浅谈建筑工程中的深基坑支护施工技术

杨曙光 李广新

摘要：随着城市中高层建筑的快速发展，使得工程施工中对深基坑支护技术的要求越来越高，本文根据多年的工作经验及结合相关工程案例对深基坑支护施工技术展开浅谈。供业界人士参考。

关键词：建筑工程；深基坑支护；混凝土灌注桩；施工技术

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1、引言

随着着我国国民经济快速发展，一座座大型建筑、高层建筑拔地而起，建筑企业顺应时代的步伐，正向着大型化、高层化建设迈进。随着高层建筑的崛起，深基坑支护技术的要求越来越高。深基坑支护工程是为了保证建筑物的安全与稳定，建筑高度越高，建筑基础就越要满足地下埋深的要求，对深基坑支护的技术就越要严格，根基稳固，建筑才会更完美。

2、工程概况

某大厦工程，位于本市区，建筑总面积126180m2，地下面积37418m2；建筑总高度103.7m，建筑平面形式呈方形布置，轴线距离东西97.1m，南北101.1m；地下共4层，基坑底最深相对标高-22.7m；基础为钢筋混凝土梁板筏基。地处繁华街区，施工运输困难，环境标准要求高。白天交通拥挤，车辆受交通管制限制，仅能夜间材料进场。环境污染造成扰民将会对正常施工造成影响，昼夜施工期间要保证施工对环境的影响降至最低点。基础较深，土方开挖难度大。基底相对标高深达-20.6m，挖填土方量达189000 m3，受周围环境制约，为确保相邻道路安全运行，基坑土方开挖需采用钻孔灌注桩进行边坡支护和人工降水，且土方开挖坡道设在基坑内。施工场地狭窄，二次搬运量大。施工可利用场地面积与首层建筑面积比为1︰6。钢筋加工堆放、模板加工堆放、钢结构构件堆放、建筑材料和机电设备存放仓库、生活设施均需在场外租地租房解决。结构施工阶段建筑物南北两侧临时道路仅能形成单向施工进退道路，现场不能形成循环道路需借场外道路形成循环。该工程总体特点是：施工场地狭窄；基坑底最深相对标高-22.7m，开挖较深，土方开挖难度大；施工地处繁华街区，施工运输困难；对深基坑支护技术总体要求较高。

3、支护技术总体方案

由于本工程场地狭小，周边环境复杂，中标承诺工期短，共计30个月，低于常规施工工期，基坑土方开挖计划3个月完成。若采取常规的放坡开挖，由于基坑深，场地小，基坑的稳定安全性将受到影响，且放坡开挖后将超过施工红线，因此该方案被排除；若采用护坡桩施工，则基坑开挖时间将推后，进度总体控制计划将受到影响，且按此方案存在土方回填和费用较高的特点。经过各种方案的认真讨论，结合工程的地质资料及周边建筑物等实际情况，本工程基坑支护采取混凝土灌注桩、锚杆、锚喷护壁、挡土墙联合支护结构体系。

3.1混凝土灌注桩：桩直径800mm，间距1.5m，桩顶标高为-3.6m，嵌固深度为A型4.9m、B型5.2m，混凝土强度等级为C30。混凝土灌注桩采用旋挖钻机泥浆护壁成孔，钢筋笼现场加工，水下灌注商品混凝土的施工方法。

3.2锚杆：水平间距1.5m，腰梁2125b，A型桩二道，Ｂ型桩三道。采用套管跟进水冲式锚杆钻机成孔，水泥浆灌注。

3.3锚喷护壁：桩间土体采用挂网锚喷法进行支护。桩间土体修整成拱型，固定300mm间距，钢筋网片加网孔间距50×50mm钢丝网，喷射80mm厚混凝土。喷射机喷射混凝土时，从最下层开始，逐层往上喷，每层高度为2m。

