淺談深基坑基支護的方法及施工技術

王彩俠 孫巍巖

摘要：介紹了在復雜環(huán)境某深基坑樁錨與土釘墻、樁聯(lián)合支護技術的施工,重點介紹了施工技術以及在特殊情況下采取的技術措施。

基坑支護是一個復雜的結(jié)構(gòu)和巖土工程問題,它技術復雜且綜合性很強,是提高工程質(zhì)量減少事故的關鍵。它涉及安全、經(jīng)濟、環(huán)保、施工工期等多方面。如果有足夠的場地，采用放坡在開挖的形式最為經(jīng)濟，而且工期短、安全性高。但場地狹小，不能采用大放坡的形式開挖，如何采用安全、合理、可行的基坑支護方案,和施工方法成了大家關注的問題。

基坑支護的方法有很多種方法，本篇文章主要闡述以下幾種：樁錨形式支護、土釘墻支護形式、樁支護形式。樁錨支護形式又有人工挖孔樁、旋噴樁、鋼管樁等。這種基坑的支護方法造價高，在場地狹小的繁華地段的深基坑應用較多。

以下是一個工程實例

擬建物為1幢31層高層建筑及裙房等，設計3層聯(lián)體地下車庫，建筑設計室內(nèi)坪±0.000=6.450m。

基坑工程地下室邊界面積約7850m2，周長約396m，主樓基底相對標高-18.17m，裙樓基底相對標高-17.17m，場區(qū)現(xiàn)狀地面平均相對標高約-1.0m，基坑開挖支護深度約16m。基坑設計的安全等級為一級。

基坑支護共分五個單元：A單元采用樁錨形式支護，旋噴樁止水；B單元采用復合土釘墻支護形式，旋噴樁止水；C單元采用灌注樁支護，旋噴樁止水兼作重力式擋墻；D單元采用樁錨形式支護，旋噴樁止水；E單元采用復合土釘墻支護形式，旋噴樁止水。

本基坑工程由于包括鉆本工程包括灌注樁施工、旋噴樁施工、錨桿施工及土釘墻施工等多個分項工程，施工中工序繁雜。

一、工作原理：

1．樁體和錨力錨桿通過圍梁形成二元擋土圍護結(jié)構(gòu)，該支護體系通過整體剛度來控制基坑變形。一方面通過鉆孔灌注樁進行擋土，另一方面，通過預應力錨桿將支護結(jié)構(gòu)承受的力傳遞給穩(wěn)定地層，對錨桿施加張拉應力，有利于錨固體與土體之間的摩擦力、拉桿與錨固體的握裹力以及錨桿強度的共同作用，使錨固體系保持穩(wěn)定。旋噴樁的主要作用是止水，同時旋噴樁也是整體性較好的重力式擋墻。

2．土釘在土體中起加筋作用，通過灌注砂漿和拉桿以約束土體的松弛和位移，鋼筋網(wǎng)片和噴射混凝土面層具有良好的柔韌性和整體性，并與注漿土釘連接成一體，既大大改善了被加固土體的物理力學性能，形成一種新的地質(zhì)體，又能有效地調(diào)整表土層與土釘內(nèi)固段的應力分布，維持和加強了邊坡整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。

二、支護方案的特點

①樁錨支護結(jié)構(gòu)適用于坑深較大的深基坑，嵌固深度、樁徑、配筋率可大大減小，在深基坑中，樁錨支護成本較高。

②樁頂位移量大大減小，提高了基坑安全性?？筛鶕?jù)周邊環(huán)境的要求，增減錨桿的數(shù)量、長度、位置來有效地控制基坑圍護結(jié)構(gòu)變形位移量，而且在基坑開挖過程中，根據(jù)變形值的大小和發(fā)展趨勢，可方便地調(diào)節(jié)施加于錨朽的預應力值，因而有利于信息化施工和變形控制。

