现状围挡较近约14.5 m，可将围挡外移；北侧地下室外墙线距离围挡最近约13.2 m，西北角有砼硬化路面，可拆除；东南侧地下室外墙距离现状湖边约12.74 m，现状湖岸采用毛石砌筑且未设置渗水隔水措施，湖水深度约4 m，水面标高17.32 m；正南侧地下室外墙距离售楼处独立基础约6.61 m，距离围挡最近约4.59 m。周边无已下地或即将下地的管道或管廊等地下构筑物。

4 组合支护技术在深基坑施工中的应用

4.1 组合支护技术类型

组合支护技术可根据不同性质划分为不同类型，其主要包括以下内容：①桩锚支护。在通常情况下，此类支护技术多是应用于周边环境复杂，周边建筑物或附着物距离基坑较近，对于地基变形较为敏感的情况；②喷锚支护。该种支护技术具有极强的综合性，其主要包括土钉墙以及锚杆等多种技术手段。对喷锚支护技术进行利用时，必须对施工现场进行深入分析，确保地质环境等方面符合该项技术使用条件；③自立式支护。从现实角度出发，可发现该种支护技术主要应用于粘土以及粉土等地质条件中。对其进行利用时，必须对基坑挖掘深度进行调整，以此充分体现该技术功能性，图2为本项目基坑支护总平图。

图2 本项目基坑支护总平图

4.2 土钉墙

对土钉墙进行施工时，应通过脚手架以及机械设备达到成孔的目的。在土钉安装作业结束后，应及时进行注浆作业。在实际注浆过程中，应对孔底注浆方法进行利用，并采用水泥净浆或水泥砂浆。针对注浆材料配合比而言，水灰比宜控制在0.5~0.55，水泥砂浆的水灰比宜控制在0.4~0.45。正式进行压力注浆时，必须将注浆管插入孔底、由孔底注浆方式，且注浆管端部至孔底的距离不宜大于20 cm，注浆拔管过程中，注浆管口应始终埋入注浆液面内，应在水泥浆液从孔口溢出后停止注浆，注浆后，当浆液液面下降时，应进行孔口补浆；对土钉与钢筋网进行连接时，通常采用不小于Ф14 mm钢筋压通筋，并以井字形进行加焊，如图3和图4所示。

图3 单元支护立面剖面图

图4 单元支护立面剖面图

4.3 微型桩支护

微型桩作为一种特殊加强方式，主要被用于土钉墙支护中作为辅助加强体和一些特殊环境中与锚杆或锚索结合作为护坡桩支挡结构。其主要特点有：施工机具小，适用于狭窄的施工作业区；对土层适应性强；施工振动、噪音小；桩位布置形式灵活，可以布置成斜桩；与同体积灌注桩相比，其承载力较高。

对于保护加固型基坑而言，通常使用微型桩预加固技术，即在基坑开挖之前，预先针对潜在的滑体使用微型桩进行加固，然后开挖。微型桩的存在，尤其在微型桩顶采用了连梁形成桁架体系后，桩与桩间岩土体形成了桩-岩土体型复合结构。其推力由桩和桩间岩土体共同承担。从而使得整个微型桩体系和桩间岩土体作为一个整体结构进行工作，具有类似抗滑桩的作用，可承受较大的弯矩和剪力，使用了桩顶梁后，使各根微型桩和桩间岩土体更加紧密地联系在一起，能够有效地控制墙面上加固区域拉裂缝的形成、开展。

4.4 水泥搅拌桩

水泥搅拌桩常采用三轴搅拌施工工艺，搅拌桩采用两喷三搅施工工艺，搅拌桩一般采用强度等级为42.5普通硅酸盐水泥，搅拌桩深度不大于10 m时，搭接宽度不宜小于100 mm，深度10~15 m时不宜小于150 mm，深度大于15 m时，搭接不宜小于200 mm，水泥掺量宜15%~20%，水灰比0.5，桩位偏差不超过50 mm，垂直度偏差不超过1.0%，桩径允许偏差为4%，三轴水泥搅拌桩应从整平地面开始成桩，并保持均匀、持续，三轴水泥搅拌桩28天水泥无侧限抗压强度不小于1.0 MPa，图5为本项目打桩作业现场。

图5 本项目打桩作业现场

正式进行水泥搅拌桩施工作业前，必须对施工程序进行明确与充分掌握。在通常情况下，水泥搅拌桩工序多是对桩体定位、喷浆钻入以及喷浆搅拌等。在隔水帷幕搅拌桩施工过程中，必须对桩位进行严格把控，并依照相关标准对桩体垂直度进行调整。在相邻桩施工中应确保施工间歇少于10 h，以此避免对施工质量产生影响；对搭接长度进行确定时，应确保其大于15 cm。在桩体形成后应依照相关标准对其进行反复喷浆及搅拌。为全面提高帷幕抗渗性能，施工人员应对硅酸盐水泥进行利用，并根据实际情况添加早强剂。此外，必须对浆液水灰比进行严格把控，确保其具备良好的科学性；对桩位进行确定时，应尽可能减少其误差，确保误差处于±5 cm的范围内。此后，应对其精准度给予高度重视，并确保桩体垂直偏差小于1%；在实际施工过程中，若施工人员发现基坑侧面存在渗水现象，必须立即对插管方式进行利用，以此达到引导水体的目的，并采取综合性能良好的水泥对裂缝进行填补。

4.5 预应力锚索

针对预应力锚索支护技术而言，锚索成孔根据地质情况不同，一般采用麻花钻或潜孔锤机械成孔，当遇到填土、砂土等不利成孔地层可采用跟管钻进工艺，常用成孔直径100~150 mm，锚索倾角一般取15°~25°，通常不超过45°倾角允许偏差3°，在实际钻孔过程中，必须对孔深给予高度重视，确保其与设计长度具有良好的一致性；对孔位偏差进行控制时，必须确保垂直偏差处于±50 mm；施工人员正式对锚索进行制作前，必须对油污及膜锈采取清理措施，全面提高其整洁性。在完成上述工作后，应根据设计长度进行下料，并根据实际情况对张拉长度进行预留，一般预留50 cm；对二次注浆管进行利用时，应对管口及出浆口采取密封措施，以此避免进行一次注浆时浆液出现渗漏现象，并进入二次注浆浆管；在施工过程中必须将锚杆与注浆管同步插入孔洞内，并对杆体与孔底之间的距离进行严格把控，注浆管距离孔底间距不宜大于20 cm，如图6。

图6 预应力锚头大样图

5 结语

根据工程实践情况，深基坑施工与建筑工程建设质量等方面具有直接关系，因此必须对该项施工给予高度重视，充分掌握组合支护技术，并依照相关标准将其应用于深基坑施工过程中，从而达到提高施工质量的目的。

中国铁建·海语城项目F地块采用南侧4单元采用钢管桩+锚索+喷锚，其余单元采用放坡+喷锚支护方式，有效地解决了施工场地狭小、基坑深度大、周边环境复杂、多种施工工序穿插施工的情况。在工期紧张的情况下，分层爆破，分层支护，有效的加快施工进度；工程安全质量满足现行规范要求。