深基坑綜合支護技術研究

（廣西華藍設計（集團）有限公司,廣西南寧 530011）

1 工程概況

某小區工程占地面積8.106 公頃，地上30 層，地下3 層，主樓為剪力墻結構，建筑結構形式為框架剪力墻結構，基礎形式為平板筏基;其中，基坑西北角槽底標高為-21.320，此部分北側距結構外墻線8m 處有待建的3 層辦公用房，支護結構范圍內土類分別為：雜填土，粘性土，粉土，粘性土，粉土，中砂，圓礫，粘性土和中砂。

2 基坑綜合支護技術

2.1 綜合支護方案

按照設計原則及設計依據，考慮本工程現狀及需要著重解決的問題，根據本工程基坑的具體情況，該基坑支護結構形式為:上部4.0m 土釘墻，下部護坡樁+預應力錨桿。

⑴土釘墻支護結構

土釘墻放坡坡度為1：0.2，設計考慮的邊坡附加荷載為20Kpa，土釘水平間距為1.6m，豎向間距1.4m，土釘墻下口線距護坡樁為500mm，土釘水平面夾角為10°；土釘采用人工洛陽鏟成孔，成孔直徑110mm；土釘端頭處彎一長度為200mm 的"L"鉤，以便與單道Φ18 橫向加強筋連接，土釘所采用鋼筋均為Ⅱ級鋼筋。

土釘墻面層采用φ6.5 的鋼筋編制成@200 ×200 的鋼筋網，并與土釘焊接牢固，土釘墻面層噴射厚度為80～100mm 的C20 碎石混凝土，注漿材料采用水灰比為0.5 的水泥漿，水泥漿強度等級為15Mpa；施工時遇到較差的土層，地下管線或其他影響邊坡穩定和安全的情況可采取設置背拉筋、加長土釘或增加預應力土釘等方法進行處理。

（2）護坡樁（混凝土灌注樁）+預應力錨桿支護結構

護坡樁直徑800mm，樁間距1.6m，設計樁長21.75m，有效樁長21.25m，其中嵌固段長5.5m，樁數約為52 根,采用濕作業成樁工藝進行施工。

護坡樁中心線距土釘墻下口線900mm，距結構外墻線1.4m，護坡樁主筋配筋為 18Φ25，箍筋為 φ8@200mm，架立筋為φ16@2000mm，鋼筋籠長22.10m，樁主筋應插入連梁內875mm（35d，d 為樁主筋直徑），護坡樁主筋為Ⅱ級鋼筋，箍筋和架立筋為Ⅰ級鋼筋，護坡樁的混凝土標號為C25，主筋混凝土保護層厚度為50mm。

樁身范圍內設置三道預應力錨桿，第一道錨桿標高為-4.200，三樁兩錨（間距為2.4m）。錨桿成孔直徑150mm，水平傾角為15°，錨桿的墊板規格為330mm ×300mm ×30mm；第二道錨桿標高為-9.700，一樁一錨（間距為1.6m）。錨桿成孔直徑150mm，水平傾角為20°，錨桿的墊板規格為360mm ×330mm ×30mm；第三道錨桿標高為-15.200，一樁一錨（間距為1.6m）。錨桿成孔直徑150mm，水平傾角為15°，錨桿的墊板規格為360mm ×330mm ×30mm。

預應力錨桿采用錨桿鉆機干作業配合濕作業成孔，預應力錨桿鎖定拉力均為設計拉力的70%。

2.2 土釘墻施工

土釘墻施工也是整個基坑開挖的關鍵之一，整個基坑從上到下需分層進行,按人工洛陽鏟成孔。

⑴修坡：基坑邊土體開挖時，預留10cm 厚土體，進行人工修坡，在坡面進行噴射砼支護前，要清除坡面虛土；當遇有上層滯水影響時，要在坡面上每隔1 米插放一個導流管，疏導上層滯水。

⑵編扎鋼筋網：修坡后按順序編扎鋼筋網，鋼筋接頭采用焊接，為了保證鋼筋網的整體性及有利于傳力，上下層的豎向鋼筋搭接長度應大于一個鋼筋網格長度，鋼筋網編結要均勻，最大間距不超過250mm，平均間距不得超過200mm，上下段鋼筋網搭接長度大于300mm，否則搭接處需點焊。

