建筑基础工程项目中的深基坑支护施工技术

李德福

（廊坊市仁达岩土工程有限公司，河北廊坊 065000）

1 引言

在支护结构具有良好的安全保障的前提下进行基坑支护作业时，还要保证结构稳定以及附近土体不发生形变，以保障周围环境（临近建筑及地下设施）的安全。为此，必须注重基坑支护施工过程控制，确保施工质量达标[1]。本文以深基坑支护工程为实例，分析建筑工程深基坑支护施工技术。

2 工程概况

某建筑工程项目，建筑面积约为50.8 万m2，地面以上为39.00 万m2，地面以下为11.8 万m2。该工程的基本构成为：1 栋10F 商用酒店、7 栋32F 住房、3 栋27F 写字楼以及底层商铺。商业综合体所占的面积为18.50 万m2：地面以上部分占10.70 万m2，地面以下部分占7.80 万m2。写字楼8.65 万m2（地上），商铺3.9 万m2（全部为地上面积）。住宅14.80 万m2（纯住宅面积，不包括底商，全部为地上面积）。

该项目的基坑是单独的2 个对向基坑，分别为大商业区基坑和住宅楼区基坑，两者被间隔开，间隔物为18 m 宽的土体。商区基坑所占面积为4.2 万m2，周长为1 020 m，深度11.0～18.0 m。住宅区基坑所占面积为3.2 万m2，周长为920 m，深度9.4～17.4 m。该项目基坑挖掘标准深度是挖到承台底，+0.000 黄海高程为16.400 m。

3 降水方案

本项目采取轻型井点和深井井点相结合、基坑内外相结合的降水方案，该方案和土方挖掘的进程相匹配。土方挖掘的进度到达底部或者将要完成时，基坑里的水位要降到-13.5 m以下。同时，加快基础底板作业的整体进程，分不同的区域浇筑分垫层，然后完成钢筋绑扎和桩头去除作业，尽可能地缩短基坑裸露在外的时间。此外，在基坑内安置真空深井泵，用以提前降水，确保沉降匀称，将降水深度控制在挖掘面以下1～1.5 m 的范围。如果建筑内存在微承压水层，应采用实测的水头将基坑外部轻型井点降水量控制为5 m 左右，达到标准的止水效果。回填时可重复利用H 型钢，在提升作业效率的前提下节约成本。

4 深基坑支护施工技术

4.1 旋挖灌注桩施工

该项目采取0.8～1.0 m 旋挖灌注桩径，长度为20～25 m，相邻桩之间的距离有1 200 mm 和1 300 mm 两种，要求桩筋锚入冠梁φ100 mm，使用旋挖钻作业方式，水下混凝土强度等级为C30，灌注桩作业必须在土方挖掘到标准高度时进行。旋挖灌注桩作业流程如图1 所示。

图1 旋挖灌注桩作业流程图

4.1.1 施工准备事项

成孔装备应该平正、稳定地到达指定位置，在实施作业过程中，不可存在倾斜、位移的现象[2]。施工前，应采取必要的手段控制机械钻孔的深度，比如，提前画好尺寸记号。

4.1.2 成孔作业方式

1）桩孔定位。在进行桩孔定位作业时，首先要采取合适的方式，对桩孔实施定位，必须依照规定埋置护桩。在开展作业的过程中，必须定时完成桩点的复测工作，并及时修复被损坏的桩点，否则当桩点遭到损坏后，桩孔定位会发生比较大的位差。

2）埋设护筒。（1）护筒的选择设计应结合现场实际情况计算其具体的型号、尺寸。根据工程经验一般选取6 mm 厚钢板筒。护筒上部宜开设1～2 个溢浆孔。（2）护筒放置的偏差大小直接影响下一步支护桩的垂直度偏差。因此，护筒在下放过程中，其中心应与桩中心保持重合，其偏差值要求在20 mm 内。为保证浇筑混凝土时支护桩的垂直度，并且防止部分泥浆流失，在护筒放置后要保证其顶部高出地面0.3 m 左右。

3）泥浆循环系统。该系统是由循环槽、泥浆池、泥浆泵、沉淀池、除渣设施等构成，同时设置废水废浆的清除设备等。泥浆循环系统必须按照工程实际需求科学选择。

4）钻机的安装。安放钻机时，必须确保钻机底部平稳，同时不能因为钻机作业而发生位移和倾倒情况。工程动工前，必须完成钻机的各项检测工作，防止钻机作业时发生故障。

5）钻孔。（1）由于需要通过岩层，因此选择GPS-10 钻机钻孔，搭配合金钻头全面钻进，采用正向循环回转钻的方式钻进。（2）完成钻孔架的架设和调试，安装好起吊设施，把钻头升至一定高度，缓慢将钻头安置在护筒中。完成前期预备工作后，在确保一定量的泥浆灌入后，方可开钻，实施钻孔时应保持连续性，不可随意暂停。接长钻杆时，应遵循先卸后装的原则。（3）当钻头到达淤泥层时，钻头的作业速度按照实际情况调整。为了不发生塌孔等情况，要恰当提升泥浆浓度。

6）泥浆排放。（1）在相邻桩之间挖出一个长8 m、宽5 m、深1.50 m 的空间，将其分为2 个部分，一部分是沉淀池，另一部分为泥浆池，从钻孔排出的泥浆和沉渣完成沉淀后需要立即清除，清除时，要选择密封性强的罐车运送到规定的地点。（2）为了不浪费水资源，可回收各类水用于钻孔作业。（3）完成钻孔作业后，用泥浆余料回填。