③土釘支護目前各種基坑支護方法中造價較低，但基坑容易變形，所以支護邊坡的坡度較樁錨大。因為土釘支護是邊開挖，邊支護，邊進行基坑變形觀測。可以根據(jù)己支護面的變形大小和發(fā)展趨勢，及時靈活地調(diào)整下層土釘?shù)拈L度、間距等設計參數(shù)，達到及時控制基坑變形的目的，有利于提高基坑的穩(wěn)定性和安全性。

三、各工序的施工方案

1．鉆孔灌注樁施工方法

灌注樁施工采用機械成孔工藝，設置單排，樁徑800mm，樁中間距1000mm，樁長16.5m,樁身混凝土強度等級C25;樁頂設置鋼筋混凝土冠梁，混凝土強度等級C25。

正式施工前選取典型地質(zhì)條件進行一支工藝性試成孔。

鉆機定位后，進行復驗，鉆頭與樁位點偏差不得大于20mm，開孔時下鉆速度應慢；鉆進過程中，不宜反轉(zhuǎn)或提升鉆桿。

鉆進過程中，如遇到卡鉆、鉆機搖晃、偏斜或發(fā)生異常聲響時，應立即停鉆，查明原因，采取相應措施后方可繼續(xù)作業(yè)。

混凝土灌注前，要檢查好導管是否符合要求，并根據(jù)樁徑及導管規(guī)格確定好初灌量；首批灌注正常后要連續(xù)不斷地進行灌注，并控制好灌砼量及導管的提拔高度，確保成樁后的樁身質(zhì)量符合設計要求。

2．旋噴樁施工方法

采用三重管旋噴工藝，水泥摻入量600kg/m ,有效樁徑不小于1200mm ,樁中間距1000mm，樁端入巖不小于500mm。

單元旋噴樁布置在鉆孔灌注樁之間，且與灌注樁外切，鉆孔灌注樁與旋噴樁組成止水帷幕，C-C單元四排階梯狀旋噴樁形成整體性較好的重力式擋墻。旋噴樁組成止水帷幕在基坑四周形成一道屏障，以隔斷基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系，使地下水無法進入基坑之內(nèi)，以保證坑內(nèi)的安全施工。旋噴樁止水帷幕是本工程成敗的關鍵，必須引起足夠的重視。

為提供準確施工技術參數(shù)，正式施工前做試樁一支。

按設計要求鉆機準確就位，孔位偏差不大于5cm。

鉆機安裝周正、水平、穩(wěn)固，鉆機垂直度偏差小于1%。

鉆孔入巖深度大于0.5米，孔徑130-150mm,鉆進過程中準確控制基巖面深度。

采用泥漿循環(huán)鉆進，保證泥漿正常循環(huán)和足夠的泥漿稠度，保證成孔質(zhì)量，終孔前必須保證孔口正?；貪{。

孔底殘留巖芯及泥渣厚度不得超過0.2米。

高噴灌漿準備

供水與供氣，達到設計要求。

供漿：根據(jù)具體情況，適時調(diào)節(jié)好進水量、上料速度和回漿量，及時測量進漿比重和回漿比重，進漿比重控制在1.60-1.80之間，并作好記錄。

高噴車就位準確，安裝水平，高噴注漿過程中鉆孔及噴管垂直度偏差小于1%。

下入噴射管必須達到設計深度，下管進程中應采取措施，防止噴嘴堵塞。

下好噴管，送入合乎要求的水、氣、漿，待注入漿液冒出孔口后，即開始提升、旋轉(zhuǎn)，自下而上邊噴射邊提升，直至達到設計高度后，停送水、氣、漿，提出噴射管。

充填回灌：噴射漿液完畢后，應立即連續(xù)或間斷地向孔內(nèi)灌注水泥漿液，直至孔內(nèi)混合液面不再下沉為止。

高壓噴射灌漿各系統(tǒng)應密切配合，注意各種機械的運轉(zhuǎn)情況，如發(fā)現(xiàn)異常應立即停機檢修。

各系統(tǒng)應認真作好記錄，切實反映各種機械設備的工作狀態(tài)。

3．6.5錨桿（自進式）施工方法

本工程錨桿設計較長，上部中細砂~粗砂層若采用常規(guī)工藝鉆進成孔困難，且為了防止涌砂、冒水現(xiàn)象發(fā)生，以免周邊建筑物地基造成不均勻沉降，設計選用成品自進式錨桿作為備選方案。

