深基坑綜合支護技術(shù)研究

（廣西華藍(lán)設(shè)計（集團）有限公司,廣西南寧 530011）

1 工程概況

某小區(qū)工程占地面積8.106 公頃，地上30 層，地下3 層，主樓為剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為平板筏基;其中，基坑西北角槽底標(biāo)高為-21.320，此部分北側(cè)距結(jié)構(gòu)外墻線8m 處有待建的3 層辦公用房，支護結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)土類分別為：雜填土，粘性土，粉土，粘性土，粉土，中砂，圓礫，粘性土和中砂。

2 基坑綜合支護技術(shù)

2.1 綜合支護方案

按照設(shè)計原則及設(shè)計依據(jù)，考慮本工程現(xiàn)狀及需要著重解決的問題，根據(jù)本工程基坑的具體情況，該基坑支護結(jié)構(gòu)形式為:上部4.0m 土釘墻，下部護坡樁+預(yù)應(yīng)力錨桿。

⑴土釘墻支護結(jié)構(gòu)

土釘墻放坡坡度為1：0.2，設(shè)計考慮的邊坡附加荷載為20Kpa，土釘水平間距為1.6m，豎向間距1.4m，土釘墻下口線距護坡樁為500mm，土釘水平面夾角為10°；土釘采用人工洛陽鏟成孔，成孔直徑110mm；土釘端頭處彎一長度為200mm 的"L"鉤，以便與單道Φ18 橫向加強筋連接，土釘所采用鋼筋均為Ⅱ級鋼筋。

土釘墻面層采用φ6.5 的鋼筋編制成@200 ×200 的鋼筋網(wǎng)，并與土釘焊接牢固，土釘墻面層噴射厚度為80～100mm 的C20 碎石混凝土，注漿材料采用水灰比為0.5 的水泥漿，水泥漿強度等級為15Mpa；施工時遇到較差的土層，地下管線或其他影響邊坡穩(wěn)定和安全的情況可采取設(shè)置背拉筋、加長土釘或增加預(yù)應(yīng)力土釘?shù)确椒ㄟM行處理。

（2）護坡樁（混凝土灌注樁）+預(yù)應(yīng)力錨桿支護結(jié)構(gòu)

護坡樁直徑800mm，樁間距1.6m，設(shè)計樁長21.75m，有效樁長21.25m，其中嵌固段長5.5m，樁數(shù)約為52 根,采用濕作業(yè)成樁工藝進行施工。

護坡樁中心線距土釘墻下口線900mm，距結(jié)構(gòu)外墻線1.4m，護坡樁主筋配筋為 18Φ25，箍筋為 φ8@200mm，架立筋為φ16@2000mm，鋼筋籠長22.10m，樁主筋應(yīng)插入連梁內(nèi)875mm（35d，d 為樁主筋直徑），護坡樁主筋為Ⅱ級鋼筋，箍筋和架立筋為Ⅰ級鋼筋，護坡樁的混凝土標(biāo)號為C25，主筋混凝土保護層厚度為50mm。

樁身范圍內(nèi)設(shè)置三道預(yù)應(yīng)力錨桿，第一道錨桿標(biāo)高為-4.200，三樁兩錨（間距為2.4m）。錨桿成孔直徑150mm，水平傾角為15°，錨桿的墊板規(guī)格為330mm ×300mm ×30mm；第二道錨桿標(biāo)高為-9.700，一樁一錨（間距為1.6m）。錨桿成孔直徑150mm，水平傾角為20°，錨桿的墊板規(guī)格為360mm ×330mm ×30mm；第三道錨桿標(biāo)高為-15.200，一樁一錨（間距為1.6m）。錨桿成孔直徑150mm，水平傾角為15°，錨桿的墊板規(guī)格為360mm ×330mm ×30mm。

