某高层建筑的深基坑支护及边坡防护技术

摘要：佳木斯某大厦工程地处佳木斯市中心，基坑紧邻主要街道和其它教学楼，施工场地非常狭小，为了保证基础施工的正常进行及邻近建筑物和道路的正常使用，本工程基坑施工采取钻孔灌注桩支护措施，对此做一总结，以供借鉴。

1工程概况

该建筑地下建筑为3层，平面尺寸为130×65.2m，基底标高-17.5～18.90m，基坑开挖泞度18.1～18.9m。场区地形平坦，表层为人工堆积层，其下为第四纪沉积层。按岩性、物理力学及工程特性，在深度45m范围内划分为：房渣土；粘质粉土、粉质粘土；粉质粘土、粘质粉土；粉土；层顶标高：43.25～45.98m。圆砾、卵石；粉质粘土、粘质粉土；圆砾、卵石；粉质粘土、粘质粉土；卵石；粘土及粘土岩十个大层。

2基坑支护设计方案

基坑四周近临原有5层住院部,楼及地下管网、道路对基坑支护结构的水平位移的影响非常显著，需进行基坑支护。经过认真计算和多方案比较，在基坑四周下部采用桩锚支护，为减少上部杂填土及旧基础、管线等对打桩的影响，上啊4.0m采用砖混结构支护和东侧土钉墙喷锚支桩及预应力锚杆变形小的特点有效控制基坑边坡支护结构的水平位移，减少了对四周临近建筑物及市政设施的影响，保证基坑周围及市政设施的安全使用和宁静文明的施工环境。

3基坑支护施工

3.1护坡桩施工

施工护坡桩时采用水泥浆护壁，直接投放碎石并多次布浆成桩的无砂混凝土桩。用螺旋钻杆钻到预定深度后，通过钻杆的芯管自孔底的浆液，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，向孔内投簇钢筋笼和骨料，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、地下不易塌孔等复杂的地质条件下顺利成孔成桩。具体施工工艺如下：

3.1.1水泥浆注浆要求

选用P.C32.5水泥，水灰比为W/S=0.56。提钻时孔内注浆1min后方可提钻，并且提钻速度控制在0.3～0.5m/min，注浆过程中保证钻头浸没在浆面下1.0m左右，注浆量应至不塌孔地层或水位以上1.0m；注浆压力控制在5～8MPa之间。

3.1.2石料选择及投放要求

选用2～4cm粒径的碎石，含泥量小于1%，投放碎石时孔口必须用漏斗，严禁孔口的泥块掉入。钻杆提出孔口前要清干净孔口周围土，钻孔时将相邻未完成补浆的桩口盖好，以防落土入口。

3.2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（若不塌孔则可干成孔），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。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、高钻杆倾角，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；锚杆倾角150,钻至设计深度后，及时下拉杆及密封孔口，并进行2～3次压力灌浆，压力为13MPa，以保证浆液饱满；

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方停止注浆；

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，对锚杆预张拉1～2次，使基各部位的接触紧密，杆体完全平直；预应力为锚杆抗拔力值的70%，张拉后锁定。

3.3土钉墙施工

土钉喷锚支护具有无噪音、不单独占用工期等诸多优点，具体按如下方法施工：

3.3.1分层分段施工

为配合土方开挖与喷锚施工同步进行，在基坑西侧大面积开挖的同时，可根据东侧土钉墙施工的需要，先开挖东侧6m的工作面，便于土钉墙西侧土方同步施工。开挖深度满足土钉墙施工要求，不得超过相应土钉层距0.3m，沿基坑水平向不超过15m为一施工段，不宜太长，开挖时，若边壁局部有坍塌，必须进行补救，靠近坑壁侧要注意不得超挖，以保证边坡安全和稳定。

保证土钉在孔居位置，防止出现偏心，以提高抗拔力。土钉施工成孔孔径保证大于100mm。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。

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10d，并按要求加焊定位支架。入孔前做隐蔽工程检查记录。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5min，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。

3.3.2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。

3.3.3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。钢筋网与土钉锚固装置要连接牢固，喷射混凝土时钢筋不得晃动，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。

3.3.4喷射混凝土施工

面层豆石混凝土施喷气压4kg/cm2,靠底边300mm高度的开挖面先不喷，利于下一步开挖面上的钢筋设置与搭接。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，喷射混凝土终凝2h后要洒水养护3～7d。

4基坑监测

从土方开挖开始的施工过程中要严格监测基坑周边的变形，及时反馈及分析，及时采取相应的抢救措施，使基坑不发生意外破坏和变形。监测护坡桩水平位移、护坡桩倾斜程度、锚杆变形和沉降观测。

4.1观测点设置

测距点在距基坑36m相对稳定地方沿基坑边线延长方面设置，护坡村水平位移观测点在土钉墙上布设，测点间距8～10m；护坡桩倾斜观测在已开挖后的土钉墙及桩上下各设一点，间距10～15m；锚杆变形观测点设置在锚杆锚头上，用红漆作标记；沉降观测标在基坑内侧沿基坑高度5～6m分层设置，水平间距20～30m，用水准仪进行观测。

4.2成果分析

观测数据分析，发现沉降及水平位移均未出现异常，护坡桩最大位移监控值未超过50mm，地面最大沉降量未超过30mm，满足设计要求。

小结

由于本工程采取了先进的施工工艺、性能良好的专用大型设备和完善的技术保证措施，土方开挖与边坡支护同步进行，不占用关键工序，给提前插入结构施工创造了条件，保证了工程竣工和工期的要求。基坑支护完成后，根据对基坑边壁几何尺寸的测定，国根据基坑边壁位移的数据分析，最大位移量在规范规定的范围内，基坑边壁稳定，基坑四周完全未受影响。