高层建筑深基坑支护工程实例探析

摘要：文章结合工程实例，就高层建筑深基坑支护技术进行了探析，以供同仁参考。

关键词：高层建筑；深基坑；支护技术

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

一、前 言

近年来，随着我国城市经济的高速发展，高层和超高层建筑的建设不断加大，开发商为提高建筑用地率，加之国家有关规范对基础埋置深度和人防工程的要求，多层、高层、超高层建筑地下室的设计必不可少，有的地下建筑甚至有三四层，深的达十多米，于是，地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。良好的基坑支护施工技术，是整个工程施工顺利的前提与保证，是整个庞大工程的重要开端。因此，加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。文章结合工程实例，就高层建筑深基坑支护技术进行了探析，以供同仁参考。

二、工程概况

某高层建筑面积约58600m2。地上18层，地下一层。基础形式为独立桩承2台及倒桩承台筏板基础，基坑面积约7500m2，为半地下室结构，呈扇型布置。本工程室内±0.000相当于绝对标高高程89.5m，现场场区自然地面标高为90m，基坑底板、承台底标高为-6m、-7m、-9m，浅基坑承台底标高为-3.50m，基坑开挖深度在7～9.5m之间，深浅基坑高差在4.5～6.5m。本工程地下水位较高，位于自然地面以下3m左右，土质表层2m左右是回填杂土层，以粉土和粉土粘土为主。

三、施工具体实施方案

根据该工程地质勘探报告显示，该工程土层构造较为复杂，在深度25～28m之间存在粘土构造层，该土层属于隔水层,通过前期降水试验，在该土层降水曲线属于明显的“双漏斗”形状。该工程四周没有重要建筑物，对于基础埋置深度在3.5～9.5m之间的基坑深度。基坑侧壁安全等级为二级，对基坑侧边变形控制指标为基坑坡顶、垂直沉降、边坡整移三项监测数值控制在60mm、80mm、60mm。对于基坑深度在6～8m的部位支护方案主要有排桩、土钉墙、深层搅拌桩，基坑深度在3.5～5m之间的部位可以采用土钉墙、放坡或密目网砂浆固面等方法。

（1）总体方案：据现场抽水试验的结果，确定以大口径深井降水为主，局部根据实际情况采取轻型井点降水作为辅助。降水井直径600、布置间距20m、深度25m呈梅花型布置，另外在周遍及基坑中央设置6口观察井。

（2）基坑支护方案：深度在5～9.5m的深基坑区域,支护形式采取土钉墙为主；深浅交叉区域采取深层搅拌桩为主；浅基坑区域以砂浆固面支护形式作为补充。这样在施工方案选择上是可行的，不仅施工速度快，而且施工质量容易得到控制，另外经济造价低廉。在支护结构安全上，选择了二级安全等级，为了保证施工雨季期间的安全，分别在基坑边、局基坑5m设置变形观测点，随时掌握基坑变形情况。

（3）支护结构分析。支护形式主要有以下三种,即土钉墙、深层搅拌桩、喷射混凝土固面。土钉墙其结构类似于重力式挡墙，将拉筋(又称为土钉)利用人工或机械成孔植入土体内部,并在坡面上喷射混凝土,形成土体加固区域共同作用,从而形成支护体系。本工程侧壁安全等级为二级，土钉抗拉承载力设计值需要通过试验确定。在本工程中现场进行了四组不同土层土钉抗拉承载力试验，现场分别在距地面1.5m、2.5m、3.5m、4.5m深度进行，实验用钢筋采用二级、φ25，试验值经过实际测量分别为7.95kN、21.12KN、36KN、59KN，分别比理论实际计算大10.7%、16.25%、3.75%、25%。根据实际进行调整，在5米深度范围内采取4层土钉、7米范围内采用6层土钉，9米范围采用8层土钉。土钉长度为深度的1-1.5之间,经过修整,土钉直径调整为φ22、φ20。