7）清孔。须进行2 次清孔作业。首次清孔在钻孔完成之后立即进行，第2 次清孔在完成钢筋笼和导管的安置后进行。按照钻进配备条件，可选择的清孔方法很多，但均需利用砂石分离器分离、回收泥浆，砂石在达到规定要求后清除。进行清孔排渣作业时，孔内水头应处于合适的状态。按照规定时间和要求完成清孔作业。清孔后的泥浆密度在1.15 g/cm3以下，孔底沉淤厚度低于50 mm。

4.1.3 灌注桩混凝土浇筑

水下部分的混凝土浇筑要求非常严格，所以这部分的浇筑是灌注桩混凝土浇筑的重点。必须把控好各类指标，才能保证水下混凝土浇筑质量达标。在施工时，通常会使用规定量的高效减水剂，根据已有经验，大约3 d 后混凝土的状态能达到规定强度的70%～80%，7 d 左右能达到规定强度值。

1）安装导管及漏斗。导管和漏斗应保证顺畅，无阻碍，保证导管与孔底保持一定的距离，一般为500 mm 左右，同时，在漏斗底部的导管中安装隔水栓，并用铁丝悬挂牢固。

2）导管理深。根据以往工程经验，导管埋入深度与混凝土浇筑速度有关。导管在混凝土中的深度不宜太浅。若植入混凝土太浅，则混凝土流速太慢，导致表面不平，影响混凝土的浇筑质量。同时对混凝土的强度也会造成不利影响。

3）拆管控制。混凝土浇筑过程中，定期测量混凝土的浇筑高度，根据相关规范要求决定导管的设置高度或最终拆去导管。

4.2 高压旋喷桩

该项目基坑止水帷幕使用的是双重管高压旋喷桩，直径为800 mm，长度为10～16 m，相邻桩之间的间隔距离1 500 mm和1 300 mm 两种，护壁混凝土采用P·C32.5 普通硅酸盐水泥。水泥使用的标准为≥350 kg/m3。高压旋喷桩通常选择双重管作业方式，高压泥浆泵注浆压力标准为20 MPa，水泥浆液的水灰比1∶1～1∶1.5，钻杆提升速度为0.1～0.2 m/min，空压机压力为0.7 MPa，旋转速度约15 r/min。

1）高压旋喷桩施工过程：要求钻机安放保持水平，钻杆垂直，钻杆倾斜度不得大于0.5%。

空压机、泥浆泵、钻机、水泥仓等机械设备定位；预导孔放样；钻机成孔；旋喷桩就位；钻杆放至设计标高；压缩空气、浆液输入钻杆，提升钻杆，进行由下而上的旋喷；钻机冲洗，移位。

2）使用旋喷管作业之前，必须确保各类工程作业正常推进。特别是检查高压水和空气的喷射是否正常，需要密封的部位在密封好的情况下，再做高压水射水试验，达到要求后实施浆液喷射作业。如出现塌孔现象，导致喷射作业不能正常进行时，要利用低压（0.1～2 MPa）水冲孔，同时确保高压水喷嘴不被泥土堵塞。

3）实施旋喷作业时，冒浆量的范围必须掌控在10%～25%。特定部位需进行强化的，采取重复喷射的方式。

4）在单根旋喷桩的作业达到规定要求后，必须严格实施注浆管的清理，如果清理作业出现问题，会造成管道不通畅。相邻桩作业的时间间隔≥48 h，距离≥8～150 cm。

4.3 预应力锚杆

锚杆注浆养护强度达到M15 时进行锚杆张拉，验收合格后，对锚杆进行统一张拉锁定，锚杆锚头处设置台座，承压面平整并且要求与锚杆轴线方向相互垂直，能更好地完成钻孔作业。选择直径180 mm 麻花钻完成钻孔作业，若遇到特殊土层钻孔困难时，需使用套管护壁。

4.4 土钉墙支护

该项目土钉墙支护采用的是C20 混凝土，使用双向筋，A6.5@200 mm×200 mm 绑扎而成，铺设时每边搭接长度应≥300 mm，在土钉位置设竖向B16 加强钢筋（长500 mm）、横向B16 钢筋（通长设置）。

1）注浆使用的水泥类型为P·C32.5 复合硅酸盐水泥，注浆时，水泥浆的配比为水灰比0.5∶1，注浆所用水泥量为50 kg/m或二次注浆压力＞3.0 MPa。注浆锚强度≥15 MPa。

2）土钉选择的是钻机成孔，钻孔长度应比规定长度长500 mm，土钉最佳直径为110 mm。

3）土钉注浆工艺使用二次注浆工艺。首次为常压注浆，二次选择高压注浆，注浆高度需达到土钉下长度的1/2，注浆压力≥3.5 MPa，二次注浆通常在首次注浆12～24 h 后完成，二次注浆的总水泥用量为50 kg/m[3]。

5 结语

深基坑支护是基础工程项目中非常重要的内容，其质量好坏对于保证整个工程的质量十分重要。由于支护过程关联的项目及内容较多，要确保工程质量，需要解决各种影响因素。所以，施工人员必须了解与掌握深基坑支护的技术要点，同时做到理论与实践相结合，在保证质量的前提下，安全、合理地进行施工。