深基坑支护的施工技术——以某高层建筑为例

摘 要：随着我国国民经济快速发展，建筑正向大型化、高层化发展。为了深基坑的施工安全，这里介绍了某高层建筑工程深基坑支护施工技术。

关键词：高层建筑；深基坑支护；质量控制

1 工程概况

由我公司承建的某金融大厦基坑支护工程项目，地下室四层。基坑场地面积45664.40m2，形状大体呈四边形，南北边长，而东西边短。基坑支护周长约862m，基坑深约20.8～22.8m，属超深特大型基坑项目。

2 土方开挖

基坑土方开挖必须执行“分区分层分段”的原则。该工程整个基坑可分为两大区域，即“周边区”（系支护工作区，按支护底边线向坑内约8m范围）及“中心区”（相对自由开挖区）。由“周边区”向“中心区”方向退挖，出土通道留在中心区并通过预留出土口，出土口最后开挖支护。

中心区由土方开挖单位自主开挖。周边区必须服从基坑支护对土方开挖的要求，并服从支护结构施工单位的指挥，绝对不允许超挖，周边区土方开挖必须“分层分段”进行，每层锚杆至少分一层进行开挖（每次最大开挖深度不得超过3m），开挖一层随即进行支护，除第一层可不分段外，其它各段必须严格分段开挖，分段长度15～20m，允许跳挖，每次开挖多段，各段之间间隔5m以上，以便减少基坑边壁变形。基坑周边区土方开挖必须要有基坑支护单位与土方单位一起分别派专人规划、协调和指挥。

基坑开挖前必须严格保证支护结构各构件的养护时间，保证其达到足够的强度后方可开挖下一层土方。锚索施工后必须养护15d（加早强剂至少也要养护7d）以上，并经张拉合格并锁定后方可进行下一层土方的开挖。

为增强基坑的安全度并减小对周边的影响，具体基坑支护开挖可实施南北方向分三段进行，先开挖南北两侧部分，中间三分之一区段可作为支护，同时可作为出土坡道、临时用地等作用，并可以有效地减小基坑变形增大基坑的安全系数，待南北两侧基坑完成并完成基础部分（地下三四层或更多）后再考虑最后开挖中间部分。

由于东西侧基坑长度较大，经专家论证，决定在基坑东、西两侧剖面段2-2、3-3、10-10 的基坑底部预留上部宽度10m，下部宽14m，高3.5m 的土台来限制基坑位移变形，以加强基坑支撑刚度，保证基坑长边中部的稳定性，如图1所示。

待该区域地下室内部结构完成换撑后预以挖除，如果保留此处土台则对应剖面段的最后一排锚杆不用施工，待最后需挖除土台时可以采用型钢斜撑作为临时支撑，保证挖土过程中基坑的安全。

3 深基坑支护施工

3.1 搅拌桩施工

搅拌桩桩径500mm，间距均300mm，桩间搭接距离200mm，搅拌桩水泥掺入比约14%，水泥采用P·O32.5，水灰比0.5～0.6。桩位允许偏差为50mm，垂直度偏差为1%，桩径允许偏差为4%，相邻桩施工间隔时间不超过2h。采用“四喷四搅”， 搅拌桩施工工艺按喷浆法施工， 水泥用量不少于65kg/m3，控制提升速度最后一搅小于50cm/s，水泥搅拌桩的15d 设计强度要求为0.5MPa、21d 设计强度为0.8MPa、28d 设计强度为1.0MPa。另外，搅拌桩长以实际底层的可搅性决定，搅拌桩施工直至搅不动为止，为如果搅拌桩止水效果不明显可以配合旋喷及静压注浆共同使用。

搅拌桩施工的质量控制点为桩位、桩垂直度、桩径（搅拌头外径）、桩深、搅拌头有无裹粘现象、每米水泥用量等。基坑开挖后，必须经常察看搅拌桩的实际偏斜度，并据此判断有无搅拌桩搭接不上的可能，当可能因此出现漏水现象时，要求先在搅拌桩帷幕的背后进行静压注浆堵漏处理。

3.2 预应力锚索施工

采用5 束7 根φ5mm 高强钢绞线作为锚筋，用锚杆专用钻机成孔，成孔直径150mm，锚索水平间距1.6m，设计张拉力为500～600kN，锁定荷载370～450kN。

预应力锚索采用二次注浆工艺，注浆采用水灰比约0.50～0.6的水泥浆。第一次常压注浆，注浆压力约0.8MPa，待一次注浆初凝后进行二次高压注浆， 注浆压力不小于2.0MPa。待注浆体强度达到75%以上进行张拉锁定于锚索部位的腰梁。

