某商务楼基坑支护施工技术

梁本多

[摘要]在地下水丰富地区深基坑施工要求高、难度大，本文介绍了某商务楼深基坑设计及施工技术，监测结果显示位移、沉降均小于规范要求，满足设计标准。

[关键词]桩锚支护结构 深基坑 止水帷幕 监测

[中图分类号] TV551.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-452-1

深圳龙岗某商务大厦采用框架剪力墙结构，地上11层，地下3层。基坑南北长约82m，东西宽约78m，建筑物±0相当于绝对高程11.30m，基坑坑底相对标高-18.60m，采用桩锚支护结构，基础形式为筏板基础。

1地质条件及周边环境

1.1地貌及地层岩性

建设场地四周为绿化带，西侧为沿河路辅道，北侧为一小路。场地原始地貌属冲洪积阶地，后经人工堆填整平。在基坑支护影响范围内，坑壁地层自上而下为人工填土层、第四系冲洪积层、第四系残积层，基岩为石炭系沉积岩。

1.2水文地质条件

地下水主要赋存于第四系卵石层中，属潜水类型，因该地层上覆冲洪积粘性土和下伏残积粘性土的渗透性差，地下水微具承压性；基岩裂隙中也赋存有少量地下水。主要补给来源为大气降水，勘察期间稳定水位埋深4.4～4.9m。

2基坑支护设计

场地除西侧、北侧西段空间较宽裕外，其余各侧紧邻用地红线整个场地无放坡空间。考虑到基坑开挖深度大，地下连续墙施工困难等因素，决定采用桩锚支护结构，人工挖孔桩桩身伸入坑底一定深度。考虑到地下水丰富，卵石粒径大且呈中密-密实状态，决定采用高压旋喷桩止水帷幕。

2.1地下水处理措施

（1）止水帷幕采用单管旋喷工艺成桩，桩径600mm间距450mm旋喷桩中心线与人工挖孔桩中心线间距1400mm，因场地稳定地下水位埋深4.4～4.9m，旋喷桩桩顶设计相对标高为-4.000桩底以穿越卵石层进入下伏粘性土不少于1.5m为控制标准，水泥用量大于300kg/m。（2）止水帷幕主要截断第四系冲洪积卵石层中的地下水，基岩裂隙中的地下水在基坑施工过程中直接排出。

2.2支护结构设计

人工挖孔桩直径1200mm，桩间距2100～2200mm。桩入坑底深度要求为：坑底地层为微风化岩时入坑底深度大于1.5m；坑底地层为中风化岩时入坑底深度大于3.0m；坑底地层为强风化岩时入坑底深度大于4.0m。基坑东、南、西侧-2.000m以上喷射混凝土护壁，即桩顶冠梁标高为-2.000m。 坑壁上设3道预应力锚索，第一道锚索位于标高-4.000m处。兩桩一锚。锚筋为6Ф15.24钢绞线。自由段7.0m，锚固段22.0m，锚固力设计值800kN，主要锚固在粉质粘土、卵石层及强风化岩中；第二道锚索位于标高-10.000m处（即从旋喷桩止水帷幕底穿越，以免穿越帷幕引起漏水），两桩一锚，锚筋为6Ф15.24钢绞线。自由段5.0m，锚固段16.0m，锚固力设计值700kN，主要锚固在强-中风化岩中；第三道锚索位于标高-14.000m处，一桩一锚，锚筋为3Ф15.24钢绞线，自由段，2.0m，锚固段8.0m，锚固力设计值400kN，主要锚固在中-微风化岩中，第一道、第二道锚索用2[32b槽钢腰梁锁定，第三道锚索用2[25c槽钢腰梁锁定。桩顶冠梁尺寸1200mm×1000mm，桩间土体挂Ф6@300钢筋网，喷c20混凝土厚100mm护壁。桩身配筋为非均匀配筋，桩外侧主筋9Ф25，内侧主筋（13～15）Ф25，桩顶冠梁内外侧各配6Ф20主筋。

