某高层建筑工程的基坑支护分析

【摘要】分析了某高层建筑工程施工场地情况，提出了支护桩和土钉墙深基坑支护方法，对这两种支护方法及其构造要求和施工工艺进行了论述，结果表明支护效果安全可靠，可进一步推广应用。

【关键词】深基坑支护；支护桩；土钉墙；构造要求；施工工艺

随着城市建设的高速发展，高层建筑层出不穷，基坑工程向深、大、难方向发展，由于深基坑工程引发的工程安全问题越来越引起重视，基坑支护的重要性已愈显突出。基坑支护的方法很多，这里通过一个工程实例介绍两种较常用的支护方法。

1. 工程概况

（1）某工程设计地下1层，地上12层，主体檐口高度为47.050 m，采用框架剪力墙结构，设防烈度7度，场地类别为Ⅱ类，抗震设防为丙类，地基基础设计等级为乙级，设计基础形式为桩基础，采用大直径人工挖孔灌注桩。在拟建大楼的南侧紧邻某旧办公楼，主楼6层，侧楼5层，带形基础，砖混结构，1986年建成投入使用。由于新建大楼基坑开挖深度达7.70 m，并紧邻旧办公楼，因此，在基坑施工及基础施工期间需对与旧办公楼交界处边坡进行支护，以保证施工安全及旧楼不受影响。此外，在拟建大楼的西侧紧邻住宅楼，北侧紧邻大街，均不能放坡开挖基坑。

（2）经过多方商议研究决定，在基坑南侧和西侧采用人工挖孔灌注桩支护，基坑北侧采用土钉墙支护，东侧采用放坡开挖，坡度为1∶0.33（如图1所示）。

图1基坑支护示意图2. 支护桩施工

2.1构造要求。

（1）依据《建筑基坑支护技术规程》中排桩的构造要求，本工程支护桩采用直径800 mm人工挖孔灌注桩，并通过计算确定桩长不小于12 m，采用C20混凝土灌注，桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定为1.5 m。桩的纵向受力钢筋采用1822钢筋，纵向受力钢筋保护层厚度不应小于35 mm。箍筋采用8@200的螺旋筋，每隔1 500 mm布置一根12的焊接加强箍筋，以增加钢筋笼的整体刚度，有利于钢筋笼的吊放，钢筋笼一般离孔底200 mm。

（2）排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁与桩身连接，冠梁宽度为800 mm，高度为500 mm。桩顶纵向钢筋应锚入冠梁内，且锚固长度不低于30倍纵向钢筋直径。桩与冠梁主筋焊接接头必须分散布置，一个截面的接头数不得超过钢筋数的1/2。

2.2支护桩施工工艺。按设计图纸放线、定桩位人工取土成孔测量控制支设护壁模板在顶部放置操作平台浇筑护壁混凝土拆除护壁模板继续向下一段施工，至设计标高排除孔底松土、沉渣吊放钢筋笼浇筑桩身混凝土。

2.3支护桩技术要求。

（1）施工前必须充分了解现场工程地质与水文地质状况。

（2）根据护壁井圈设计高度，挖至一定孔深后应立即支模，按要求放置钢筋并浇筑混凝土；护壁井圈混凝土达到设计允许的强度后方可进行下一层挖土施工。

（3）每层井圈高度取600 mm，为便于混凝土浇筑，井圈应做成锥形，锥形井圈上口宽度为200 mm，下口宽100 mm。

（4）出土工具：主要有机架、电动葫芦及出渣筒。

（5）孔内施工照明必须采用安全低压防水灯。

（6）要求向孔内送风不小于25 L/s，主要工具为1.5 KW鼓风机，配以直径为100 mm的塑料送风管。

（7）施工桩孔应间隔进行，不得同时施工全部桩孔，基坑开挖应在支护排桩桩体强度达到70%设计强度后进行。

（8）基坑开挖后，建立旧楼变形监测点；发现变形超过规范要求，立即采取紧急加固及支护措施。

3. 土钉墙施工

3.1构造要求。

（1）依据《建筑基坑支护技术规程》，确定土钉墙墙面坡度为1∶0.1，土钉倾角为12°，土钉孔径为100 mm。土钉钢筋采用C20钢筋。

（2）面层钢筋网的钢筋为A6，网格尺寸200 mm×200 mm，搭接长度应大于300 mm。面层中与土钉等间距设置B16的加强钢筋，采用水平垂直设置。加强钢筋采用焊接连接，且与每根土钉可靠连接。

