淺論深基坑支護

宋 煒

煙臺富海怡景花苑職工住宅建設指揮部，山東 煙臺 264000

隨著城市建設步伐的不斷加快,城市建設用地日益減少,使得我們更多地向高度上尋找發(fā)展空間。建筑高度越高，隨之而來的是基坑深度越來越深，并且很多建筑工程基坑邊坡緊鄰建筑物，使得深基坑支護的安全性變得尤為重要。

2010年施工的煙臺富海怡景花苑工程，地下室一層， 29600m2，±0.00相當于黃海高程-0.60m，場地原自然地面高程為3.2m，基坑開挖深度車庫為5.4m，主樓為5.75m，按建設部建質(zhì)[2009]87號文關于印發(fā)《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法的通知》規(guī)定屬深基坑范疇。并且開挖范圍內(nèi)以粉細砂為主，常年地下水位高，造成基坑開挖難度增加，為解決此問題，分別從設計、施工、使用三個角度進行控制，最終達到理想的支護效果。

1 深基坑支護的設計

1.1 場地情況說明

項目設計地下車庫為整體式，且占地面積達到總用地面積的73%，東側(cè)距離圍墻10m（圍墻外3m處有一排樓房，均為淺基礎），西側(cè)距離鐵路貨物高站臺8m，北側(cè)距離圍墻17m。因此，基坑的支護設計必須充分考慮到施工期間場地的布置。

1.2 項目的地質(zhì)勘察情況

深基坑支護的設計，應滿足經(jīng)濟性及合理性雙重要求，必須依據(jù)工程巖土工程勘察報告進行。在項目方案設計批準之后，進行了詳勘工作。地質(zhì)分層情況具體如下：1）雜填土，2）細砂，3）粉細砂，4）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，5）粉質(zhì)粘土，6）粉質(zhì)粘土，7）中砂，8）粉質(zhì)粘土，9）粗礫砂，10）全風化云母片巖，11）強風化云母片巖。穩(wěn)定水位深度在0.7m～1.4m之間。

1.3 方案設計

在方案設計階段，根據(jù)以往類似工程的深基坑設計，做出兩種方案作為備選方案，第一種為排樁錨桿支護，水泥攪拌樁作止水帷幕；第二種為西側(cè)排樁錨桿支護，其余土釘墻支護，水泥攪拌樁作止水帷幕。備選方案確定后，邀請煙臺市有相關經(jīng)驗的兩位專家與指揮部、監(jiān)理、施工單位共同對方案從經(jīng)濟角度、適用性角度進行比較，最終確定采用第一種方案。排樁支護采用鉆孔灌注樁，樁徑650mm，樁距1500mm～1800mm，樁長16m～18m，鉆孔灌注樁頂部設650×600冠梁一道作連結(jié)。在相鄰兩個鉆孔灌注樁之間冠梁下設置錨桿一道。水泥攪拌樁樁徑為500mm，相鄰樁間咬合200mm，在東西兩側(cè)對水位要求較高的部位，采用三排，南北兩側(cè)采用兩排，樁底進入相對隔水層第5）層粉質(zhì)粘土層不小于1m～1.5m，樁長15m～16m。

2 深基坑支護的施工

2.1 鉆孔灌注樁的施工

本工程排樁設計為鉆孔灌注樁，采用CFG25型長螺旋打樁機，施工時螺旋樁機鉆孔至設計標高后，通過卷揚機上提鉆桿取土，同時砼泵通過中空鉆桿向孔內(nèi)泵入超流態(tài)細石砼成樁。砼采用水下灌注砼配比，標號為C25?，F(xiàn)場使用商品砼，砼坍落度控制在160mm～200mm，灌注時采用HBT-40A型砼泵向樁孔內(nèi)直接泵送。

