某工程基坑支护施工技术初探

梁江游

【摘 要】笔者结合多年来的施工经验和工程施工实例，对某工程地下室深基坑工程设计及其施工效果等方面介绍了地下室深基坑支护施工工艺及应用。并对基坑监测及成果进行分析，为同类的基坑支护施工提供了成功范例。

【关键词】建筑；基坑；施工

0.工程概况

某工程地处繁华区域和城市主干道，工程左右两边都有高层建筑。框架剪力墙结构，设计为地下1层，地上21层，地下层高为4.5 米，采用桩基承台式基础，基坑深度为5米。

根据地质报告，本工程基坑支护与开挖的土层为：①杂填土：杂色，由碎块石、砖瓦砾混砂土、粘性土等组成，局部有生活垃圾分布，成分复杂，均一性差，土性呈湿、稍密，层顶高程为0.29～5.30m，层厚0.4～4.1m，全场分布。②粘土：灰黄、灰色，可～软塑，含铁锰质斑点及少量腐植物，底部逐渐向淤泥过渡，层顶高程1.90～4.20m，层厚0.30～2.10m，局部分布。③-1淤泥：青灰色，流塑，含零星贝壳碎片、腐植物，不均匀夹粉细砂薄层，局部含量较高。层顶高程- 0.46～3.07m，层厚11.60～15.10m，全场分布。

1.基坑工程分析与评价

（1）有关基坑设计、施工岩土计算参数基坑围护深度内地层为①杂填土；②粘土；③-1 淤泥。现将基坑深度范围内该土层的基坑设计和施工所需的岩土参数建议如表1所示。

表 1 基坑支护岩土所需技术参数表

（2）地下水。

场地第四纪地层地下水属潜水，其水位受降雨、地表水等因素影响有所变化。根据地区经验下水位变动幅度小，勘察期间测得钻孔的地下稳定水位埋深为0.1～2.2m。本场地杂填土、粘性土中的砂夹层、砾砂混卵石、风化基岩裂隙带透水性强，一般粘性土层微弱透水性。据区域水质资料分析，地下水无环境污染，对砼及建筑材料不具侵蚀性。

2.土方开挖工程施工工艺

在土方开挖工程施工方案确定时，为了减少送桩深度，节约业主投资，建议采用二次开挖措施进行基坑开挖，即在原自然地面挖土约1.5m 后，再进行打桩施工，打桩完成再进行第二次土方开挖。具体施工技术措施如下：

（1）根据市测绘大队提供坐标点及设计图纸，施工测量定位，并绘制基坑平面图后，进行土方开挖。

（2）土方开挖采用机械化施工，由1.2～1.4m3反铲挖掘机完成；机械达不到部位及承台、地梁基底土方修整采用人工配合完成。

（3）为确保基坑边坡安全，基坑开挖采取先浅后深、先边坡支护后基础土方、循序渐进措施。

（4）土方运输由自卸汽车完成。运输过程必须由专人进行调度指挥，汽车司机必须严格按照指定施工通道行驶，并按指定地点卸土。（本工程为场内运输）。

（5）土方开挖时应严格控制开挖深度，测量人员负责跟踪测量，及时汇报开挖深度情况，配合挖掘机挖土作业，并做好记录。

（6）土方开挖时，应避免碰撞水泥搅拌桩，桩周围500mm 左右采用人工配合挖土。开挖前应先作好桩位标志。

3.基坑支护工程施工工艺

根据场地地面标高，基坑分两次开挖至地下室底板下约3.5m。设定的施工方案为：基坑边坡采用放坡+ 锚喷网挡土墙支护结构，地下室底下电梯井周边采用水泥搅拌桩重力式挡土墙支护结构。

3.1放坡十锚喷网挡土墙支护施工工艺

施工工艺流程：挖土修坡→初喷封闭→锚杆孔定位→成孔→安放锚杆→锚孔灌浆→安装钢筋网及焊接加强筋→终喷。

3.1.1施工要求

（1）杆体采用Φ22钢筋及Φ48×3 钢管，锚头焊Φ14拉筋，面筋Φ6@200双向。2）32.5R 普硅水泥，水灰比0.5，固结强度20MPa。

（2）锚杆孔径Φ110mm，锚杆长5m（钢管长7m），纵横间距1.5m，倾角5～15°。

（3）土体喷射C20细石混凝土，l00mm 厚。

3.1.2施工工艺

（1）挖土修坡时锚喷工人要和挖土司机协同作业，挖土高度视土质而定。本次挖土施工分二次挖土，采用人工修坡，尽量将坑壁修整平顺，以便喷射混凝土作业，挖土至设计标高时，沿基坑四周设置排水沟，以便尽快排除积水。

（2）坡顶处理：在坡顶上500mm 范围内，每隔1.5m打长2mΦ22钢筋的摩擦锚杆，挂Φ6@200双向钢筋网，并喷射混凝土，外围设置排水沟。

（3）成孔作业尽量采用干作业，增加锚固体与土体的摩擦力，增加临时稳定性，并采用人工洛阳铲成孔。

（4）为保证杆体Φ22钢筋安放在锚孔中心，防止拉杆产生过大挠度和插入土体时不搅动土壁，增加拉杆与锚固体的握裹力，在每根锚体底部每隔2m 设一对中器，对中器由三根Φ6钢筋组成。