預(yù)應(yīng)力錨桿采用錨桿鉆機干作業(yè)配合濕作業(yè)成孔，預(yù)應(yīng)力錨桿鎖定拉力均為設(shè)計拉力的70%。

2.2 土釘墻施工

土釘墻施工也是整個基坑開挖的關(guān)鍵之一，整個基坑從上到下需分層進行,按人工洛陽鏟成孔。

⑴修坡：基坑邊土體開挖時，預(yù)留10cm 厚土體，進行人工修坡，在坡面進行噴射砼支護前，要清除坡面虛土；當(dāng)遇有上層滯水影響時，要在坡面上每隔1 米插放一個導(dǎo)流管，疏導(dǎo)上層滯水。

⑵編扎鋼筋網(wǎng)：修坡后按順序編扎鋼筋網(wǎng)，鋼筋接頭采用焊接，為了保證鋼筋網(wǎng)的整體性及有利于傳力，上下層的豎向鋼筋搭接長度應(yīng)大于一個鋼筋網(wǎng)格長度，鋼筋網(wǎng)編結(jié)要均勻，最大間距不超過250mm，平均間距不得超過200mm，上下段鋼筋網(wǎng)搭接長度大于300mm，否則搭接處需點焊。

⑶造孔：采用人工洛陽鏟造孔，造孔直徑為110mm。

⑷土釘制作與安放：土釘定位于孔的中心位置，每隔1.5m 焊上定位支架。

⑸注漿：土釘抗拔力的大小取決于注漿質(zhì)量，注漿材料采用水泥漿，水灰比為0.5，水泥采用普通硅酸鹽水泥，強度等級為P.O 42.5；注漿前應(yīng)將孔內(nèi)清除干凈，注漿開始或中途停止超過30分鐘時應(yīng)用水潤滑注漿泵及其管路，此外，向孔內(nèi)注入漿體的充盈系數(shù)必須大于1。

⑹土釘端部焊接：土釘均采用土釘端部與加強筋、鋼筋網(wǎng)相互焊接的形式。

⑺噴射混凝土：采用C20 噴射混凝土，其初定配比為：水泥：砂：石：水＝1：2：2：0.5，水泥采用普通硅酸鹽水泥，強度等級為P.O 42.5，采用干凈的中、粗砂，含水量宜為5%～7%，采用干凈的礫石，粒徑不宜大于15mm；噴射混凝土機的工作壓力為0.3～0.4Mpa，噴層厚度80mm～100mm；噴射砼時，噴頭與受噴面要保持垂直，距離保持0.6～1.0m，作業(yè)面的噴射順序應(yīng)是自下而上，從開挖層底部開始向上施噴。

2.3 護坡樁施工

采用泵吸反循環(huán)及旋挖鉆進成孔工藝，主要施工順序如下：

⑴測量定樁位

根據(jù)樁位平面圖中計算的各護坡樁位置,樁位點采用鋼釬撒白灰標(biāo)識，施工中保護好已測放的樁位點，如有其它施工機具碾壓樁周邊土體，則樁位點需重新量測。

⑵挖設(shè)護筒、泥漿池

孔口處埋設(shè)鐵護筒，護筒上部開設(shè)1～2 個溢漿孔，護筒內(nèi)徑大于鉆頭直徑100mm，壁厚 4～8mm，護筒埋置深度為1.0～1.5m 埋設(shè)鐵護筒時，以樁位為基準(zhǔn)，護筒周圍用粘土分層回填夯實，護筒中心軸線對正測定的樁位中心，嚴(yán)格保持護筒的垂直度以防止泥漿流失及位移、掉落；如果護筒底層土層不是粘性土，應(yīng)挖深或換土，在坑底回填夯實300～500mm 厚度的粘土后，再安放護筒，以免護筒底口處滲漏塌方；鉆進過程中沖洗液和泥漿護壁主要采用孔內(nèi)自然造漿的方法，泥漿比重應(yīng)控制在1.10-1.15。

