多支護模式的深基坑支護施工關鍵技術

王平勛，李林燾

(中國五冶集團有限公司第一工程分公司，四川成都 610000)

隨著城市的快速發展，出現了大量的城市高層建筑和超高層建筑，與此同時，深基坑支護規模也越來越大。陸小利[1]結合國內外深基坑支護的經驗，設計了深基坑樁-錨支護體系；王宇等[2]采用斜撐對深基坑進行支護，通過理正軟件進行方案設計和驗證，優化了深基坑施工方案；樊娟瑩[3]對微型鋼管樁加錨索在深基坑項目中的實際施工應用進行了說明。本文對某深基坑不同區域采用了三種不同支護方式，并加強場地硬化和基坑防排水工作，從而達到了安全、經濟、節省工期的目的。

1 工程概況

1.1 項目概況

該項目位于成都市錦江區喜樹街以東，芙蓉中街以南，椿樹街以西，新規劃道路以北，交通方便，位置優越，總建筑面積約32×104m2。擬建建筑物由商業附屬裙樓及高層住宅樓組成，包括4個地塊，商業裙樓為1～3層，高層住宅樓為18～30層不等，下設2～3層地下室，由于地形起伏較大，地下室局部架空，基坑開挖深度在4.2～12.0 m，具體如表1所示。

表1 地下室及基坑開挖深度情況

1.2 工程地質條件

在基坑開挖深度范圍內，根據鉆探揭露，場地地層從上至下依次為第四系全新統人工填土層(Q4ml)、第四系中下更新冰水堆積層(Q1+2fgl)和白堊紀灌口組(K2g)組成，具體情況如表2所示。

1.3 水文地質條件

場地內存在的地下水為賦存于人工填土、黏土裂隙以及含卵石黏土層中的上層滯水、埋藏于白堊系灌口組泥巖裂隙中的基巖裂隙水。上層滯水受大氣降水和地表水滲透補給，水量不大，以蒸發方式排泄。

表2 工程地質情況

2 基坑支護總體設計方案

城市建筑施工時，由于鄰近建筑物較多，深基坑支護應當考慮多方面的因素[4]，比如開挖深度、地質水文條件、施工機具等，并應當加強施工期間的變形監測。對深基坑支護方式的選擇作了一些建議:

(1)放坡。當基坑開挖深度不大，并且地下水位較低，土體穩定性較好，周邊開闊，可進行放坡施工。

(2)排樁。基坑開挖風險較小，開挖深度不大于5 m，地下水位低于基坑底面時，可采用排樁支護，必要時可采用雙排樁[5]。

(3)鋼樁+錨索。當基坑深度較大，地層穩定性較差，需要多種支護方式共同支護，如鋼樁、錨索共同支護[6]，錨索類型及長度根據施工實際確定。

(4)鋼筋網+噴射混凝土。這種支護主要是為了保證邊坡穩定性，常常結合放坡施工及其它支護方式共同采用。

本項目分為四個地塊，每個地塊開挖深度、周邊環境和施工條件存在差異，在綜合安全、工期和經濟的考慮下，采用了“放坡+網噴”“放坡+排樁”和“排樁+囊式擴大頭錨索”三種支護方式，具體支護方式的選擇見表3。

表3 支護方式的選擇

3 支護施工關鍵技術

3.1 場地地表硬化處理

本項目位于成都東郊三級階地，場地內黏性土為膨脹性巖土，為防止地表水長期侵泡土壤，影響護壁安全，對場地內地表采用C15混凝土進行硬化處理，硬化范圍為冠梁水溝內邊至圍墻內側(圖1)。

圖1 場地硬化處理

3.2 排樁施工技術

(1)采用全站儀進行樁位坐標、高程復核，沿樁中心拉十字線至1.5 m以外并作好護樁標記。

(2)鉆機設備就位，開機進行旋挖取土，機械配合將加工好的鋼護筒吊入孔內，調整好護筒的中心和垂直度，在檢查無誤之后用土石將護筒外四周空隙填實夯牢，保證鋼護筒在鉆進施工中牢固不變形和位移。

(3)設置泥漿池，用于鉆孔施工時的泥漿制作、儲備及排樁混凝土灌注時溢出泥漿的排放。將黏土投入泥漿池，注入適量清水，配合挖機等攪拌制成泥漿，泥漿材料選用黏性好、成塊狀的優質黏土。