（5）灌浆浆液采用32.5R普硅水泥制成纯水泥浆，灌浆时要求注浆管管口距孔底200mm，待孔口返出水泥浆后，方可拔出注浆管，并随即补浆至孔口。

（6）当锚杆孔水泥浆有一定强度后，可安装钢筋网及焊接加强筋，加强筋节点压锚头。

（7）喷射混凝土作业时，混凝土由水泥、5～10mm 细石、中砂组成，配合比为1∶2∶1.5，终喷混凝土厚度l00mm。

3.2重力式挡土墙支护

施工工艺流程：定位→预拌下沉→提升喷浆搅拌→重复搅打下沉→重复搅拌上升→完毕。

3.2.1施工要求

（1）加固料采用32.5R普通硅酸盐水泥，渗入比15%，水灰比0.5。

（2）桩径Φ500mm，桩距400mm，桩间搭接l00mm，桩深6.5m，桩身倾斜小于1%，相邻桩不留施工缝。

（3）施工前对施工机械进行全面检查，排除各种故障。

3.2.2施工工艺

（1）就位：当深层搅拌机到达指定位置后，对中就位，并使桩机保持水平，钻杆垂直。

（2）预搅下沉：当深层搅拌热冷水循环正常后，开始下沉作业。如下沉速度太慢，可以用输浆系统补给清水以利钻进。

（3）制备水泥浆：当深层搅拌机下沉到一定深度后，开始按设计配合比制备水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗。水泥浆在运输过程中不得出现离析现象。

（4）提升喷浆搅拌：当深层搅拌机下沉到设计深度后，开始启动灰浆泵将水泥浆液压入地基中，并边喷浆边旋转，同时严格控制搅拌机提升度。压浆工艺施工要连续，不允许出现断浆现象。

（5）重复上下搅拌：为了使软土和水泥浆搅拌均匀，应再次将已提升到地面的搅拌机再次搅拌下沉，此时不再喷浆，下沉至设计深度后提升搅拌机至地面。

（6）清洗：往集料斗注人清水，启动灰浆泵，清洗输浆管路中残余的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头上的泥浆清洗干净。

3.2.3降低地下水位施工工艺

（1）在基坑边坡顶600mm外，沿基坑外围布设砖砌排水明沟，沟净宽300mm，深300～600mm，沟底C10混凝土垫层，沟壁用M5水泥砂浆Mu7.5 红砖砌240mm厚。每隔30m设一个600mm×600mm流沙井，要求井底比沟底深400mm，做法同排水明沟。

（2）在基坑边坡底600mm外，沿基坑内围于地下室底板垫层下布设砖砌降水明沟，沟净宽300mm，深400～600mm，在沟底宽度1m 范围内铺设200mm厚20～40mm 碎石垫层，沟壁用M5 水泥砂浆Mu7.5红砖砌筑240mm厚。每隔欲30m设一个1200mm×1200mm降水兼排水井， 井深不小于1500mm，做法同降水明沟。排水井通过潜水泵抽水排至基坑边坡排水明沟。

（3）为了更有效降低地下水位，于地下室内增设降水井，位置原则上在地下室底板集水井位置处布设。降水井做法：在设计集水井下方，再挖深1.2m以上，然后放入一个800mm×800mm带网钢筋笼，周边用20～40mm碎石填塞，然后再放入一个Φ500mm的带网钢筋笼，在内外钢筋笼的空隙处，用20～40mm碎石填至设计垫层下标高，上面用油毡 .覆盖二层。钢筋外笼采用12Φ16做竖筋，Φ6@200钢筋做箍筋，内笼采用6Φ16做竖筋，Φ6@200钢筋做箍筋。钢筋笼的底及外壁用二道2mm 网眼的钢丝网包裹，内笼要求露出垫层不小于50mm。每个降水井均由一台潜水泵配备自动水位控制装置抽水外排。降水井最终封闭采用法兰盘。

4.基坑监测及成果分析

为确保整个工程的安全，为结构施工创造条件，从土方开始开挖时就要严格监测基坑周边的变形，及时反馈及分析，采取相应的抢救措施，使基坑不发生意外破坏和变形，确保工程顺利施工。

4.1监测内容

护坡桩水平位移；护坡桩倾斜程度；锚杆变形；沉降观测。

4.2观测点设置

（1）测距点在距基坑36m 相对稳定地方沿基坑边线延长方向设置。

（2）护坡桩水平位移观测点在土钉墙上布设，测点间距8～10m，点位用水泥钉固定。

（3）护坡桩倾斜观测在已开挖后的土钉墙及桩上下各设一点，间距10～15m，用水泥钉固定。

（4）锚杆变形观测点设置在锚杆锚头上，用红漆作标记。

（5）沉降观测标在基坑内侧沿基坑高度5～6m分层设置，水平间距20～30m，用水准仪进行观测。

4.3成果分析

（1）分阶段每7d进行变形观测，并随施工进度、季节变化及天气恶劣等有可能引起变形异常时，根据实际情况调整观测周期。每次观测后将数据记录汇总，并进行前后对比。

（2）对观测结果数据表进行分析，分析变形是否过大，是否趋于稳定，监理共同商讨是否需采取补救措施，并将修改后的施工应急措施报相关部门及设计院确认后方可组织实施。经过对观测数据分析，发现沉降及水平位移均未出现异常，护坡桩最大位移监控值未超过50mm；地面最大沉降量未超过30mm，满足设计要求。

5.结语

虽说本工程施工场地狭小，但在先进施工工艺、优良施工设备及精湛施工技术的保证下，通过土方开挖与边坡支护的同步施工，保证了施工质量和施工进度，而且还节约了施工成本。通过以上分析，足以说明本工程施工工艺的合理性，可为类似工程的施工实践提供参考。由于各个基坑工程实际情况的不同，基坑支护需要结合工程实际，在综合分析的基础上合理选择支护形式和支护施工工艺。