自進式錨桿即鉆桿直接作為錨桿體，鉆進結(jié)束，鉆桿亦作為錨桿體留于孔中，而常規(guī)施工工藝是先鉆機成孔后放置錨桿體，其他工藝流程相同。

設備的選用：錨桿較長，鉆進時所需的扭距較大，因此，鉆機必須保證具有較大扭距，本工程選用專用錨桿鉆機，以保證工程的順利進行。

錨桿正式施工前，施工3根進行錨桿試驗。

自進式錨桿桿體的材料：按設計抗拉力選用成品螺旋自鉆式桿體及配件,常規(guī)工藝桿體材料采用φs 15.2鋼絞線。長度：3-4米，外接成品箍絲扣連接。鉆頭：螺旋齒0.5-1.0米，直徑Φ130mm。每5米加一組找中器，保證桿體在孔中心。自由端采用抹黃油塑料布包裹處理。水灰比0.5~0.6，水泥為425#普通硅酸鹽水泥，外摻3%早強劑。錨桿的下料長度應為自由端、錨固端及外露長度之和，外露長度需滿足腰梁、錨座及張拉作業(yè)要求。

錨桿的張拉應該在錨固體強度與腰梁混凝土強度均達到設計強度的75%后方可進行，并按設計預應力鎖定值鎖定。

桿體加工前，對材料進行抗拉實驗抽檢，保證桿體的抗拉力，自進式錨桿桿體的連接采用絲扣連接，保證抗拉力。

嚴格按照水灰比拌制水泥漿，注漿過程中采用二次高壓注漿，注漿壓力為2—5Mpa。

在腰梁的施工過程中，應根據(jù)錨桿的位置，力求腰梁在同一水平面上。

在錨孔的成孔過程中，要根據(jù)設計及規(guī)范規(guī)定對鉆機進行定位、安裝、調(diào)整角度，并控制好成孔深度，確保其孔位垂直偏差符合設計規(guī)范規(guī)定，接裝鉆桿要迅速，防止噴砂、冒水。

錨桿成孔鉆進最后1米即采用水泥漿循環(huán)鉆進。

在施工中，每道工序作好工序記錄，嚴格驗收，不經(jīng)驗收，不得進入下一道工序。

4．鋼筋混凝土面層工程

鋼筋混凝土面層，鋼筋網(wǎng)采用φ6mm鋼筋幫扎，網(wǎng)格間距200×200mm，面層厚度100mm,以土釘為節(jié)點縱橫設置2Φ14加強筋。

初噴：該項工作在修坡后及時進行，采用PR-5型砼噴射機，砼強度等級C20。

掛網(wǎng):首先將網(wǎng)筋綁扎于坡面上；再將加強筋縱、橫焊于錨頭處，加強筋壓緊鋼筋網(wǎng)片，其與錨焊頭點焊或綁扎連接。

噴砼面層：噴射砼采用PR-5型砼噴射機，砼強度等級C20，終噴厚度80mm～100mm，精度要求：面層噴射混凝土厚度誤差為±10mm。

四、建議

基坑支護工程是一項風險高的施工工程，為了確?；又ёo安全，必須在施工過程中實施信息化施工，在基坑施工過程中如出現(xiàn)異常情況，應立即檢查，如發(fā)現(xiàn)安全隱患，則立即啟動該基坑工程專項應急預案。