探索建筑深基坑支护施工技术的应用

摘要：基坑支护技术设计是一项复杂的工程，需根据工程的特点、施工条件以及场地周边建筑和市政设施情况，经多方案比较才能选择出比较合理的施工方案。本文介绍了深基坑支护结构的选型，探讨了深基坑支护施工技术的应用。

关键词：建筑深基坑支护结构选型应用

中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：

城市中深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。有鉴于此，人们不断总结实践经验，针对深基坑工程，制定了一些可行而有效的技术措施。采取适宜的支护类型成为了保证深基坑工程顺利进行的先决条件。

一、深基坑支护结构的选型

深基坑土方施工，当施工现场不具备放坡条件，或通过放坡及加设临时支撑不能保证施工安全满足施工要求时，一般采用支护结构进行临时支挡，以保证深基坑的土壁稳定。深基坑支护结构的选型有自立式支护、桩锚支护、喷锚支护、组合型支护等。

1、自立式支护①水泥搅拌桩挡墙支护。水泥搅拌桩主要适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层。基坑开挖深度不宜大于8m。这种支护结构的优点是挡墙厚度大，整体性、稳定性、隔水性良好，施工速度快，工程造价一般低于冲、钻孔灌注排桩，坑内无支撑结构，便于机械挖土和地下室工程施工；其缺点是挡墙占地面积大，且其强度受到土层含水量和有机质含量的影响。②悬臂式排桩支护。悬臂式排桩支护一般采用冲、钻孔或人工挖孔灌注桩，个别采用预制桩，如预应力管桩。这种支护型式的优点是基坑内无支撑，便于机械化挖土和地下室工程施工，其缺点是支护桩顶水平位移较大，当坑深较大或地质条件较差时，工程造价较高。一般都用在地质条件较好的场地；若存在厚软土层，采用此支护型式的，其基坑深度一般不大于6.0m。

2、桩锚支护这种支护方式主要适用于场地土层性能较好或软土层较薄的场地。对基坑深度较大的工程，岩土锚杆的一些参数如下：与水平夹角在15°～40°之间；长在35m 以内；设计轴向抗拔力一般小于600kN；锚筋材料有钢筋或3～4 条钢铰线；大多采用二次高压注浆工艺，第二次注浆压力一般大于2MPa。锚索锁定时都施加预应力，施加预应力大小不等，有的达设计值的70%，有的只有设计值的30%；施加的预应力越大，限制桩顶变位效果越好，但其支护桩承受的压力越接近静止土压力。

3、喷锚支护喷锚或土钉墙支护是锚杆、钢丝网、喷射混凝土相结合的联合支护型式。适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。常用在单层地下室、且淤泥较薄、地下水较少的基坑。但不适用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层，不能用于自稳能力极差的厚淤泥层，基坑深度不宜大于12m。喷锚网或土钉墙支护具有以下优点：①通过形成喷射混凝土、锚杆、钢筋网与土体共同作用的主动支护体系，最大限度地利用边壁土体的自稳能力；②属柔性支护，可自行调节，使结构处于最佳受力状态，局部不会产生偶然过载；③具有很大的灵活性，可根据监测数据随时调整支护参数；④所需的设备简单，所需的操作场地小；⑤工程造价较低。缺点：①边壁变形较大；②锚杆往往会超出建筑用地红线，当超出红线以外时需征得业主的同意。

4、组合型支护当基坑内有几种深度、或者土层分布变化较大、或者基坑各侧的环境条件有较大差别时，可因地制宜地采用不同的组合支护方式，以充分发挥各种材料及支护结构类型的优越性，降低工程造价。组合型支护方式主要有：①上部放坡（或土钉墙）下部钢筋混凝土悬臂排桩（或桩锚）的组合；②拱形水泥土墙与钢筋混凝土灌注桩或H 型钢的组合；③钢筋混凝土排桩与桩间高压旋喷桩的组合；④支护桩与用压力注浆或水泥土搅拌桩加固被动区的组合；⑤土钉墙与水泥土搅拌桩组合；⑥土钉墙与微型注浆桩组合；⑦土钉墙与预应力锚索组合；⑧各种支护结构与由水泥土搅拌桩或高压旋喷桩形成的封闭止水帷幕组合。除此之外，还有钢板桩、逆作法、预制混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩等多种类型。其中，排桩或土钉墙支护是近几年来深基坑支护的主要形式。

二、深基坑支护施工技术的应用

1、护坡桩施工

根据工程场地特点和施工要求无污染、无噪音、施工速度快等诸多特点，施工护坡桩时采用“钻孔压浆桩”技术，其为水泥浆护壁，直接投放碎石并多次布浆成桩的无砂混凝土桩，施工时应严格按照行业标准《钻孔压浆桩工程的施工及验收规程》、施工方案、国家有关规范及设计要求、施工现场所提供的结构轴线、位置控制点施放桩位点，并必须经监理工程师复核鉴认后方可进行施工。其施工工艺简介如下：用螺旋钻杆钻到预定深度后，通过钻杆的芯管自孔底由下向上向孔内压入已制备好的以水泥浆为主的浆液，使浆液升至地下水或无塌孔危险的位置以上，提出全部钻杆后，向孔内投放钢筋笼和骨料，最后在自孔底向上多次高压补浆而成。由于该工艺是连续一次成孔，多次自下而上高压注浆成桩，能在流砂、卵石、地下水易塌孔等复杂的地质条件下顺利成孔成桩，它具有以下优点：

