加强管理强化安全基坑支护系统监测调查

关键词；深基坑支护工程是近20年来随着城市高层建筑的发展而形成的一门新兴技术，其理论还有待于不断完善。而深基坑设计方案合理与否，直接影响着深基坑支护工程的成败。成功的工程设计方案应该是合理安全，科学实用的。如何选取一种在经济、技术上都合理的支护类型，必须充分考虑施工现场的环境、工程地质条件以及具体的工程要求。

中图分类号： TU47 文献标识码： A

一、工程概况：

丽水苑住宅小区为八幢29层至30层的高楼组成的高层建筑群，地下室三层，楼间空地为二层地下车库。基坑南北长约为214m，东西宽约153m，深约10m。原有周边东侧为新晋祠路已建成使用，西侧深约3m为中压煤气管网、北侧深约1.8m为Φ400的自来水管网都已埋设使用，东北角为一座门楼，南侧为二层小楼。

由于该地段地下水位较高，因此结合本工程场地地理位置，土质水文条件，基坑开挖深度及周围环境条件，本基坑具有以下特征：1、场地小；2、基坑采用大开挖，开挖面积大且深度深；3、地基土质条件较差；4、周边环境较为苛刻，须保证周围道路、管线、建筑物及场地安全。结合上述特点，该基坑属于危险性较大的子分部工程。经过专家的多次论证及有针对性的对其他已完或正在施工的深基坑多次考察，为保障后续基础施工安全，根据安全、经济、方便施工的原则，采用了深层搅拌桩作为基坑侧壁止水帷幕，土钉墙与预应力锚索作为基坑支护加固结构的设计、施工方案。

二、深层搅拌桩、土钉墙、预应力锚索特点

1、深层搅拌水泥土帷幕桩在基坑降水条件下，既有效的阻滞了基坑外地下水位下降，保证了周边建筑物的安全，又充分利用水泥土搅拌桩改良基坑边坡土体，保证了基坑边坡的安全，该技术对于特定地质条件下基坑边坡工程给予了综合处理。

深层搅拌水泥帷幕施工特点

（1）最大限度利用了原土，减少了工程造价。

（2）搅拌时无振动、噪音小，无污染。

（3）止水帷幕通过桩与桩的咬合，形成致密性水泥桩，有非常好的止水效果。

（4）由于桩成型及养护均在土层下，施工时几乎不受外部环境影响。

2、土钉墙是原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法，从而提高整个边坡的稳定性。

土钉墙支护的特点

（1）造价低

土钉墙支护技术同传统的桩锚、墙锚技术相比较，施工机具、工序简单，用材相对较少，因而成本低，在满足安全稳定的前提下，能节省大量经费。

（2）工期短

土钉墙支护技术施工特点是:分层开挖，分层支护，开挖一段，支护一段，随挖随支。基坑土方挖完即支护完毕，施工作业迅速，较传统的施工方法节省工期。

（3）占地少

在城市中心区，建筑物密集，地皮昂贵，为了充分发挥有限的地皮效益，投资者往往将地下室设计得尽量大，使基坑支护只有沿红线下切开挖的条件，再加上周围管线的存在，这种条件下传统的支撑方法由于需要占用一定的空间而无法施工。而土钉墙支护技术就可以沿红线垂直开挖，并能保证周围建筑物及管线的安全。

（4）适用于各种土层

土钉墙支护技术特别适合于具有一定粘性砂土和粉、粘土，即使局部含软塑的淤泥、松散的砂层都可以采用不同的施工工艺进行处理。

（5）土钉墙采用主动受力体系，安全、稳定、可靠

（6）施工噪音、振动小，不影响环境

传统的支撑方法是一种被动受力体系，其安全性较差，一旦出现险情无挽救余地，纯桩围护更是如此。而采用土钉墙进行加固，即采用一种主动受力体系将土体荷载变为支护结构的一部分，充分发挥锚杆、钢筋网，喷射混凝土的群体作用，做到整体稳定。

