浅谈深基坑支护的技术应用

摘要：随着我国建筑水平和施工技术的不断发展，建筑工程施工中所使用的施工工艺也逐渐受到了施工人员的关注，建筑工程的基础设计也越来越专业。这就要求施工方要合理、科学地选择施工方法，建筑组织基坑支护工程的施工，从而保证建筑项目施工的顺利进行和施工质量的不断提高。本文根据笔者以往的建筑施工经验，分析了建筑基坑工程支护施工的具体技术。

关键字：深基坑支护；支护技术；建筑基坑

Abstract: With the continuous development of China's construction quality and the construction technology, construction technology used in building engineering construction has become the construction personnel concerned, foundation design construction is also more and more professional. This paper based on the previous construction experience, analysis of the specific technical support construction of building foundation pit engineering.

Key words: deep foundation pit supporting technology; foundation construction;

中图分类号：TU74

一、 深基坑支护技术要求

支护结构一般是临时性结构，基础施工完毕后，也就失去了作用。一些支护结构可以回收重复利用。更多的支护结构就永久埋在地下，其中有部分在基础施工完毕后也考虑作为永久结构物的一个组成部分。因此，支护结构既要确保基础安全、顺利地施工，又要考虑方便施工、经济合理。深基坑支护的基本要求是：技术先进，结构简单，受力可靠，确保基坑围护体系能起到挡土作用，使基坑四周边坡保持稳定;确保基坑四周相邻建(构)筑物，地下管线、道路等的安全，在基坑土方开挖及地下工程施工期间，不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到伤害;通过排水、降水、截水等措施，使基础施工在地下水位以上进行，经济上合理，保护环境，保证施工安全。因此，基坑支护设计与施工要综合考虑工程地质与水文条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素。基坑支护施工控制的关键是基坑的稳定性、地面变形及地下水的控制、防止基坑隆起、管涌与流砂等险情，并要根据地质、环境因素的变化适时地调整支护方案。

二、深基坑支护施工方法

深基坑土钉墙概述：土钉墙是由天然土体通过土钉就地加固并与喷射混凝土面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力，从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙称为土钉墙.地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体.随着技术的发展和施工方法及机械的改进.地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建主体结构的侧墙.如支撑得当，且配合正确的施工方法和措施，可较好地控制软土地层的变形.土钉墙是一种边坡稳定的支护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、且淤泥层较薄、地下水较少的基坑。

土钉墙施工工艺流程可以总结为：测量放样——第一层边坡开挖——人工修整——初喷射砼一钻孔——打设土钉——高压注浆——布钢筋网——复喷射砼——第二层边坡开挖.所谓土钉墙工作原理，就是土钉、面墙与原状土三者共同作用。通过土钉、面墙与原状土的共同作用，形成以主动制约机制为基础的复合体.具有明显提高边坡土体的结构强度和抗变形能力.减少土体侧向变形.增强整体稳定的特点。因此其性状主要由土钉与面墙接合程度、原状土体生状、坡顶荷载、开挖深度等因素综合确定.其中土钉的工作性状起决定性作用。

(一)土钉在土钉墙中的作用

土钉在土钉墙复合体中所起的作用实际是土钉的拉、剪、弯拉共同作用的结果。土钉的抗拔能力是最主要因素，起着主导性作用，伴随着土钉抗拔承载力的发挥，荷栽向土钉的集中、剪切变形的增加，土钉的抗弯、抗剪作用随之持续发挥出来，但作用有限，并且此时一般土钉已接近或达到抗拔破坏临界状态。因此，工程应用中为了简化计算，一般不再考虑土钉的抗弯和抗剪作用，这是偏于安全的。尽管如此，土钉的弯、剪作用对于限制或约束土体开裂面的连续开展及变形剧增、土坡突然失稳的作用是不可低估的，应进一步开展对其定性、定量方面的研究，使土钉墙的设计方法更加合理。

(二)土钉的布置设计：土钉的布置设计包括土钉的分布密度、长度及倾斜度设计。土钉的密度设计主要是根据开挖土体的原状力学性能、开挖深度、变形要求等因素确定。随土钉的密度增加，土钉墙的工作性能愈接近重力式挡土墙的特征，破坏时明显带有平移及转动的特性。土钉长度除按一般要求进行设计计算外，还应根据土体实际受力特征一般从上至距基坑底一定距离(约1/3坑深)，表现为随深度增加而增加，然后随深度增加而减少的现象进行钉长设计，同时还应考虑下段土钉对提高土坡稳定贡献大于上段、并随开挖深度的增加而明显增加的特征确定各部分的土钉长度。土钉的倾斜度对土钉的工作性状也有影响，对于有一定坡度的土钉墙，当设置水平土钉时，会造成土钉局部受压，反而会降低土体的抗滑能力。因此土钉的设置角度应与坡面垂直或向下倾斜一定角度为宜。

