应用工程实例对深基坑支护技术的分析

　　某大厦，位于某市某区北三环中路，建筑总面积126180平方米，地下面积37418平方米;建筑总高度103.7m，建筑平面形式呈方形布置，轴线距离东西97.1m，南北101.1m;地下共4层，基坑底最深相对标高-22.7m;基础为钢筋混凝土梁板筏基，裙楼及C塔楼采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构，南部塔楼高层部分采用钢-混凝土组合结构，地下及裙楼混凝土梁内设无粘结预应力筋。

　　2.支护技术总体方案

　　由于本工程场地狭小，周边环境复杂，中标承诺工期短(共计30个月)，低于常规施工工期，开工日期为2006年12月18日，基坑土方开挖计划3个月完成。若采取常规的放坡开挖，由于基坑深，场地小，基坑的稳定安全性将受到影响，且放坡开挖后将超过施工红线，因此该方案被排除;若采用护坡桩施工，则基坑开挖时间将推后，进度总体控制计划将受到影响，且按此方案存在土方回填和费用较高的特点。经过各种方案的认真讨论，结合工程的地质资料及周边建筑物等实际情况，本工程基坑支护采取混凝土灌注桩、锚杆、锚喷护壁、挡土墙联合支护结构体系，其设计按照第二章中所述规范方法进行计算，并确定支护具体方案。选择此种方式进行基坑支护，可边开挖边支护，不影响工程进度，且无回填量，大大节约成本和工期。

　　(1) 混凝土灌注桩

　　桩直径800mm，间距1.5m，桩顶标高为-3.6m，嵌固深度为A型4.9m、B型5.2m，混凝土强度等级为C25。混凝土灌注桩采用旋挖钻机泥浆护壁成孔，钢筋笼现场加工，水下灌注商品混凝土的施工方法。

　　(2) 锚杆

　　水平间距1.5m，腰梁2Ⅰ25b，A型桩二道，B型桩三道。采用套管跟进水冲式锚杆钻机成孔，水泥浆灌注。

　　(3) 锚喷护壁

　　桩间土体采用挂网锚喷法进行支护。桩间土体修整成拱型，固定300mm间距，钢筋网片加网孔间距50×50mm钢丝网，喷射50mm厚混凝土。喷射机喷射混凝土时，从最下层开始，逐层往上喷，每层高度为2m。

　　(4) 砖挡土墙

　　砖挡土墙砌筑从灌注桩帽梁顶标高至自然地坪以上20cm，顶标高为-0.25m。砖挡墙每隔3.0m设一根构造柱，构造柱截面尺寸为250×370mm，墙中设一道圈梁，墙顶设一道压梁，混凝土强度等级为C25。墙体采用“一顺一丁”组砌形式，“三一”砌筑法，柱、梁采用定型组合钢模板，混凝土为商品混凝土。

　　3.支护施工技术

　　(1)混凝土灌注桩(旋挖钻机泥浆护壁成孔)支护施工要点

　　钻孔灌注桩是利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇注混凝土(或先在孔中吊

　　放钢筋笼)而成的桩，其中泥浆护壁成孔适用于地下水位较高的地质条件。施工

　　要点包括：

　　①施工工艺

　　钻机钻孔前，应做好场地平整，挖设排水沟，设泥浆池制备泥浆，做试桩成孔，设置轴线定位点和水准点，防线定桩位及其复核等施工准备工作。钻孔时，先安装桩架及水泵设备，桩位处挖土埋设孔口护筒，以起定位、保护孔口、存储泥浆等作用，桩架就位后，钻机进行钻孔。钻孔时应在孔中注入泥浆，并始终保持泥浆液面高于地下水位1.0m以上，以起到护壁、携渣、润滑钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作用。钻孔深度达到设计要求后清孔，该工程采用原土造浆，所以清孔时，钻机空转不进尺，同时注入清水，待孔底残余的泥块已磨浆，排出泥浆比重降至1.1左右(以手触泥浆无颗粒感觉)，即认为清孔已经合格。

　　清孔完毕后，立即吊放钢筋笼和水下浇注混凝土。钢筋笼埋设前在其上设置定位钢筋环，确保保护层厚度。水下浇注混凝土采用导管法施工。

　　②质量控制

　　护筒中心要求与桩中心偏差不大于50mm，埋深不小于1m;泥浆比重控制在1.1～1.2;孔底沉渣厚度不得大于150mm;水下浇注混凝土应连续施工，孔内泥浆用潜水泵回收到贮浆槽里沉淀，导管应始终埋入混凝土中0.8～1.3m，并始终保持埋入混凝土面以下1m。