(3)鉆機就位

鉆機就位時將路基墊平填實，做到"三點一線"。

(4)護坡樁成孔

為保證孔壁穩(wěn)定，應(yīng)保持泥漿柱液面高度，隨泥漿漏失及孔深增加，應(yīng)及時向孔內(nèi)補充泥漿；鉆遇硬土層，如發(fā)現(xiàn)每次鉆進深度太小，鉆斗內(nèi)碎渣量太少，可換一個較小直徑的筒形齒狀鉆頭，先鉆一小孔，然后再用鉆斗擴孔。

(5)清孔、鉆機移位鉆進至設(shè)計深度后，應(yīng)認(rèn)真做好清孔工作，在清孔后，孔底沉渣不得大于200mm，并將孔口處雜物清理干凈，方可進行下一道工序。

(6)鋼筋籠加工

鋼筋籠主筋主筋連接采用滾扎直螺紋機械連接，接頭等級為Ⅰ級，位置應(yīng)錯開，每個截面的接頭數(shù)量不大于鋼筋總面積的50%；主筋擱在加強箍筋外側(cè)，并保持相互垂直，先進行點焊固定，再進行統(tǒng)一焊接；鋼筋籠主筋與加強箍筋點焊連接，焊接牢固嚴(yán)禁咬肉，在鋼筋籠吊點處應(yīng)加強，避免出現(xiàn)吊放時開焊，箍筋與主筋在每個交點處用火燒絲綁扎牢固。

(7)安設(shè)灌注導(dǎo)管、測孔底沉渣、二次清孔

采用汽車吊或用反循環(huán)鉆機自身的提升設(shè)備進行導(dǎo)管吊放，各節(jié)導(dǎo)管間采用螺絲扣連接，導(dǎo)管在使用前或灌注完4～6 根樁后，要檢查導(dǎo)管密封圈的密封性，并每次在使用后，應(yīng)立即沖洗干凈，以防粘在側(cè)臂上的混凝土過多造成堵管；下完鋼筋籠及導(dǎo)管后，應(yīng)該丈量孔深及孔底沉渣厚度，如沉渣厚度超標(biāo)，應(yīng)采用相關(guān)措施，直至厚度合格方能進行混凝土灌注。

(8)水下灌注混凝土

混凝土灌注中要保證混凝土初次灌方量以及連續(xù)灌注，灌注過程中始終保持導(dǎo)管埋在混凝土面以下幾點：灌注混凝土，首澆混凝土必須保持埋管深度不小于800mm，在實際操作中，投入球膽，連續(xù)澆筑混凝土；提管時，不可一次提的過高，應(yīng)徐徐上提。

(9)起拔導(dǎo)管、鋼護筒

澆筑完畢后，利用汽車吊將埋在混凝土中的余下導(dǎo)管分節(jié)拔出，最后起起拔出孔口鋼護筒。鋼護筒在灌注結(jié)束，混凝土初凝前拔出，起吊護筒時要保持其垂直性。

2.4 預(yù)應(yīng)力錨桿施工

在土方施工的同時，留設(shè)張拉錨桿工作面（錨位以下500mm），預(yù)應(yīng)力錨桿的施工采用干作業(yè)或濕作業(yè)兩種工藝，錨桿主要穿過砂卵石的盡量采用濕作業(yè)成孔工藝，而穿過粘性土層的盡量采用干作業(yè)成孔工藝，根據(jù)現(xiàn)場條件進行相應(yīng)調(diào)整。

⑴桿體制作

按照設(shè)計要求制作錨桿體，保證桿體長度；隔離架（定位支架）間距2.0m設(shè)置一個。注漿管與錨桿體應(yīng)用火燒絲綁扎牢靠。

⑵鉆孔

干作業(yè)成孔：鉆進時應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)情況，控制鉆進速度，防止蹩鉆，遇到異常情況或障礙物應(yīng)及時停鉆，查看原因，采取相應(yīng)措后施方可再鉆進，當(dāng)鉆至設(shè)計深度后，為了減少拔鉆桿時的阻力，應(yīng)該空鉆緩慢出土。