(三)面墙设计要求：面墙的设计重点是对面墙的刚度及面墙与土钉的连接设计。对于不设置面墙的土钉复合体，其浅层滑移机理与不设土钉的相似。因此土钉墙设计中要求面墙必须具有一定的刚度，且能够与土钉紧密连接，能有效地限制土体侧向变形。当对土钉施加一定的预紧力(约1/10的设计荷载)，土钉墙背即出现被动土压力，则土钉墙对土坡稳定的主动制约作用愈明显。

(四)土钉墙技术在软土及高水位地层中的应用

由于在软土地层应用土钉墙技术往往使得土钉设置的又密又长，造成支护方案不经济，并且由于软土地层徐变与流变的影响，软土地层一般不宜采用土钉墙技术支护。随着软土加固技术的发展，采用多向土钉支护及土钉墙与土体加固组合技术已使土钉墙技术成功应用于软土地层，目前国内基坑支护深度已达10米以上。采用止水与土钉墙结合技术，使土钉墙技术在非降水的高水位地层得到成功应用，从而拓宽了土钉墙技术的应用范围。但今后若想使土钉墙支护技术在深基坑支护中的水平得到提高和发展，仍需对土钉墙机理做更深入的探讨和研究。

(五)土钉墙支护技术优点： 在深基坑施工中采用土钉墙支护技术与其他支护形式相比在经济上较为低廉，施工上较为简便，只要在施工中采取全面的质量、安全保证措施，就能达到既保证工程施工安全又降低工程造价的目的。

三、基坑支护工程的施工技术

1、水泥土搅拌桩的施工技术

第一，根据现场情况将搅拌机进行定位、调皮和对中;第二，调整好桩机位置后，将电机开动下沉钻头，用4档下沉，在下沉钻头的过程中，要同时送浆;第三，将确定好配液比例的浆液放置在搅拌机内进行搅拌，且搅拌不能停止;第四，搅拌机下降到规定深度以后，将钻头提升，同时将搅拌速度提升至二档;第五，搅拌机提高到桩顶的标高后，重复进行下沉搅拌，使土体和浆液充分拌匀，下沉速度调至四档;第六，再次下降到设计深度后，重复提升，搅拌速度调为二档;第七，完成以上操作后，将输浆管和灰浆泵系统冲洗干净，直到其返出清水，并将钻头外部附着的软土清洗干净，查看钻头是否存在磨损现象，如有磨损要立即更换;第八，将桩机移至新位置，并同时重复以上步骤。

2、钢管超前支护桩的施工技术

第一，桩机放置好后，将钻机进行调整，使其处于平整状态，下面用枕木垫平，并将钻头对准中心部位，充分检验后就可以进行开孔操作;第二，工程钢管桩应使用长度为12m，直径为Φ130的钻头，配以XY-100 型地质钻机，钻孔过程中要将泥浆进行充分的搅拌，同时将孔内的杂质排出，从而提高施工速度，控制泥浆比重为1.2左右，按照设计规定钻至相应深度后可终止钻孔;第三，钻孔过程完成后，要对孔内使用大泵量清水进行冲洗，直至清水流出;第四，选择直径为Φ90的钢管，用气割法进行切割。对中焊接，不能有漏焊问题。两管间距为1m左右，对称错开Φ8孔，保留底部“V”字缺口;第五，使用吊机将钢管放入孔内;第六，使用BW150灌浆泵在管内注浆，注浆材料为普通硅酸盐水泥净浆，注浆压力保持在0.5Mpa，水灰比为0.50，浆体强度在20Mpa以上。用4分铁管进行注浆操作，底距孔为100mm，由上而下注浆，直至泥浆流出。灌浆完毕对设备进行清洗。

3、锚杆施工技术

第一，准备好场地后，钻机就位，调整平整度;第二，使用钻头开钻Φ110直径孔，部分地段套管要跟进1m左右。钻孔结束后对设备进行清洗，去除残渣。填土层部分要加大注浆比重，避免塌孔问题;第三，钻孔完成后，清孔时要进行锚杆制作，所用材料为Φ28、Φ25、Φ22的螺纹钢，并在锚杆上设置定位仪;第四，锚杆制作好后要安放在孔内;第五，下锚完成后再次进行清孔操作;第六，将水泥浆以底部注浆的方式灌注在孔内，注浆压力为0.4～0.6Mpa;第七，将长50cm直径Φ50 的PVC 管插入土层，并用过滤布进行包扎，按3000×3000mm安装。

四、结语

综上所述，在实际的施工过程中，要根据具体的设备水平、施工技术、土质条件和施工方要求的不同，选择相应的经济合理的施工方案，从而提高支护工程的施工效率，为施工进度和施工质量提供保证。