3.4砖挡土墙：砖挡土墙砌筑从灌注桩帽梁顶标高至自然地坪以上20cm，顶标高为-0.25m。砖挡墙每隔3.0m设一根构造柱，构造柱截面尺寸为250mm×370mm，墙中设一道圈梁，墙顶设一道压梁，混凝土强度等级为C30。墙体采用“一顺一丁”组砌形式，“三一”砌筑法，柱、梁采用定型组合钢模板，混凝土为商品混凝土。

4、支护施工技术

4.1混凝土灌注桩支护施工要点

4.1.1施工工艺。钻机钻孔前，应做好场地平整，挖设排水沟，设泥浆池制备泥浆，做试桩成孔，设置轴线定位点和水准点，防线定桩位及其复核等施工准备工作。钻孔时，先安装桩架及水泵设备，桩位处挖土埋设孔口护筒，以起定位、保护孔口、存储泥浆等作用，桩架就位后，钻机进行钻孔。钻孔时应在孔中注入泥浆，并始终保持泥浆液面高于地下水位1.0m以上，以起到护壁、携渣、润滑钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作用。钻孔深度达到设计要求后清孔，该工程采用原土造浆，所以清孔时，钻机空转不进尺，同时注入清水，待孔底残余的泥块已磨浆，排出泥浆比重降至1.1左右（以手触泥浆无颗粒感觉），即认为清孔已经合格。清孔完毕后，立即吊放钢筋笼和水下浇注混凝土。钢筋笼埋设前在其上设置定位钢筋环，确保保护层厚度。水下浇注混凝土采用导管法施工。

4.1.2质量控制。护筒中心要求与桩中心偏差不大于50mm，埋深不小于1m；泥浆比重控制在1.1～1.2；孔底沉渣厚度不得大于150mm；水下浇注混凝土应连续施工，孔内泥浆用潜水泵回收到贮浆槽里沉淀，导管应始终埋入混凝土中0.8～1.3m，并始终保持埋入混凝土面以下1m。

4.2锚杆支护施工要点

土层锚杆简称土锚杆，它是在地面或深开挖的地下室墙面（挡土墙、桩或地下连续墙）或未开挖的基坑立壁土层钻孔（或掏孔），达到一定设计深度后或再扩大孔的端部，形成柱状或其他形状，在孔内放入钢筋、钢管或钢丝束、钢绞线或其他抗拉材料，灌入水泥浆或化学浆液，使之与土层结合成为抗拉（拔）力强的锚杆。其特点是：能与土体结合在一起，承受很大的拉力，以保持结构的稳定，可有效地控制建筑物的变形量；施工所需钻孔孔径小，不用大型机械；代替钢横撑作侧壁支护，可大量节省钢材；为地下工程施工提供开阔的工作面。经济效益显著，可节省大量劳力，加快工程进度。

4.2.1施工准备。

（1）锚杆用有出厂合格证及试验报告的钢筋，直径为22mm；水泥浆锚杆体的水泥用42.5号普通硅酸盐水泥；砂用粒径小于2mm的中细砂；水用pH小于4的水；（2）钻孔机带套管和钻头；灰浆泵、灰浆搅拌机等；（3）开挖边坡，按锚杆尺寸取2根进行钻孔、穿筋、灌浆、锚定等工艺试验，并作抗拔试验，检验锚杆质量，以检验施工工艺和施工设备的适应性；（4）进行技术交底，搞清锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆及锚固件型式，清点锚杆及锚固件数量；（5）进行施工放线，定出挡土墙、桩基线和各个锚杆孔的孔位，锚杆的倾斜角。

4.2.2施工工艺（水作业钻进法）。土方开挖→测量、放线定位→钻机就位→接钻杆→校正孔位→调整角度→打开水源→钻孔→提出内钻杆→冲洗→钻至设计深度→反复提内钻杆→插钢筋→压力灌浆→养护→裸露主筋防锈→上横梁→焊锚具→锚头锁定。

