深基坑旋噴樁邊坡支護結構的應用

◎ 寶鋼集團廣東韶關鋼鐵有限公司招標管理中心 楊永彬

引言

深基坑支護技術在建筑工程的施工當中占據著極其重要的地位，深基坑旋噴樁邊坡支護就是其中一種非常常見的結構應用。近年來，中國軟土錨固技術發展得比較迅速，基坑工程支護的技術也時刻在創新，而這其中，旋噴攪拌樁就是一種新型的基坑軟土錨固技術，其基本結構如圖1所示。旋噴攪拌樁技術結合了攪拌樁和旋噴樁的特點，使水泥與土的拌合更均勻，樁身強度大幅度提高，從而形成水泥土復合式錨固結構。工程實踐表明，針對淤泥質軟土深基坑，深基坑旋噴樁支護產生的錨固效果是普通錨桿、土釘等支護結構所不能達到的。

1 深基坑工程的施工工藝

（1）根據施工方案具體細節要求，施工具體流程如下：挖土→修坡→土釘孔定位→成孔→制安土釘→配制、灌注砂漿→綁扎鋼筋網片→焊接加強筋及井字鋼筋→配制混凝土→噴射混凝土→下層挖土。土釘墻采用C20噴射砼,面板厚度為100mm,分二層施工:噴射第一層混凝土厚度為30～40mm,然后成孔、安裝土釘、綁扎鋼筋網片、噴射混凝土第二層混凝土至設計厚度;土釘墻面層內有土釘處配Φ6.5@200×200鋼筋網。

（2）鋼管土釘為Φ48×3.0、Φ48×3.25焊接鋼管,鋼管前端封閉、在離開坑壁2.0m開始每隔0.5m旋轉90度打一個不小于8mm的冒漿孔直至底部。

（3）土釘注漿材料采用純水泥漿,水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥,水灰比為0.45～0.55。注漿終了壓力不小于 0.4MPa且保持穩壓1分鐘,注漿須慢速進行,注漿前應進行洗孔。

（4）施工時應確保鋼管土釘的制作質量和土釘的注漿質量,注漿量不得小于35kg水泥/米。

2.深基坑旋噴樁邊坡支護的擋墻結構與支撐結構

2.1 旋噴樁擋墻

旋噴樁擋墻是鉆孔后將鉆桿從地基土的深處逐漸往上上提，與此同時，利用插入鉆桿端部的旋轉噴嘴，將水泥漿固化劑噴入地基土中形成水泥土樁，樁體相連形成帷幕墻，可以用來當作支護結構擋墻。在施工旋噴樁時，要控制好上提速度、噴射壓力和噴射量，否則質量難以保證。

2.2 鋼結構支撐

鋼結構支撐拼裝和拆除方便、迅速，為工具式支撐，可多次重復使用，且可根據控制變形的需要施加預頂力，有一定的優點。但與鋼筋混凝土結構支撐相比，它的變形相對較大，且由于圓鋼管和型鋼的承載能力不如鋼筋混凝土結構支撐的承裁能力大，因而支撐水平向的間距不能很大；相對說來，對于機械挖土不太方便。在大城市建筑物密集地區開挖深基坑，支護結構多以變形控制，在減少變形方面鋼結構支撐不如鋼筋混凝土結構支撐，但如果分階段根據變形多次施加預頂力亦能控制變形量，鋼結構支撐仍為發展方向。

鋼管支撐的形式，多為對撐或角撐。當為對撐時，為增大間距在端部可加設琵琶撐，以減小腰梁的內力。當為角撐時，如間距較大、長度較長，亦可增設腹桿形成桁架式支撐，對撐縱橫鋼管交叉處，可以上下疊交；亦可增設特制的十字接頭，縱橫鋼管都與十字接頭連接，使縱橫鋼管處于同一平面內。后者可使鋼管支撐形成一平面框架，剛度大，受力性能好。

圖1

H型鋼支撐用螺栓連接，為工具式鋼支撐，現場組裝方便，構件標準化，對不同的基坑能按照設計要求進行組合和連接，可重復使用，有推廣價值。

3.工程實例

3.1 工程概況

本工程居于鬧市區，擬建工程北側、西側、南側距離民房較近，距離在0-9.50米左右，且民房均為淺基礎結構，工程基坑開挖深度將達5.85-7.05米，超過國家規定的深基坑的5米，在基坑的開挖及后期基礎施工中，均存在基坑不穩定造成邊坡失穩引起塌方的危險，因此針對本工程巖土工程勘測及周邊環境狀況采用合理的基坑維護處理方案非常有必要。