鉆孔灌注樁施工中控制事項：

1）測量放線位置必須準確，且對樁位要有保護，以免產(chǎn)生位移；

2）鉆機就位后，技術人員必須對樁位進行復核，確認無誤后方可進行鉆孔；

3）商品混凝土在工地現(xiàn)場按規(guī)定進行驗收，每車均應核對隨車單據(jù)，與設計相符后方可用于工程當中；

4）樁基鋼筋籠的制作、安裝應符合設計、施工規(guī)范要求；

5）鋼筋籠吊運要豎直，須平穩(wěn)放入剛施工完的樁孔中，保持骨架完好，在震動沉入過程中也必須保持豎直，嵌入冠梁中的錨固鋼筋長度應滿足設計要求，不得小于規(guī)范的最小錨固長度要求。

2.2 錨桿的施工

本工程設計為鋼鉸線錨索，入射角15°～20°，錨索總長度17m，自由段長6m，配2φS12.7鋼鉸線，錨索預加力值為100kN。錨固體一次注漿漿液及二次高壓注漿均為M25純水泥漿，水灰比為0.5，水泥采用42.5R復合硅酸鹽水泥。腰梁采用2根14#槽鋼。

錨桿施工控制事項：

1）鉆孔過程中要保證位置正確，要隨時注意調(diào)整好錨孔位置。鉆孔時要根據(jù)不同地層隨時調(diào)節(jié)鉆機回轉(zhuǎn)速度，鉆孔孔深應比設計深度長0.5m左右；

2）鋼絞線使用前要檢查各項性能，檢查有無油污、銹蝕、缺股斷絲等情況。一次和二次注漿管與錨索一并安設，安設長度應大于錨桿長度的95%，且不得超深，注漿管接口處要處理牢固；

3）錨索安裝前要檢查導向帽、箍筋環(huán)及定位托架是否準確牢靠，錨桿自由段外加PVC軟管，軟管長度不能超過自由段，PVC軟管靠錨固端需堵塞牢靠；

4）第一次注漿至孔口溢漿，注漿壓力為0.4MPa左右。第二次注漿時間根據(jù)試驗孔試驗確定，一般應在一次注漿24小時以后進行，壓力在2.0MPa～2.5MPa之間。注漿后自然養(yǎng)護不少于7天，待強度達到設計強度等級的85%以上，方可進行張拉工藝；

5）按順序?qū)ψ{強度達到設計要求的錨桿進行預應力張拉，張拉實行雙向控制，以油壓表為主，以伸長量進行校核，并控制在-3%～+6%之內(nèi)；

6）在鉆孔、注漿、高壓注漿、錨桿（錨索）張拉過程中派專人管理并作詳細的施工記錄，并在每道工序完成后，經(jīng)監(jiān)理檢查簽認后方可進行下道工序的施工。

2.3 止水帷幕的施工

本工程設計為水泥攪拌樁止水帷幕。但實際施工時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與地質(zhì)報告中稍在差距，經(jīng)設計現(xiàn)場確定變更為高壓旋噴止水帷幕。采用三重管施工工藝成樁，主要工作原理是利用高壓射流水，對地層進行切割，將地層按設計要求切割成一定形狀的地坑，同時進行灌漿，邊切割邊灌漿，水泥漿液在地坑形成水泥土圓柱體，達到加固地基和止水防滲的作用。