濕作業(yè)成孔：鉆孔采用帶有護壁套管的鉆孔工藝，套管外徑為150mm，保證鉆桿的水平投影垂直于坑壁，經(jīng)檢查無誤后方可鉆進；鉆進時應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)情況，控制鉆進速度。遇到異常情況或障礙物應(yīng)及時停鉆，弄清情況，然后采取相應(yīng)措施后再鉆進；當(dāng)鉆至設(shè)計深度后，先用清水沖洗套管內(nèi)壁，在鉆孔內(nèi)灌漿后方可將護壁套管拔出。

（3）桿體插入孔內(nèi)

插筋時應(yīng)抬起后部使之與孔成一個角度徐徐插進，防止碰壞孔壁；筋插入孔時應(yīng)留出錨筋外露部分的長度以滿足張拉要求；插入鉆孔內(nèi)的桿體應(yīng)達(dá)到設(shè)計要求深度，若達(dá)不到深度要求，則先拔出桿體查明原因，然后采取處理措施后，再次插入。

（4）灌漿

注漿材料采用水泥漿，水灰比為0.5，選用優(yōu)質(zhì)灌漿管，灌漿管出口應(yīng)位于離桿體底端200mm 處，漿液由孔底開始澆注并向外返出，邊注漿邊向外緩慢拔管，直至漿液溢出孔口后停止注漿。漿液必須在初凝前連續(xù)不斷一次注完，第一次注漿完畢后，過半小時再補漿一次，如滲漿嚴(yán)重可補漿二至三次，如有必要可以采取二次高壓灌漿。

（5）張拉鎖定

為使各單元錨桿受力均勻，每層錨桿施工時都要對各單元錨桿進行試驗性張拉，再進行工程錨桿的張拉，在本工程試驗性張拉中，每層選擇3 根預(yù)應(yīng)力錨桿，張拉值為設(shè)計荷載的110%，鎖定值為設(shè)計荷載的70%；錨桿鎖定后48小時內(nèi)，檢查錨桿預(yù)應(yīng)力損失，若發(fā)現(xiàn)有明顯的預(yù)應(yīng)力損失時，應(yīng)進行補償張拉。

3 基坑監(jiān)測

據(jù)地勘報告及基坑支護方案，基坑開挖深度范圍，地層條件相對較差，且周邊有住宅樓、河道、道路及地下管網(wǎng)等，為保證施工順利進行及住宅樓、河道、道路及地下管網(wǎng)安全，施工中對基坑進行監(jiān)測，反饋相應(yīng)信息，以便及時調(diào)整設(shè)計及施工方案，做到信息化施工，確保工程順利進行。

監(jiān)測項目內(nèi)容為：

①基坑支護結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測（頂部水平位移、豎向位移）；

②錨桿內(nèi)力（第三方監(jiān)測）；

③地下水位；

④周邊地表豎向位移；

⑤周邊建筑豎向位移、傾斜、水平位移監(jiān)測；

⑥周邊建筑、地表裂縫監(jiān)測；

⑦周邊管線變形監(jiān)測。

根據(jù)基坑的變形監(jiān)測、周邊建筑物及市政設(shè)施的變形（水平位移、垂直位移和傾斜等）監(jiān)測等內(nèi)容，設(shè)置現(xiàn)場監(jiān)測控制網(wǎng)，其分為水平位移監(jiān)測網(wǎng)和垂直位移監(jiān)測網(wǎng)兩種，監(jiān)測控制網(wǎng)設(shè)基準(zhǔn)工作點和變形觀測點。

結(jié)語

通過土釘墻 +護坡樁+預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu) 3 種支護方式的應(yīng)用，支護安全可靠，且成樁過程基本不受地下水的影響，既降低了造價，又節(jié)約了工期，且經(jīng)現(xiàn)場結(jié)果測試，邊坡沒有發(fā)生明顯位移，基坑內(nèi)也沒有出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，是一種深基坑支護工程中比較經(jīng)濟實用的一種方法，值得推廣。

[1]朱永清，復(fù)雜環(huán)境條件下深基坑綜合支護技術(shù)的應(yīng)用[J]，施工技術(shù)，2011(07)

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