（1）在多种复杂地质条件下能顺利成孔成桩，长臂螺旋钻钻至设计深度后，及时高压注浆，高压浆的作用可把孔壁周围的地下水排至孔外，加上水泥浆的重力作用，从而保证孔壁不坍塌而顺利成孔。

（2）施工速度快，在一般粘性土和砂质土层中，直径q~800，长10～20m 的桩，一台钻机一天成桩15～20 根。

2、土层锚杆施工

土层锚杆施工方法为用锚杆钻机钻至预定深度，开始注水泥浆护壁，然后穿钢绞线，多次补浆即完成。待达到要求强度后张拉锁定。具体施工流程如下：

（1）锚杆施工由现场施工测量人员按设计要求放出锚杆位置；锚杆机就位后，检查锚水平位置、标高、钻杆倾角，经检查无误后方可钻进。

（2）钻孔过程中若遇障碍物或异常情况应及时停钻，待情况查明并采取措施后再继续钻进。钻至设计深度后空钻出土，拔出钻杆；下锚索前检查锚索并做隐蔽工程检查记录。

（3）注浆材料及配比根据设计要求确定，注浆浆液搅拌要均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完，并严防石块、杂物等混入浆液，水泥浆搅拌必须严格按配比进，注浆由孔底开始，直至水泥浆溢出孔口后停止注浆。

锚杆水平方向孔距误差不应大于50mm，垂直方向孔距误差不应大于l00mm。钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆长度的3％。

土层锚杆均为预应力锚杆，锚杆施加预应力前，应先做锚杆抗拔试验2～3 根，以验证锚杆设计的可靠性，并绘制Q-s 曲线，试验系数为1.2。

（6）锚杆张拉前，应对张拉设备进行标定。锚固体与台座混凝土强度均应大于15．0MPa时，方可进行张拉。锚杆张拉应按一定程序进行，锚杆张拉顺序，应考虑临近锚杆的相互影响。锚杆正式张拉之前，应取0.1～0.2 设计轴向拉力值Nl，对锚杆预张拉1～2 次，使其各部位的接触紧密，杆体完全平直。

（7）预应力为锚杆抗拔力值的70％，张拉后锁定。

（8）锚杆质量控制标准同土钉墙中相关内容。

3、土钉墙施工

（1）土钉制作

为使土钉顺利送入土中，在土钉上每隔2m处焊接对中支架，形成锥形滑撬。同时保证土钉在孔居中位置，防止出现偏心，以提高抗拔力。

（2）土钉成孔

土钉施工成孔采用洛阳铲成孔，孔径保证大于100mm，成孔过程中注意控制倾角及孔径。

成孔后对孔深、孔径、倾角进行检查验收，做好施工记录及隐蔽工程检查记录。成孔孔位可根据实际情况进行局部调整，成孔角度，在遇到障碍物时，可适当调整。

（3）土钉送入

土钉施工应按设计要求安装对中支架，土钉插入孔深不得低于设计长度的95％，以保证钢筋保护层厚度。

对复检合格的钢筋按设计要求制作杆体，钢筋焊接满足双面焊5d，单面焊l0d，并按要求加焊定位支架。土钉送入孔中后，随即进行压力注浆，注浆压力达到0.5MPa 时，注浆管插到距孔底250～500mm，持续m5in，为保证注浆饱满，在孔口设止浆塞，使水泥浆能够有效渗入土体孔隙中。

（4）坑边修坡

在挖土过程中及时进行侧壁的修补，保证坡度满足施工要求，同时此项工艺直接关系到面层喷射混凝土的质量和材料耗用量，因此要严格按要求施工。

（5）钢筋网片施工

在修好的坡面上及时进行绑扎网片固定在坡面的短钢筋上，上下左右根对根绑扎搭接，并不少于两点焊接，钢筋网片借助L 字型锚头及压筋压焊在土钉端部形成一体。钢筋网与下层钢筋搭接长度为25d，钢筋网与土钉锚固装置要连接牢固，喷射混凝土时钢筋不得晃动，钢筋网片按设计要求制作，网片搭接长度满足300mm，网片距坡面40～50mm，网片外侧按设计要求加焊加强筋。

（6）喷射混凝土施工

喷射施工过程中严格计量配比；喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自上而下，每次喷射厚度50mm；喷射时喷头与受喷面应保持垂直，且保持0.6～1.0m 距离；喷射混凝土终凝2h 后要洒水养护3～7d。

参考文献：

[1] 郭敬宇.浅析建筑工程深基坑支护技术[J].城市建设理论研究, 2011（21）.

[2] 王承武.高层建筑施工中的深基坑问题及对策[J].中国城市经济，2011（11）