(4)采用旋挖鉆進成孔施工的濕式鉆斗(回轉斗)，鉆進施工前應先在護筒內注入護壁泥漿，同時在施工過程中隨著取土的進行及時注入泥漿，始終保持泥漿在孔內的液面高度以避免孔壁坍塌。將鉆機鉆桿回轉到樁孔位置后將鉆斗垂直放下并開始轉動取土，當確定樁孔深度達到要求后，將鉆斗更換成清孔斗并下降到底部，待懸浮顆粒較大的砂石沉降進入料斗并清除。

(5)鋼筋籠采用現場制作，其保護層厚度50 mm，焊接時不能使主筋斷面受損，制作堆放場地應保持平穩、清潔、防雨、防水，護壁鋼筋采用孔外綁扎入孔。

(6)混凝土澆灌采用車泵輸送泵入孔，通過下料漏斗提斗提升導管在泥漿中澆筑，混凝土澆筑要一氣呵成，不得中斷，以保證混凝土的均勻性，間歇時間一般應控制在15 min內，任何情況下不得超過30 min。

3.3 冠梁及拉梁

(1)混凝土強度等級為C30，鋼筋保護層厚度50 mm。

(2)施工縫處強度低，不應設置在轉角及其附近15 m范圍內。

(3)主筋采用雙面搭接焊，搭接長度5 d；或采用單面搭接焊，搭接長度10 d；或采用綁扎搭接，搭接長度滿足規范要求。

(4)模板的接縫不應漏漿，模板內部不應有積水，模板與混凝土接觸面應清理并涂刷隔離劑。具體支護形式如圖2。

圖2 冠梁支撐模板

(5)混凝土澆筑以泵送C30混凝土為主，采用插入振動器振搗，每次振搗時間不少于30 s，直至混凝土表面呈現浮漿和不再下沉為止。

3.4 囊式擴大頭錨索

囊式擴體錨索施工是在支護樁施工完成后進行，鉆機工作面宜低于錨索標高面0.5 m，工作面寬度不得小于15 m，工作面應能保證機器正常作業。

(1)錨索為承壓型囊式擴體錨索，主要由鋼絞線、錨具、承壓型囊、注漿管、錨索定位器及承壓板等組成，以上材料均采用工廠定制、現場安裝方式。

(2)自由段孔徑150 mm，錨固段孔徑600 mm，先用150 mm的鉆頭鉆至設計深度，然后上提3.0 m，先采用清水擴孔，從上往下進行擴孔，然后再從下往上進行復擴。

(3)高壓噴射擴大頭擴孔完成后，應立即取出噴管并將錨索放入錨孔內至設計深度。

(4)注漿時采用壓漿泵先在囊內注漿，囊內漿體注滿后，用另一根注漿管采用相同的水灰比在囊外注漿，當孔口看到水泥漿時，停止注漿。

(5)錨索預應力張拉采用錨桿張拉機進行，達到設定的預應力后予以鎖定。張拉應在注漿體強度達到75 %后一次性進行張拉鎖定。

3.5 樁間護壁施工

面層采用噴射混凝土與鋼筋網組成的鋼筋混凝土板結構型式。土方開挖時，應確保網噴支護作業面平整，壁面噴射混凝土厚度為80 mm(圖3)。

圖3 樁間護壁施工示意

(1)網筋采用Φ8@250×250 mm鋼筋綁扎而成，橫向加強筋采用Φ16三級螺紋鋼筋與樁體的植筋(Φ16鋼筋)焊接，間距為1.0 mm(砂層分布區域間距調整為0.5 m)。

(2)噴射混凝土采用細石混凝土，混凝土強度等級為C20。

3.6 防排水措施

為防止基坑外圍雨水流入基坑，自然放坡部分坑壁頂部用水泥砂漿或噴射混凝土散落料封閉。護壁樁部分冠梁上部采用頁巖多孔磚砌筑水溝，水溝截面尺寸為350 mm×500 mm。水溝內外均用防水砂漿抹面，水溝外側設置150 mm×200 mm的C15混凝土擋水帶，擋水帶雙面均采用防水砂漿抹面。

4 結束語

高層建筑深基坑支護是高層建筑修建最基礎的一環，其施工質量直接影響建筑工程整體的質量安全及使用安全，因此，應根據項目的實際情況及地質水文條件，選擇適宜的支護方式。本項目分為四個地塊，每個地塊的基坑開挖深度、周邊環境及土體結構存在一定的差異，因此選擇了“放坡+網噴”“放坡+排樁”和“排樁+囊式擴大頭錨索”三種不同的支護方式，并對支護關鍵技術及其參數進行了說明。在該項目施工過程中，無安全事故發生，無傾覆、坍塌等發生，確保了深基坑支護工程的安全、質量及工期進度，取得了良好的社會和經濟效益。