　　(2)锚杆支护施工要点

　　土层锚杆简称土锚杆，它是在地面或深开挖的地下室墙面(挡土墙、桩或地下连续墙)或未开挖的基坑立壁土层钻孔(或掏孔)，达到一定设计深度后或再扩大孔的端部，形成柱状或其他形状，在孔内放入钢筋、钢管或钢丝束、钢绞线或其他抗拉材料，灌入水泥浆或化学浆液，使之与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。其特点是：能与土体结合在一起，承受很大的拉力，以保持结构的稳定，可有效地控制建筑物的变形量;施工所需钻孔孔径小，不用大型机械;代替钢横撑作侧壁支护，可大量节省钢材;为地下工程施工提供开阔的工作面。经济效益显著，可节省大量劳力，加快工程进度。

　　a.施工准备

　　①锚杆用有出厂合格证及试验报告的钢筋，直径为22mm;水泥浆锚杆体的水泥用42.5号普通硅酸盐水泥;砂用粒径小于2mm的中细砂;水用pH值小于4的水。

　　②钻孔机带套管和钻头;灰浆泵、灰浆搅拌机等。

　　③开挖边坡，按锚杆尺寸取2根进行钻孔、穿筋、灌浆、锚定等工艺试验，并作抗拔试验，检验锚杆质量，以检验施工工艺和施工设备的适应性。

　　④进行技术交底，搞清锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆及锚固件型式。清点锚杆及锚固件数量。

　　⑤进行施工放线，定出挡土墙、桩基线和各个锚杆孔的孔位，锚杆的倾斜角。

　　b.施工工艺(水作业钻进法)

　　土方开挖——测量、放线定位——钻机就位——接钻杆——校正孔位——调整角度——打开水源——钻孔——提出内钻杆——冲洗——钻至设计深度——反复提内钻杆——插钢筋——压力灌浆——养护——裸露主筋防锈——上横梁——焊锚具——锚头锁定。

　　(3)质量控制

　　①钻孔要保证位置正确，要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度)，防止高低参差不齐和相互交错;

　　②钻进后要反复提插孔内钻杆，并用水冲洗孔底沉渣直至出清水，再接下节钻杆;

　　③钢筋使用前要检查各项性能，检查有无油污、锈蚀等情况，如有不合格的，应进行更换或处理;

　　④注浆管使用前，要检查有无破裂堵塞，接口处要处理牢固，防止压力加大时开裂跑浆;

　　⑤拉杆应由专人制作，钻孔完毕应尽快地安设拉杆，以防塌孔;

　　⑥在灌浆前将管口封闭，接上压浆管，即可进行注浆，浇注锚固体;

　　⑦灌浆是土层锚杆施工中的一道关键工序，必须认真进行，并作好记录，灌浆材料用水泥浆，水灰比为0.45，水泥浆液的抗压强度应大于25Mpa，塑性流动时间应在22s以下，可用时间应为30-60min，整个浇注过程须在4min内结束;

　　⑧灌浆压力在0.4Mpa～2Mpa之间，宜采用封闭式压力灌浆和二次压力灌浆，有效提高锚杆抗拔力。

　　⑨注浆前用水引路、润湿，检查输浆管道，注浆后及时用水清洗搅浆、压浆设备及灌浆管等，注浆后自然养护不少于7d;

　　⑩遵循分段开挖、分段支护的原则，施工中对锚杆或土钉位置，钻孔直径、深度及角度，锚杆或土钉插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度、锚杆或土钉应力等进行检查。

　　(4)锚喷护壁施工要点

　　喷锚网护壁技术原理是利用沿途介质的自承能力，借助锚杆与周围土体的摩擦力和粘聚力，将外部不稳定土体和深部稳定土体联在一起，形成一个稳定的组合体。锚杆端部互相连接的喷射混凝土面板，由于紧密嵌固于土体中，它不仅能很好的调节锚杆相互之间的应力分布，而且可以很好的起到防水作用。喷锚网由于采用水平压力灌浆新技术，大大加强了地面的承载能力。喷锚网支护方法的施工不单独占用施工工期，它和土方开挖同时进行，边开挖边支护,无污染，噪声低。

　　(5)砖砌挡土墙施工要点

　　①施工工艺

　　抄平放线(绑扎构造柱钢筋)——试摆砖——立皮数杆——组砌、清理——构造柱模板安装、浇混凝土——圈梁和压梁模板安装、钢筋绑扎、浇混凝土

　　②质量控制

　　材料质量符合要求，灰缝横平竖直，砂浆饱满，厚薄均匀，砌块上下错缝，内外搭砌，接茬牢固，墙面平整垂直;水平及竖向灰缝宽度一般为10mm，控制在8～12mm，水平灰缝砂浆饱满度不低于80%，竖向灰缝砂浆饱满。

　　参考文献：

　　[1]刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

　　[2]王梦恕，我国地铁施工方法综述与展望(J)，地下空间，2008.

　　[3]龚晓南,高有潮.基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

　　[4]行业强制性标准.建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99).北京:中国建筑工业出版社,2009.