本工程南側西段有一座高層塔樓,塔樓有一層半地下室,深約7米。基坑兩側有污水管、熱力管、雨水管，相距3.0-4.5米，地下水深度-14米。該工程地質情況:根據建設單位提供的地質勘察報告,基坑開挖影響范圍內的土層分布依次為,雜填土厚度在0.5-3米。全場分布;粉土,該層分布不穩定,厚層0.7-2米;圓礫層,全場分部,厚度3.16-6.50米,為基坑開挖中主要需要維護;玄武巖,根據勘察報告,開挖基本不涉及此層。水文情況:本場地地下水主要存在于圓礫層中,圓礫層空隙較大是地下水貯存和徑流的良好空間和良好通道,是本場地地下水的主要含水層。地表水主要來自于降雨和周邊部分居民的生活用水。

3.2 支護技術總體方案

根據前述計算，本工程基坑作如下設計：

根據本工程的實際情況，首先進行長螺旋灌注樁施工,待灌注樁混凝土強度達到75%后進行鉆探機引孔開始高壓擺噴、旋噴樁施工，樁體強度達50%后降水至第一層錨索設計標高下1.5m，開挖至第一層錨索設計標高下500mm，采用HD90型錨桿鉆機進行第一層錨索施工。在錨索施工中流出的水可引入臨時挖掘的深坑中匯集后排至場外排水溝內。之后破除灌注樁樁頭浮漿60mm進行冠梁施工，待冠梁施工完畢一周預應力錨索張拉后方可進行土方開挖,第二、三層錨索施工可依次進行，但為保證基坑的安全，土方開挖必須待上層錨索張拉完畢后方可進行。每層腰梁間土體采用雙向鋼筋網綁扎后噴射C20細石混凝土進行支護。每層土方開挖后要定期監測基坑水平位移量及周邊建筑的沉降量，特別是雨季施工監測的頻率要有所增加。

3.3 工程鋼支撐和鋼腰梁的構造要求

支撐結構的腰梁(圍檁)直接與擋墻相連，擋墻的力通過腰梁傳遞給支撐結構；因此，腰梁的剛度對整個支撐結構的剛度影響很大。支撐桿件是支撐結構中的主要受壓構件，支撐桿件相對于受荷面來說有垂直于荷載面和傾斜于荷載面兩種形式，由于受自重和施立荷載的作用，支撐桿件是一種壓彎構件，在各受壓支撐桿件中增設三向約束節點構造或將支撐桿件設計成支撐桁架，將加強支撐桿件的剛度和穩定性。

3.4 支護施工技術

3.41 掛網噴砼的施工方案

1）在開挖邊坡經過認為的修整之后采用樁徑800mm，樁長12m樁間距600mm樁上設通長連梁。設兩處井點降水為防止井點堵塞將井點范圍2m*2m范圍內樁取消。以上支護方案經嚴密計算周密布置，在工程實際施工過程中安全可靠。

2）在軟土地區,為避免基坑底部隆起，造成支護結構水平位移加大和鄰近建(構)筑物下沉，可采用深層攪拌樁或注漿技術對基坑底部土體進行加固，即提高支護結構被動區土體的強度的方法。

3）基坑開挖時，多臺機械開挖，挖土機間距應大于10m。在工作范圍內，不許進行其他作業。挖土應由上而下逐層進行，嚴禁先挖坡腳或逆坡挖土。

3.42 定位放線

按照工程的設計要求在建筑物四周布樁，樁與樁之間塔接10cm，在布置樁位時，為防止樁位距離誤差較大而產生滲水間隙，對布置好的樁位必須妥善保護，如在施工中發現有疑點的樁位，必須復核后再施工，從而達到防滲的效果。

結束語

基坑支護工程是建筑工程施工中不可或缺的一部分，它關系到整個建筑工程本身的質量及進度，且會直接影響到工程效益及建筑的安全性。而深基坑旋噴樁邊坡支護工程，則更是一個工作量雜而多的復雜系統，要做好這項工程，就必須在施工規范及施工方案的基礎之上，制定出一個適合自身工程特點的基坑支護方案，同時必須對支護施工中分部項目的施工予以足夠的重視。