3、预应力锚索是向岩层传递力的一种支护手段，它可按给定的方向和荷载大小将力从岩体表面传递到岩层深处，从而使被加固的岩体受到一个有益的预压应力。

预应力锚索的特点：

（1）有高强度材料组成并有可靠的锚固体系，因而它能提供数量可观的预应力；

（2）长度一般较长，能够锚入到深部比较坚固稳定的岩层中区；

（3）可按给定的荷载大小、方向设计和施工，目标明确，参数可灵活调整；

（4）施工工艺简便，影响因素小，而且还能与其他加固措施相配合；

三、基坑工程设计

1、共有两种设计方案：

第一种：

止水帷幕：桩径500mm；场地平均标高-1.5m，桩底标高-17.0mm，桩长15.5mm，三排水泥搅拌桩呈正三角形布置，搅拌桩间距为300mm。采用湿法施工，垂直度偏差≦1%。水泥土搅拌桩采用P.S32.5水泥，桩身强度R28≧1.5MPa，水泥用量≧60Kg/m，采用两喷四搅施工工艺。

土钉墙：采用Φ48（3.2mm厚）普通钢管打入式锚管，土钉长度10～15m；孔径120mm，土钉与水平夹角10°～15°，竖向排距：1.4m，水平间距：一～五排为1.4m，六排调整为1.2m。注浆采用P.O32.5水泥，水灰比为0.45～0.5纯水泥浆液，混凝土面层厚100mm，喷射强度等级为C20。面层加强钢筋为φ14，钢筋网片为200×2008 。

预应力锚索：土钉墙第二排为局部锚索，第三排全部为锚索，锚索选用3×7ф15.2-1860预应力用钢绞线，孔径为150mm，长度以为17m。各土钉、预应力锚索的具体长度如下：第一排土钉长：15m；第二排土钉长:12m，锚索长17m；第三排锚索长：17m；第四排土钉长：12m；第五排土钉长：12m，第六排土钉长10m。

第二种设计方案：

止水帷幕：设计确定为深层搅拌水泥土桩，桩径500mm；桩顶标高-3.0m，桩底标高-20m，桩长 17m，三排水泥搅拌桩呈正三角形布置，搅拌桩间距为300mm。采用湿法施工，垂直度偏差≦1%。水泥土搅拌桩采用P.S32.5水泥，桩身强度R28≧1.5MPa，水泥用量≧60Kg/m，采用两喷四搅施工工艺。

地表1-3m为杂填土，在帷幕桩施工前予以挖除，统一挖至-3.0m标高处进行施工，作业面宽度为11m。

土钉墙：采用Φ48（3.2mm厚）普通钢管打入式锚管，土钉长度10～15m；孔径120mm，土钉与水平夹角10°～15°，竖向排距与水平间距均为1.4m。注浆采用P.O42.5（普硅）水泥，水灰比为0.45～0.5纯水泥浆液，注浆压力不小于0.4MPa，每米注浆量35Kg～45Kg。混凝土面层厚度100mm，采用P.S32.5（矿渣）水泥，喷射强度等级为C20。面层加强钢筋为φ14，钢筋网片为8 200×200。