⑶造孔：采用人工洛陽鏟造孔，造孔直徑為110mm。

⑷土釘制作與安放：土釘定位于孔的中心位置，每隔1.5m 焊上定位支架。

⑸注漿：土釘抗拔力的大小取決于注漿質量，注漿材料采用水泥漿，水灰比為0.5，水泥采用普通硅酸鹽水泥，強度等級為P.O 42.5；注漿前應將孔內清除干凈，注漿開始或中途停止超過30分鐘時應用水潤滑注漿泵及其管路，此外，向孔內注入漿體的充盈系數必須大于1。

⑹土釘端部焊接：土釘均采用土釘端部與加強筋、鋼筋網相互焊接的形式。

⑺噴射混凝土：采用C20 噴射混凝土，其初定配比為：水泥：砂：石：水＝1：2：2：0.5，水泥采用普通硅酸鹽水泥，強度等級為P.O 42.5，采用干凈的中、粗砂，含水量宜為5%～7%，采用干凈的礫石，粒徑不宜大于15mm；噴射混凝土機的工作壓力為0.3～0.4Mpa，噴層厚度80mm～100mm；噴射砼時，噴頭與受噴面要保持垂直，距離保持0.6～1.0m，作業面的噴射順序應是自下而上，從開挖層底部開始向上施噴。

2.3 護坡樁施工

采用泵吸反循環及旋挖鉆進成孔工藝，主要施工順序如下：

⑴測量定樁位

根據樁位平面圖中計算的各護坡樁位置,樁位點采用鋼釬撒白灰標識，施工中保護好已測放的樁位點，如有其它施工機具碾壓樁周邊土體，則樁位點需重新量測。

⑵挖設護筒、泥漿池

孔口處埋設鐵護筒，護筒上部開設1～2 個溢漿孔，護筒內徑大于鉆頭直徑100mm，壁厚 4～8mm，護筒埋置深度為1.0～1.5m 埋設鐵護筒時，以樁位為基準，護筒周圍用粘土分層回填夯實，護筒中心軸線對正測定的樁位中心，嚴格保持護筒的垂直度以防止泥漿流失及位移、掉落；如果護筒底層土層不是粘性土，應挖深或換土，在坑底回填夯實300～500mm 厚度的粘土后，再安放護筒，以免護筒底口處滲漏塌方；鉆進過程中沖洗液和泥漿護壁主要采用孔內自然造漿的方法，泥漿比重應控制在1.10-1.15。

(3)鉆機就位

鉆機就位時將路基墊平填實，做到"三點一線"。

(4)護坡樁成孔

為保證孔壁穩定，應保持泥漿柱液面高度，隨泥漿漏失及孔深增加，應及時向孔內補充泥漿；鉆遇硬土層，如發現每次鉆進深度太小，鉆斗內碎渣量太少，可換一個較小直徑的筒形齒狀鉆頭，先鉆一小孔，然后再用鉆斗擴孔。

(5)清孔、鉆機移位鉆進至設計深度后，應認真做好清孔工作，在清孔后，孔底沉渣不得大于200mm，并將孔口處雜物清理干凈，方可進行下一道工序。

(6)鋼筋籠加工

鋼筋籠主筋主筋連接采用滾扎直螺紋機械連接，接頭等級為Ⅰ級，位置應錯開，每個截面的接頭數量不大于鋼筋總面積的50%；主筋擱在加強箍筋外側，并保持相互垂直，先進行點焊固定，再進行統一焊接；鋼筋籠主筋與加強箍筋點焊連接，焊接牢固嚴禁咬肉，在鋼筋籠吊點處應加強，避免出現吊放時開焊，箍筋與主筋在每個交點處用火燒絲綁扎牢固。

(7)安設灌注導管、測孔底沉渣、二次清孔

采用汽車吊或用反循環鉆機自身的提升設備進行導管吊放，各節導管間采用螺絲扣連接，導管在使用前或灌注完4～6 根樁后，要檢查導管密封圈的密封性，并每次在使用后，應立即沖洗干凈，以防粘在側臂上的混凝土過多造成堵管；下完鋼筋籠及導管后，應該丈量孔深及孔底沉渣厚度，如沉渣厚度超標，應采用相關措施，直至厚度合格方能進行混凝土灌注。

(8)水下灌注混凝土

混凝土灌注中要保證混凝土初次灌方量以及連續灌注，灌注過程中始終保持導管埋在混凝土面以下幾點：灌注混凝土，首澆混凝土必須保持埋管深度不小于800mm，在實際操作中，投入球膽，連續澆筑混凝土；提管時，不可一次提的過高，應徐徐上提。