基坑西侧设出土坡道。坡道底标高-8.000m，桩顶标高呈台阶状，从北向南分别为-2.000m、-4.000m、-6.000m、-8.000m逐级下降。桩顶坡道以上坡面采用喷锚支护结构，打设（6～10）长Ф48×3.5mm注浆钢花管，挂Ф6@300钢筋网，喷c20混凝土厚100mm护壁。考虑车道运输车辆活荷载，各段设多道预应力锚索。

3施工关键要点

根据设计要求，基坑支护工程的主要施工工序为：施工单管旋喷桩→做人工挖孔桩→桩顶冠梁→第一排预应力锚索→开挖土方→第二排预应力锚索→开挖土方→第三排预应力锚索→土方开挖至坑底高程，坑底找平。

（1）单管旋喷桩施工时，由于大部分地段卵石层厚度大，严重影响旋喷桩钻进施工进度。旋喷桩主要在粉质粘土和卵石层中成桩，土体本身比较密实。为确保桩径和浆液的灌入量及桩身的均匀性。 钻进过程中边旋转边高压喷射清水切削土体直至设计深度，然后再高压喷射水泥浆液、提升旋喷管至桩顶标高成桩，由于地下水渗透性强、卵石颗粒大等因素导致个别地段旋喷成桩效果差，后采用浇冠梁混凝土前预留注浆孔，在支护桩间选喷补漏；并在地下水量大、旋喷桩抽检效果差的地段重新补喷两项措施，取得了一定的堵水效果。（2）由于卵石层中滞留大量地下水且个别地段帷幕漏水，使人工挖孔桩成孔困难。在岩层中因桩孔入岩较深，采取爆破方式掘进。部分地段爆破深度大于（8.0m），基岩渗水量大，混凝土浇筑困难。 设计要求坑底以下不同地层桩入坑底深度不同， 开挖时桩入坑底深度统一按3.0m控制。 在土层中（特别是卵石层中），主要采取插短钢筋、堵草袋、缩短支模高度、加大排水力度等对策，采取这些措施虽增加了施工成本，但基本保证了施工质量。对东、西侧两根桩的离析现象采用桩内钻孔高压注浆加固处理。（3）第一排预应力锚索施工时，因主要锚固地层为卵石层，锚杆钻机成孔困难，常发生埋钻、卡钻等现象，施工进度慢、效果差，改用地质钻机成孔、高压清水洗孔注浆，确保了进度和质量。基坑施工结束后抽26根预应力锚索做抗拔力检测，锚固力均满足设计要求。（4）坑底地层除西北部为断层破碎带外，其余区域均为中-微风化凝灰质砂岩， 因岩体较破碎未采用爆破法，而直接采用凿岩机开挖。坑壁岩体裂隙中随处有地下水渗出， 经研究未采取堵塞措施， 而是顺势导流，减小了坑壁水、土压力对支护结构的不利影响，保证了基坑安全。

4基坑支护的监测

本工程基坑支护工程的安全等级为一级， 基坑支护施工过程中观测坑周道路沉降、桩顶水平位移、桩后土体侧斜、桩身钢筋应力、预应力锚索支锚力等，以做到信息化设计及施工。 沉降、位移的监测结果显示， 基坑支护结构顶的水平位移为15～39mm，平均值29.5mm，仅为基坑深度h的1.6‰，比规范中要求的控制值2.5‰小得多；基坑开挖对周边道路的沉降影响很小，仅2.1～2.9mm，表明基坑支护是成功的。

基坑施工过程中， 对东、 南、 北三侧第一、 第二道预应力锚索各选1根进行了支锚力观测， 观测结果表明， 基坑东、 南两侧的预应力锚索实测支锚力均大于锁定值且小于设计值， 表明锚索在支护结构体系中工作正常， 但比预估的锚固力稍小；而北侧两根锚索的支锚力小于锁定值， 表明锚索发生了松弛， 应重新张拉锁定。桩身钢筋应力实测值较小， 基坑开挖到底后底部最大应力为18～29kN/mm2， 与钢筋（Ⅱ级钢筋）的强度标准值335N/mm2相差甚远， 表明桩身钢筋配筋率偏大。