锚索施工钻孔过程中可能会对地下水水头产生影响，从而使周边地面产生沉降变形，从而影响到周边的建筑物，在施工中如果钻孔排水量比较大，则锚索必须采用分段施工或间隔跳打方式进行，且最好每次钻孔完成后就立刻进行锚索注浆施工，不能先大批量钻孔然后批量注浆。

3.3 土钉与喷射混凝土面板

部分剖面段放坡采用了喷锚支护，土钉采用外径48mm厚、3.25mm 钢管，水平间距均为1.5m，挂φ8mm@150mm×150mm 钢筋网，喷射C25 细石混凝土厚150mm。

对坑顶中间段位置，采用了放坡的方法进行了优化设计和施工，减少了基坑上部的荷载，减少了基坑支护的难度（见图3）。

3.4 人工挖孔桩

桩为圆桩与方桩（有效边长为1.2m）两种，分一序圆桩、二序方桩施工，直径D1200mm，桩中心距1200mm，护壁厚150mm，紧密连接形成一个连接的墙体，作为地下室外墙使用，桩顶冠梁800mm×1200mm，桩身与冠梁混凝土等级均采用C30，锚索位置设置钢筋混凝土腰梁，锚索张拉锁定在腰梁上（见图2）。

3.5 内支撑

在基坑的东北角、东南角以及西南角设置有内支撑（见图4），内支撑共有四道，支撑截面尺寸为1200mm×800mm 与 1200mm×1000mm，连系梁截面尺寸为800mm×600mm，混凝土等级均采用C25。

4 施工应急预案

4.1 人工挖孔桩。挖孔过程中如出现砂层水量大情况，应根据挖孔情况采取相应的应对措施。如减少每次挖孔深度、采用钢护筒或及时堵漏防止流砂等措施，如仍无法施工，可以考虑增强桩孔周边的帷幕措施，如采用旋喷桩和注浆等手段。

4.2 基坑变形。在基坑开挖的过程中，如基坑周边地下水水位下降，并引起周边地面沉降加剧等情形时，则应采取如下措施：①增加或加强基坑支护的帷幕结构，阻断基坑与周边的地下水水力联系并严格控制周边地下水水位变化；②如采用前述措施地下水仍没得到较好控制，特别是由于基岩裂隙水的降低，则考虑采用高压旋喷或压力灌浆等方法对基岩裂隙水进行控制，并在变形得以控制后方可继续施工；③对于局部地段出现的变形过大等情况，还可以考虑加强锚索或设置其它支撑形式进行加强；④如出现基坑变形情况仍不能稳定情形，应立即停止开挖进行分析，待找出原因提出具体应对措施再行开挖；⑤如基坑开挖过程中情况危急，应迅速停止开挖并利用挖掘机在坡脚回填土方进行反压加固，坡顶可根据具体情况进行一些卸土减荷等应急措施。

4.3 内支撑。开挖过程中如监测支撑内力数值过大或支撑区域变形加剧，则应考虑加密支撑布置、加支撑及连系梁截面尺寸等措施。

4.4 周边建筑物变形。周边建筑物的变形原因一方面可能是基坑开挖失水造成周边地下水水位下降引起的，另一方面可能是由于基坑变形牵引造成周边建筑物的附加变形，如开挖过程中周边建筑物的变形过大，必须先停止基坑开挖施工，根据周边监测数据特别是地下水水位观测资料核查场区地下水水位变化情况，对造成周边建筑物变形的基坑支护区段采取加强措施：如因地下水变化引起可以考虑增强基坑隔水帷幕设置，对可能影响建筑物周边的地基进行注浆加固、回灌地下水处理等措施；如受基坑变形影响可以考虑在基坑影响的周边土体中打入型钢、注浆加固土体等方法加强周围土体强度，从而有效控制基坑变形。

4.5 如果东边的路面车载过大，现有水泥路面（非载重路面）可能产生破坏，同时也会影响到地下管线的正常使用，此时可以在行车路面上铺垫钢板作为保护，或者在路面上垂直打入微型桩将荷载传入深部地层。

5 结语

该深基坑采用上述施工方法，施工过程中及施工后一年多时间内跟踪监测的各项数据均在监测预警值以内，各项质量控制指标均满足规定要求，表明该深基坑的支护设计与施工是成功的，可供同类工程施工参考之用。

参考文献

[1] JGJ120—99.建筑基坑支护技术规程[S].

[2] 李敬卫.重庆地区岩质边坡深基坑支护设计与施工[J].施工技术， 2008（12）：104-109.

[3] CECS22.岩土锚杆（索）技术规程[S].2005.

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[5] 刘惠堂.空中华西村深基坑支护设计与施工[J].施工技术，2009（6）： 183-185.