预应力锚索：锚索选用3×7ф15.2-1860预应力用钢绞线，孔径为150mm，长度为15m～17m。各侧土钉、预应力锚索的具体布置及长度如下：

排长侧度第一排第二排第三排第四排第五排第六排备注

地库主楼地库主楼地库主楼地库主楼地库主楼

东侧土钉12m 锚索17m 局部锚索17m，土钉12m 土钉12m 土钉12m 土钉12m 土钉10m 土钉10m

南侧土钉15m 局部锚索17m，土钉12m 锚索17m 土钉12m 土钉锚索间隔，土钉12m，锚索15m 土钉12m

西侧锚索17m 土钉15m 锚索17m 土钉12m 土钉锚索间隔：土钉12m，锚索15m 土钉10m 土钉10m 第四排有21根17m锚索

北侧土钉15m 锚索17m 土钉12m 土钉锚索间隔：土钉10m，锚索15m 土钉10m 局部土钉10m

2、设计方案的选择

选择原则：安全可靠，技术先进，施工可行，经济合理。

第二种方案与第一种方案相比：有效进行了土体的卸载；减少了土钉及喷锚面积；局部土钉与锚索间隔布置，提高了基坑支护的安全可靠性；西侧部分土方只开挖到-9m处，利用土体本身进行放坡支护。结合专家的论证及有关考察，最终选择第二种方案进行该基坑的支护，以确保后续施工的安全。

四、工程施工

该基坑面积之大、深度之深，通过精心设计、精心施工、强化管理，并对设计方案进行认真比选，对设计方案进行论证，安排专人现场跟班管理，及时进行检查、验收，从而提高深基坑支护技术和管理水平。对于施工过程中出现的问题，及时与设计单位及专家联系，现场讲解、指导，对整个基坑的支护工作有较好的控制，为后续施工打下良好的基础。

1、基坑止排水系统

整个施工过程，安排、组织人员严格按照设计、规范要求控制各个施工要点，从原材进场、桩心定位、水泥掺入量、搅拌深度、搅拌次数、提升速度、桩身垂直度等进行严格把关，以确保施工质量。

经过排水系统一段时间的降水，后续土方开挖检测，发现基槽底部没有滞水，说明帷幕桩达到设计及预期的止水效果。同时也体现了现场紧抓管理、强化质量控制的结果。

2、支护施工

土钉墙施工随着基坑挖土的进行而逐步实施的，因此土钉墙施工与挖土作业必须交叉进行，两者的施工衔接配合至关重要，直接关系到基坑的安全和施工工期，需要合理安排，分层进行。因此土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，减少开挖过程中土体的扰动范围。

施工过程中，管理人员随时对基坑的开挖尺寸、水平标高进行检查，随时注意基坑的变化。坚持见证取样制度，对进场材料严格把关。施工单位进场的水泥、钢筋、钢铰线、砂子、石子、掺加剂等必须按规定见证取样送检并报验。做好每一步的隐蔽验收工作，现场管理人员对锚杆、锚索位置、钻孔直径、深度及角度、插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚锁应力等逐项进行检查，并按规定留置混凝土试块、水泥砂浆试块。

土钉墙施工时已进入冬季，为确保工程质量，采取了搭设暖棚加温、布设测温孔等手段，同时加大了管控力度，安排人员跟班作业，防止喷筑面层受冻，降低整体质量。通过后期施工观察，整体达到设计及预期的目标。

五、变形监测

在土钉墙与预应力锚索施工期间，加强了对基坑变形的监测，安排专业人员根据现场具体施工情况不定期监测，以监控施工扰动对基坑稳定性的影响。监测项目包括：支护结构水平位移、土体侧向位移、地下水位及周围管线、道路、建筑物观测，监测结果皆未超出预警值。

六、结论

止水帷幕，土钉墙与预应力锚索三者相结合的，在本工程基础施工中发挥了十分有效的作用，通过现场监控及强化施工管理等手段，极大的提高了对深基坑支护工程的安全可靠性。同时在本工程中也很好的利用了水泥深层搅拌桩的止水效能，切实减小了水源对基坑支护结构的不利影响。最终工程经过精心设计、施工、过程控制、管理，在基坑支护完工后，通过大面积的土方开挖及±0.000以下基础施工，经过重载及整个雨季的考验，基坑水平位移及沉降能够严格控制在规范要求范围内，工作状态良好，且确保了周围道路、管线、建筑物的正常使用，说明选择的基坑支护加固方案是合理的、可行的，且施工过程的管理及控制到位，创造了良好的安全效益及经济效益。