4.2.3质量控制。

（1）钻孔要保证位置正确，要随时注意调整好锚孔位置（上下左右及角度），防止高低参差不齐和相互交错；（2）钻进后要反复提插孔内钻杆，并用水冲洗孔底沉渣直至出清水，再接下节钻杆；（3）钢筋使用前要检查各项性能，检查有无油污、锈蚀等情况，如有不合格的，应进行更换或处理；（4）注浆管使用前，要检查有无破裂堵塞，接口处要处理牢固，防止压力加大时开裂跑浆；（5）拉杆应由专人制作，钻孔完毕应尽快地安设拉杆，以防塌孔；（6）在灌浆前将管口封闭，接上压浆管，即可进行注浆，浇注锚固体；（7）灌浆是土层锚杆施工中的一道关键工序，必须认真进行，并做好记录，灌浆材料用水泥浆，水灰比为0.45，水泥浆液的抗压强度应大于25MPa，塑性流动时间应在22s以下，可用时间应为30～60min，整个浇注过程须在4min内结束；（8）灌浆压力在0.4～2MPa之间，宜采用封闭式压力灌浆和二次压力灌浆，有效提高锚杆抗拔力；（9）注浆前用水引路、润湿，检查输浆管道，注浆后及时用水清洗搅浆、压浆设备及灌浆管等，注浆后自然养护不少于7d；（10）遵循分段开挖、分段支护的原则，施工中对锚杆或土钉位置，钻孔直径、深度及角度，锚杆或土钉插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度、锚杆或土钉应力等进行检查。

4.3锚喷护壁施工工艺及质量控制措施

4.3.1制锚：锚杆体为Φ22钢筋，钢筋搭焊长度≥5d，双面焊。

4.3.2开挖：喷锚网支护的特点是边开挖边支护，分层分段开挖。

4.3.3钻孔：用空气冲击钻成孔，孔径大于14cm，孔深允许误差-20cm，打设角一般为3°～8°，孔位遇障碍物时允许变动。

4.3.4注浆：配比为水︰水泥=1︰2，并加三乙醇胺0.3‰，注浆压力大于0.5MPa，水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。

4.3.5修坡面：注浆后进行修坡面，使坡面平整，严格控制坡面到地下室墙体距离。

4.3.6编网及焊接：网筋Φ6@300×300，加网孔间距50mm×50mm钢丝网，网筋搭焊长度≥10cm，多于3个焊点。

4.3.7喷射混凝土护面：普通42.5号水泥、中砂、碎石（粒径小于15cm），配合比水泥︰砂石︰水=1︰4︰0.4，混凝土强度C20，喷射前坡面作喷射厚度标记，喷射混凝土面层厚度为8cm，喷射混凝土面层每天浇水养护2～3次，养护7天。

4.3.8开挖下层：开挖下层土方时间与上层喷射混凝土强度、注浆强度、地质条件，边壁位移量有关，一般靠近基坑上部，上层混凝土面层喷射24～36h后方可进行下层开挖；基坑中部至底部，上层混凝土面层喷射60～72h后方可进行下层开挖”。

4.4砖砌挡土墙施工要点

4.4.1施工工艺。平放线（绑扎构造柱钢筋）→试摆砖→立皮数杆→组砌、清理→构造柱模板安装、浇混凝土→圈梁和压梁模板安装、钢筋绑扎、浇混凝土。

4.4.2质量控制。材料质量符合要求，灰缝横平竖直，砂浆饱满，厚薄均匀，砌块上下错缝，内外搭砌，接茬牢固，墙面平整垂直；水平及竖向灰缝宽度一般为10mm，控制在8～12mm，水平灰缝砂浆饱满度不低于80%，竖向灰缝砂浆饱满。

5、小结语

工程采用混凝土灌注桩、锚杆、钢丝网、喷射混凝土相结合的联合支护方式，最大限度地利用边壁土体的自稳能力，使结构处于最佳受力状态。特别是在周边环境复杂的情况下，

因所需设备简单、所需场地较小而具有较大的优越性。实践证明，工程施工效果良好，取得了良好的经济效益。

参考文献

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