四、主要施工方法

（1）土钉墙施工：①土钉墙施工时,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；②基坑开挖和土钉墙施工自上而下分段分层进行。在机械开挖后辅以人工修整坡面，坡面平整度的允许偏差为±20mm，在坡面喷射混凝土支护前，先清除坡面虚土；③土钉墙施工顺序如下：开挖工作面修整边坡埋设喷射混凝土厚度控制标筋喷射第一层混凝土钻孔安设土钉注浆安设连接件绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统；④喷射作业根据土方开挖顺序分段进行，同一分段内喷射顺序自下而上一次喷射厚度为40mm；喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜0.6～1.0m；喷射混凝土终凝2h后,应喷水养护,养护时间为3～7h；⑤喷射混凝土面层中的钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设,钢筋保护层厚度为40mm；钢筋网与土钉采用承压板焊接相连；⑥采用水泥净浆的水灰比为0.5,水泥浆随拌随用，一次拌合的水泥浆必须在初凝前用完；⑦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分钟时，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250～500mm处，孔口部位设置止浆塞及排气管，土钉钢筋设置定位支架。

（2）深层搅拌桩：①水泥深层搅拌桩采取切割搭接法施工。在前桩水泥土尚未固化时进行后序搭接桩施工,施工开始和结束的头尾做搭接加强处理；②深层搅拌水泥土桩每米水泥掺入量不小于60kg；③水泥深层搅拌桩采用浆喷工艺。

（3）砂浆固面。边坡按照1:1放坡，坡面人工清理平整，对局部缺陷部位软弱土层清理干净。采用密目钢丝网满铺，与土层接触面留置25mm保护层，钢丝网采用φ12钢筋、间距600mm、长度1200mm梅花型打入土层固定。面层用1:2.5水泥砂浆罩面。固面层施工完毕后，及时洒水湿润。

五、质量监控与注意事项

（1）降水效果必须达到设计要求。本工程中采取深井降水，每天观测水位变化情况，准确掌握了水位情况，由于前期采取了抽水试验，测定不同土层的渗透系数及深井降水的影响半径，为降水工程提供了可靠的一手资料，降水工程实施顺利，效果也达到了预期目标.

（2）地表雨水防水措施。由于雨季及地下降水的影响，有效的防水措施是保证基坑安全的重要措施。实际施工距基坑6m设置专用排水沟，基坑边与排水沟之间采取混凝土硬化，并施工成5%坡面，及时有效地将地表雨水及基坑雨水抽出排放。

（3）基坑变形、位移监测。分别在基坑坡顶面、间距15m和距离基坑6m设置变形观测点,土方开挖期间每天观测两次,土方开挖完成后每天观测一次,发现超出规定的变形及时处理。实际施工中由于加强了监测,个别部位变形超出了控制范围,及时采取了加固措施,有力的保证了基础施工顺利进行。

（4）土钉墙施工注意事项。①土钉墙土方开挖放坡坡度控制在1:0.2，坡面人工修整平整，对于软弱土层要清理干净，局部缺陷较大部位要采取换土方法，进行加强；②严格按照分层开挖、分层支护、上层支护强度达到70%设计强度后,才能再往下继续开挖的原则执行，每层开挖深度不超过2.2m，严禁超挖，更不允许一次开挖到位；③土方开挖、基坑支护、变形观测要紧密配合，发现异常情况，及时上报，并及时处理；④喷射混凝土强度按照规定及设计要求，要检测强度，可以采取同类施工方法，做一组500×500模块，做成试样，喷射完成初凝前及时修边、养护，做成标准试块，进行实验。

六、结 语

总之，深基坑支护体系的设计、施工能力水平直接关系到基坑施工的安全性，工程整体的安全可靠。该工程支护结构方案由于选择合理，实施过程中监督和监测到位，整个基础施工较为顺利，取得了满意效果。