1）樁機就位：按照設計樁位平面圖仔細復核放樣樁位與距離，經(jīng)過復測無誤后安放鉆機；

2）施工前，調(diào)試水泵、空壓機、泥漿泵，使設備運轉(zhuǎn)正常。高壓清水泵壓力表必須靈敏有效；

3）施工前應對鉆桿長度進行校驗。并用紅油漆在鉆塔旁標注深度線，保證樁體頂、底標高滿足設計要求；

4）鉆機造孔時，應調(diào)整鉆機的垂直度，保證鉆機的垂直度誤差小于1%；

5）為防止相鄰孔施工時有串漿現(xiàn)象，應跳孔施工；

6）采用P32.5普硅水泥作加固料，每批水泥進場必須出具合格證明，現(xiàn)場抽樣外檢，合格后方能使用；

7）施工現(xiàn)場配備比重計，勤量漿液比重。實行單樁定量加灰制，嚴格控制水泥用量；

8）供漿壓力1.0MPa，水壓力≥25.0MPa，氣壓力0.7MPa～1.0MPa，提升速度 0.15m/min；

9）噴漿過程應連續(xù)均勻，若出現(xiàn)孔內(nèi)故障，提鉆頭出地表排除故障后，復噴接樁長度加深0.4m重復噴射，防止出現(xiàn)斷樁；

10）噴射結(jié)束后，應用含水泥較多的冒漿回填孔口，防止因漿液凝固后體積收縮，樁頂面下降。保證樁頂標高滿足設計要求；

11）因地下孔隙等原因造成返漿不正常、漏漿時，應停止提升，原地靜壓注漿，直至返漿正常后才能提升。

3 深基坑支護的使用

當鉆孔灌注樁、冠梁混凝土達到設計強度、錨桿經(jīng)過質(zhì)監(jiān)站試驗室檢測通過且基坑內(nèi)水位降至設計基底標高以下后，即可進入基坑土方開挖工作，深基坑支護也就進入了使用階段。使用階段應做好如下幾方面工作：

1）為防止土方開挖期間，土方短期釋放集中應力過大，對排樁及止水帷幕造成較大影響，每天開挖沿支護邊連續(xù)長度不得超過20m；

2）因為高壓旋噴止水帷幕所在處塊石不可避免的存在，也就造成砼止水帷幕必然有漏水之處。對于較小的漏點，可使用市面常用的堵漏劑進行堵漏；對于較大漏點，可先填充棉絮之類物品，外側(cè)使用木板固定在兩側(cè)排樁上；

3）自基坑開挖起，必須對基坑支護做好嚴密的監(jiān)測，監(jiān)測工作分為3部分：

（1）基坑支護的水平及豎向位移的監(jiān)測

本項目冠梁總長度712m，在冠梁上設置觀測點36個，土方開挖期間，每天至少保證一次觀測，若達到報警值，每天增加一次觀測，待支護變形穩(wěn)定后改為三天一次，直至土方回填完成。本工程在基坑開挖期間，開挖當天開挖部位對應觀測點的觀測值大多稍微超過報警值，因此，我們每天進行兩次觀測，并通過繪制支護變形程度曲線方法，觀察其變化趨勢，發(fā)現(xiàn)基坑支護變形僅在第一天超過報警值，第二天就明顯下降，第三天基本達到穩(wěn)定狀態(tài)。據(jù)此分析，開挖時土方短期釋放應力過大造成排樁及旋噴混凝土止水帷幕的瞬間變形，待排樁與錨桿作用達到穩(wěn)定時，基坑支護便不再發(fā)生變形。

（2）基坑外水位的監(jiān)測

因臨近建筑物均為淺基礎磚混結(jié)構(gòu)，為保證臨近建筑物的安全，必須對基坑外水位進行監(jiān)測。我們在基坑外共設置觀測井8眼，設置原則為東西兩側(cè)靠近房屋建筑物處多設，必要時可作為回灌井使用?；油庥^測井水位監(jiān)測同基坑內(nèi)降水井水位測量一并進行，降水持續(xù)期間，每天上、下午各一次。

（3）項目臨近房屋建筑物沉降的監(jiān)測

本項目東側(cè)既有樓房、西側(cè)貨物高站臺離支護較近，基坑開挖后支護的變形以及降水均對房屋及建筑物有較高影響。為及時了解影響程度，唯一的方法就是對房屋建筑物進行沉降觀測。觀測可隨基坑支護觀測一同進行，后期觀測頻率可降為每周一次。

通過對深基坑設計方案的認真考慮、施工過程中工程質(zhì)量的嚴密控制以及使用過程中的不斷解決施工中的遺留問題，加強觀測，煙臺富海怡景花苑項目深基坑支護在使用過程中未出現(xiàn)質(zhì)量及安全事故，既保證了新建建筑基礎施工的順利進行，又保證了周邊建筑物的安全使用。