高層建筑深基坑支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用

許江浩

【摘 要】 本文就深基坑支護(hù)技術(shù)在我國建筑工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀、施工技術(shù)進(jìn)行探討，并通過實例介紹，對深基坑工程的支護(hù)施工技術(shù)作一個全面的了解。

【關(guān)鍵詞】 深基坑 支護(hù) 應(yīng)用

一、當(dāng)前我國深基坑施工的現(xiàn)狀

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，各類用途的地下空間已在我國各大中城市中得到廣泛利用，諸如大型或高層建筑多層地下室、民用、公用設(shè)施，鑒于這種對地下空間的開發(fā)利用，高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展和推進(jìn)。

二、深基坑支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用

1.深基坑支護(hù)施工技術(shù)的要求：根據(jù)建筑物的占有面積、基坑的邊緣距、地質(zhì)條件等進(jìn)行合理設(shè)計；選擇適宜的支護(hù)方式，這是確保深基坑施工安全的關(guān)鍵措施；由于深基坑支護(hù)工程既要保證基坑四周穩(wěn)定，又要具有好的止水防滲效果。

2.深基坑支護(hù)施工技術(shù)：

目前建筑工程中深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用按照功能分主要有：

（1） 擋土體系：常用的鋼板樁、鋼筋混凝土樁深層水泥攪拌樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻。其功能是形成支護(hù)排樁或支護(hù)擋土墻阻擋坑外土壓力。

（2） 擋水系統(tǒng)：常用的深層水泥攪拌樁、旋噴樁壓密注漿、地下連續(xù)墻、鎖口鋼板樁。其功能是阻擋基坑外地下水滲水到基坑內(nèi)。

（3） 支撐系統(tǒng)：常用的有鋼管和型鋼內(nèi)支撐、鋼筋混凝土內(nèi)支撐、鋼與鋼筋混凝土組合支撐。其功能是支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)與限制圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移。

深基坑的支護(hù)形式很多，在施工過程中要根據(jù)周邊環(huán)境和地質(zhì)狀況進(jìn)行支護(hù)形式的選擇，基坑支護(hù)按照形式分，常用的有：

（1）鋼板樁支護(hù)

鋼板樁有帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成，把這種鋼板樁互相連接就形成鋼板樁墻，被廣泛應(yīng)用于擋土和擋水。

（2）排樁支護(hù)

排樁支護(hù)是指柱列式間隔布置鋼筋混凝土挖孔、鉆（沖）孔灌注樁作為主要擋土結(jié)構(gòu)的一種支護(hù)形式。柱列式間隔布置包括樁和樁之間有一定間距的疏排布置形式和樁與樁之間相切的密排布置形式。柱列式灌注樁作為擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)有很好的剛度，但各樁之間的聯(lián)系差必須在樁頂澆注較大截面的鋼筋混凝土冠梁加以可靠連接。這種基坑支護(hù)形式應(yīng)用較廣，且適用于各種土質(zhì)、各種深度的基坑。

（3）地下連續(xù)墻支護(hù)

當(dāng)軟土層中基坑開挖深度大于10米、周圍相鄰建筑或地下管線對沉降和位移有較高要求時，常采用地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的發(fā)展和施工方法的改進(jìn)，地下連續(xù)墻發(fā)展到既是基坑施工時的擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)，又是擬建結(jié)構(gòu)的側(cè)墻。地下連續(xù)墻支護(hù)墻體剛度大、整體性好，止水防滲效果好，適用于各種地質(zhì)條件的超深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，但是造價高，容易對環(huán)境造成影響。

（4）土釘墻支護(hù)

土釘墻支護(hù)是在基坑開挖過程中將較密的細(xì)長桿件植入原為土體中，并在坡面上噴射鋼筋混凝土面層。通過土釘、土體和噴射混凝土面層的共同作用，形成復(fù)合土體以達(dá)到基坑支護(hù)的目的。

四、通過工程實例進(jìn)行深基坑支護(hù)技術(shù)的探討

（1）工程概況

廣東省水利水電第三工程局醫(yī)院擴(kuò)建工程位于塘廈鎮(zhèn)塘廈大道以西，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積18848.87㎡，擬建建筑地上10層，地下1層，結(jié)構(gòu)選型為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

本工程地下室底板頂面標(biāo)高-4.20m（相對標(biāo)高），場地±0.00暫定23.45m?？紤]本場地現(xiàn)狀標(biāo)高介于22.8～23.5m，因此在考慮0.1m墊層后，本基坑坑底標(biāo)高為-4.55m（即絕對標(biāo)高18.90m），基坑開挖深度約3.9～4.6m（圖1）。

（2）工程地質(zhì)條件

1.地層巖性

場地內(nèi)分布的地層主要有人工填土、第四系沖積層、殘積層和不同風(fēng)化程度的泥巖。

①人工填土層（Qml）

素填土①：主要由粉質(zhì)粘土混巖塊堆填而成，均勻性差，分布整個場地，平均層厚2.33m。

②第四系沖積層（Qal）

粘土②-1：干強度中等，韌性中等，平均厚度1.40m，標(biāo)貫擊數(shù)平均4.4擊。

粘土②-2：干強度中等～高，韌性中等，平均厚度2.36m，標(biāo)貫擊數(shù)平均13.6擊。

③第四系殘積層（Qel）

粉質(zhì)粘土③：干強度高，韌性中等，平均厚度2.73m，標(biāo)貫擊數(shù)平均20.1擊。

④侏羅系下統(tǒng)（J1）：

全風(fēng)化泥巖④-1： 巖芯呈堅硬土柱狀，平均厚度3.15m，標(biāo)貫技術(shù)平均38.5擊。

強風(fēng)化泥巖④-2：部分夾中風(fēng)化巖塊，平均厚度5.94m，標(biāo)貫技術(shù)平均64.1擊。

中風(fēng)化泥巖④-3： 巖芯呈塊狀、短柱狀，質(zhì)較堅硬，平均厚度4.54m。

（3）水文情況

勘察期間地下水主要賦存于第四系松散層及基巖裂隙中，勘察期間測得混和穩(wěn)定水位埋深0.90～1.40m，平均1.08m，地下水位變化幅度為0.60m。地下水水質(zhì)對混凝土有微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋有微腐蝕性。