（3）土钉必须与面层有效连接，本工程设置350 mm×350 mm×50 mm的水泥承压板，通过螺栓与土钉连接。

（4）土钉孔内注浆材料采用水灰比为1∶0.5的水泥砂浆，强度不低于12 MPa，3 d强度不低于10 MPa。

（5）在坡顶和坡脚设排水措施，坡面设适当数量泄水孔。

（6）本工程共设5排土钉，第一排土钉距离地面0.5 m，土钉水平间距和竖向间距均为1.5 m，自上向下各排土钉的长度分别为8 m，7.5 m，7 m，6.5 m，6 m。

3.2土钉墙支护施工工艺。土钉墙的施工一般按以下程序进行：施工准备开挖工作面、修理边坡、坡面排水喷射第一层混凝土设置土钉（包括成孔、置筋、安装、注浆等）安设连接件绑扎安装钢筋网喷射第二层混凝土。

（1）施工前的准备。在进行土钉墙施工前，要认真检查原材料，机具的型号、品种、规格及土钉各部件的质量、主要技术性能是否符合设计和规范要求；平整好场地道路，搭设好钻机平台；做好土钉所用砂浆的配合比及强度试验，各构件焊接的强度试验，验证能否满足设计要求。

（2）土方开挖。土方开挖必须紧密配合土钉墙施工，严格做到开挖一层，支护一层。上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。每层开挖深度按设计要求并视现场土质条件而定，开挖要到位，不得欠挖，绝对禁止超挖。机械开挖后，应及时对壁面进行人工修整。对较软弱的土体，需采用必要的超前支护措施。

（3）钻孔。采用螺旋钻机成孔，要掌握好钻进速度，保证孔内干净、圆直，孔径符合设计要求。严格控制钻孔的偏差，保证水平方向、垂直方向孔距误差，钻孔底部的偏斜误差，钻孔深度误差均在规范允许范围内。

（4）土钉制作和安放。拉杆要求顺直，应除油、除锈并做好防腐处理，按要求设置好定位架；拉杆插入时，应防止扭压、弯曲，拉杆安放后不得随意敲击和悬挂重物。

（5）注浆。应采用机械均匀拌制浆体，要随搅随用，禁止人工搅浆，浆液应在初凝前用完，并严防石子、杂物混入浆液。注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净；注浆开始或中途停止超过30 min时，应用水或稀水泥浆注浆泵及其管路；注浆时，注浆管应插至距孔底250 mm～500 mm处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管。

（6）喷射混凝土。A.喷射作业前要对机械设备，风、水管路和电线进行全面检查并试运转，清理受喷面，埋设好控制混凝土厚度的标志。B.喷射作业开始时，应先送风，后开机，再给料，料喷完后再关风。C.喷射时，喷头应与受喷面垂直，并保持0.6 m～1.0 m的距离。D.喷射作业应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序由上而下进行，以免新喷的混凝土层被水冲坏。E.喷射混凝土的回弹率不大于15%。G.喷射混凝土终凝2 h后，应喷水养护。养护时间：一般工程不少于7 d，重要工程不少于14 d。

4. 支护效果

该工程在整个地下工程施工期间，没有出现坑壁坍塌现象，通过对周围建筑物的监测，没有发现大的变形。支护桩和土钉墙的应用保证了基础及地下室的顺利施工，保证了周围建筑物的安全，所以本工程的支护方案是安全可靠的。

5. 结语

基坑支护方法多种多样，实际工程中究竟采用哪种支护方法，应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素，做到因地制宜，因时制宜，合理设计、精心施工、严格监控。

参考文献

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