(9)起拔導管、鋼護筒

澆筑完畢后，利用汽車吊將埋在混凝土中的余下導管分節拔出，最后起起拔出孔口鋼護筒。鋼護筒在灌注結束，混凝土初凝前拔出，起吊護筒時要保持其垂直性。

2.4 預應力錨桿施工

在土方施工的同時，留設張拉錨桿工作面（錨位以下500mm），預應力錨桿的施工采用干作業或濕作業兩種工藝，錨桿主要穿過砂卵石的盡量采用濕作業成孔工藝，而穿過粘性土層的盡量采用干作業成孔工藝，根據現場條件進行相應調整。

⑴桿體制作

按照設計要求制作錨桿體，保證桿體長度；隔離架（定位支架）間距2.0m設置一個。注漿管與錨桿體應用火燒絲綁扎牢靠。

⑵鉆孔

干作業成孔：鉆進時應根據工程地質情況，控制鉆進速度，防止蹩鉆，遇到異常情況或障礙物應及時停鉆，查看原因，采取相應措后施方可再鉆進，當鉆至設計深度后，為了減少拔鉆桿時的阻力，應該空鉆緩慢出土。

濕作業成孔：鉆孔采用帶有護壁套管的鉆孔工藝，套管外徑為150mm，保證鉆桿的水平投影垂直于坑壁，經檢查無誤后方可鉆進；鉆進時應根據工程地質情況，控制鉆進速度。遇到異常情況或障礙物應及時停鉆，弄清情況，然后采取相應措施后再鉆進；當鉆至設計深度后，先用清水沖洗套管內壁，在鉆孔內灌漿后方可將護壁套管拔出。

（3）桿體插入孔內

插筋時應抬起后部使之與孔成一個角度徐徐插進，防止碰壞孔壁；筋插入孔時應留出錨筋外露部分的長度以滿足張拉要求；插入鉆孔內的桿體應達到設計要求深度，若達不到深度要求，則先拔出桿體查明原因，然后采取處理措施后，再次插入。

（4）灌漿

注漿材料采用水泥漿，水灰比為0.5，選用優質灌漿管，灌漿管出口應位于離桿體底端200mm 處，漿液由孔底開始澆注并向外返出，邊注漿邊向外緩慢拔管，直至漿液溢出孔口后停止注漿。漿液必須在初凝前連續不斷一次注完，第一次注漿完畢后，過半小時再補漿一次，如滲漿嚴重可補漿二至三次，如有必要可以采取二次高壓灌漿。

（5）張拉鎖定

為使各單元錨桿受力均勻，每層錨桿施工時都要對各單元錨桿進行試驗性張拉，再進行工程錨桿的張拉，在本工程試驗性張拉中，每層選擇3 根預應力錨桿，張拉值為設計荷載的110%，鎖定值為設計荷載的70%；錨桿鎖定后48小時內，檢查錨桿預應力損失，若發現有明顯的預應力損失時，應進行補償張拉。

3 基坑監測

據地勘報告及基坑支護方案，基坑開挖深度范圍，地層條件相對較差，且周邊有住宅樓、河道、道路及地下管網等，為保證施工順利進行及住宅樓、河道、道路及地下管網安全，施工中對基坑進行監測，反饋相應信息，以便及時調整設計及施工方案，做到信息化施工，確保工程順利進行。

監測項目內容為：

①基坑支護結構變形監測（頂部水平位移、豎向位移）；

②錨桿內力（第三方監測）；

③地下水位；

④周邊地表豎向位移；

⑤周邊建筑豎向位移、傾斜、水平位移監測；

⑥周邊建筑、地表裂縫監測；

⑦周邊管線變形監測。

根據基坑的變形監測、周邊建筑物及市政設施的變形（水平位移、垂直位移和傾斜等）監測等內容，設置現場監測控制網，其分為水平位移監測網和垂直位移監測網兩種，監測控制網設基準工作點和變形觀測點。

結語

通過土釘墻 +護坡樁+預應力錨桿結構 3 種支護方式的應用，支護安全可靠，且成樁過程基本不受地下水的影響，既降低了造價，又節約了工期，且經現場結果測試，邊坡沒有發生明顯位移，基坑內也沒有出現滲水現象，是一種深基坑支護工程中比較經濟實用的一種方法，值得推廣。

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