（4）支護(hù)設(shè)計方案

本場地北側(cè)及南側(cè)距存在較多現(xiàn)有建筑，其高度介于1～6層，本設(shè)計對北側(cè)及南側(cè)支護(hù)段采用復(fù)合土釘墻（微型樁+預(yù)應(yīng)力錨索+土釘）支護(hù)，其安全等級為二級；對東西兩側(cè)支護(hù)段采用土釘墻支護(hù)，其安全等級為三級。詳見（圖2、3）所示：

（5）主要設(shè)計參數(shù)及施工要求

1、微型樁

①樁身直徑0.4m，樁間距1.5m，樁頂設(shè)0.4×0.4m冠梁，成孔孔徑不小于0.4m，樁位偏差小于50mm，垂直度偏差小于1%。

②樁身、冠梁采用C20混凝土。

③樁身內(nèi)置6ф20鋼筋籠，保護(hù)層厚度40mm；冠梁通長配筋，等強焊接，鋼筋保護(hù)層厚度50mm。

④樁身采用2～4級碎石，充填量不小于理論值的90%。

⑤注漿材料為P.O.42.5普通硅酸鹽水泥漿，水灰比0.45～0.5，分兩次注漿，第一次為常壓注漿，第二次為高壓注漿，注漿壓力不小于2MPa。

2、預(yù)應(yīng)力錨索

①預(yù)應(yīng)力錨索采用3×7Φ5，材料為1860MPa高強鋼絞線，水平間距3.0m（兩樁一錨）；

②孔位允許偏差為水平方向100mm，垂直方向50mm，預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔傾斜度偏差不大于3%，成孔直徑不小于150mm，孔深應(yīng)超過設(shè)計長度0.5m，終孔后應(yīng)認(rèn)真清孔。 水泥采用P.O.42.5普通硅酸鹽水泥拌制，水灰比為0.45～0.55；

③錨固體應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場同條件養(yǎng)護(hù)，經(jīng)檢驗錨固體強度達(dá)到設(shè)計強度70%后方可進(jìn)行張拉鎖定，錨固體設(shè)計強度25MPa；

④預(yù)應(yīng)力錨索的外露張拉段始終保留，不可截斷。當(dāng)預(yù)應(yīng)力錨索出現(xiàn)明顯的預(yù)應(yīng)力損失或基坑位移過大時，進(jìn)行二次張拉；

⑤預(yù)應(yīng)力錨索采用二次注漿，一次注漿為常壓注漿，二次注漿壓力不小于2.5MPa。錨索自由段末端應(yīng)設(shè)置止?jié){塞，以確保自由段的自由以及錨固段的二次注漿效果。

3、鋼花管土釘

①鋼花管土釘孔位和孔深允許偏差均為50mm，采用打入式成孔，設(shè)計承載力為8KN/m。

②鋼花管土釘注漿材料為P.O.42.5普通硅酸鹽水泥凈漿，水灰比0.45～0.55，水泥漿應(yīng)隨拌隨用；

③鋼花管注漿必須密實飽滿，注漿管應(yīng)插至距孔底300mm處，注漿壓力不小于1Mpa。

4、掛網(wǎng)噴射砼

①在基坑旋挖樁樁間開挖面噴射100mm厚混凝土面層；

②噴射混凝土強度等級C20，水泥、砂、石子配合比例為1：2：2.5或根據(jù)配合比試驗進(jìn)行；

③噴錨墻面層鋼筋網(wǎng)按φ6@200×200布置，土釘端頭設(shè)水平向2Φ16加強筋。

5、其它技術(shù)要求

①設(shè)計未特別指明處均按有關(guān)規(guī)范施工；

②土層錨桿在開挖的深基坑墻面或者尚未開挖的基坑立壁土層鉆孔，在達(dá)到要求的深度后再次擴(kuò)大孔的端部，一般形成柱狀。實施錨桿支護(hù)技術(shù)施工，主要將鋼筋、鋼索或者其它類型的抗拉材料放入孔內(nèi)，然后灌注漿液材料，令其和土層結(jié)合成為抗拉力強的錨桿；

③支護(hù)效果

在深基坑支護(hù)完成后的施工期間，無坑壁坍塌問題出現(xiàn)，通過儀器對周圍建筑物進(jìn)行位移、沉降觀測，無明顯的變形現(xiàn)象出現(xiàn)（如下圖所示）。復(fù)合土釘墻（微型樁+預(yù)應(yīng)力錨索+土釘）和土釘墻支護(hù)能夠保證該工程的順利進(jìn)行，并且保障周圍的建筑物的安全和穩(wěn)定，沒有破壞周圍建筑的地下管線，因此實施深基坑支護(hù)施工方案是可行的。

五、結(jié)束語

鑒于高層建筑深基坑工程施工的風(fēng)險性和復(fù)雜性，加上進(jìn)行基坑支護(hù)的形式眾多，因而，這就要求在施工過程中，我們要綜合考慮工程地質(zhì)條件、水文條件、周邊環(huán)境等因素，制定一套安全、可靠、經(jīng)濟(jì)可行的施工方案，以充分發(fā)揮基坑支護(hù)的作用。