基坑支護工程施工技術實踐

梁忠旗

摘要：本基坑工程擬建場地北、東和南側均為城市道路，西側為學校用地。基坑為臨時性支護，安全等級為三級。

關鍵詞：基坑;支護;施工技術

1 工程概況

本基坑支護面積約6000平米，土方開挖量約32萬立方，基坑深度為4.8至5.6米。基坑四周坡面采用鋼筋土釘和鋼花管支護，采用C20噴射混凝土護壁，混凝土內配Ф8@200*200單層雙向鋼筋網，土釘周邊設2根直徑Ф14加強筋。沿基坑坡面高度設置四道Ф100鋼筋土釘，間距1.5米，梅花型布置，主筋1Ф25，鋼筋土釘傾斜角均為15度。

基坑邊坡坡度1：0.2-1：1，基坑底部四周留設工作面寬度距外墻放腳1.0米，基坑頂面和底部四周留設300×300mm排水溝和300×500×1000（深）mm集水坑，集水坑間距為20米，排水溝墊層采用120mm后C15素混凝土，下鋪50mm厚碎石墊層，集水坑墊層采用100mm厚C15素混凝土，圍體結構采用120mm厚實心磚砌筑，內側抹20mm厚防水砂漿。

基坑頂部周圈封閉安裝Ф48鋼管安全防護欄，護欄高度不小于1.2米，橫桿兩道間距600mm，立桿間距2.5米，埋深不小于600mm，防護欄滿掛安全密目網，防護欄底部設200mm高擋腳板，架體和擋腳板均涂刷紅白間隔警示油漆。

2 場地周圍環境

現場場地內存有堆土，堆土高度達8.0～10m。施工現場場地狹小，施工用地緊張，開挖深度范圍內土質多樣，工程整體開挖區段多，土方量大，且地下水位高存在承壓水，土方開挖前需進行基坑降水，采用明排降水。地下室邊線距用地紅線東、西、南、北分別為5m、8m/3.6m、5m、0.9m。施工環境較為復雜，東側紅線外緊鄰城市路，一路之隔是城市綠化帶;西側紅線外緊鄰小學，其中地下室邊線距用地紅線3.6m處部分為小學運動場，無重大荷載;南側為城市路，道路對面有新建竣工工程;北側紅線外緊鄰21米寬綠化帶，施工須占園林綠化帶。因此，必須做好基坑的沉降觀測。

3 地質情況

地層自上而下可劃分為人工填土層、第四系全新統沖積層和白堊系基巖，其中填土層為雜填土，沖積層包括粘土、粉土、卵石，基巖為粉砂質泥巖。基坑側壁主要土層自上而下為雜填土、粘土、粉土、卵石層，各土層巖性性能特征自上而下。場區內地下水按賦存條件劃分為承壓水，主要賦存在卵石層中，主要受地下水側向徑流補給，水頭高度受補給區與排泄區地下水位影響，水量一般。

4 支護設計

本基坑分為ABC、CD、DEFG、GH、HIJ、JK、KA段（見基坑支護平面圖），其中ABC、DEFG、HIJ、JK、KA段采用土釘墻支護結構，CD、GH段，采用鋼化管支護結構。

5 支護施工工藝

5.1 鋼筋土釘支護

5.1.1 施工工藝流程

開挖工作面，修整邊坡→坡頂欄桿防護→機械成孔→插筋→堵孔注漿→綁扎、固定鋼筋網→焊接加強筋→噴射混凝土面層→面層養護

施工中，可根據現場實際情況調整成孔與鋼筋網綁扎的施工順序。

5.1.2 施工方法

5.1.2.1 土釘墻應按設計豎向分層，水平跳段施工，土釘未達到設計強度70%以前，不得進行下一層深度的開挖。當基坑面積較大時，允許在保證邊坡穩定的前提下，在四周邊坡一定距離外的中部先進行開挖，但應注意與分層作業區的開挖相協調。

5.1.2.2 機械挖土作業時，邊坡位置嚴禁超挖或造成邊坡土體松動。及時設置土釘或噴射混凝土，基坑在水平方向的開挖也應分段進行，一般20～30m。

5.1.3 安設土釘

5.1.3.1 按設計圖紙的縱向，橫向尺寸及水平面夾角進行成孔施工。根據現場實際情況，土釘機械采用Hm-90A柴電混合雙動力鉆車，成孔根據現場情況，將采用干作業成孔和水作業成孔方法，成孔直徑100mm。

5.1.3.2 成孔完成驗收后，可置入鋼筋，鋼筋要除銹、除油，并做強度檢驗;土釘應沿土釘長度方向設定位支架。

5.1.3.3 注漿管綁扎在土釘鋼筋上，注漿管端頭距土釘端頭約250～500mm。

5.1.3.4 土釘注漿采用二次注漿的方法。

a 第1次灌漿

土釘同時放入孔底，管口距孔底150mm，以利出漿。漿液規格采用水灰比為0.5的純水泥漿，水泥采用425號普通硅酸鹽水泥。灌漿前對輸管道的檢查無阻塞后方可進行注漿，注漿速度控制在100L/min左右，注漿壓力控制在0.1～0.3MPa，待到孔內的泥漿和雜質均由水泥漿體所置換溢出孔口，即完成第1次灌漿。

b第2次灌漿

待第1次灌漿漿液達到初凝強度后，進行第2次灌漿，注漿漿液采用水灰比0.5的純水泥漿。

第2次注漿終止標準為：

a.注漿壓力達到1.5Mpa以上，并穩定10min以上;

b.注漿量達到水泥30kg/m;

c.水泥漿從臨近孔或裂縫中溢出。

5.1.4? 綁扎鋼筋

5.1.4.1 土釘注漿完成后，土釘主筋外露端部設彎鉤并與面層內連接相鄰土釘端部的通長加強筋相互焊接。

5.1.4.2 將鋼筋網片固定在邊坡上，要求保護層厚度不小于20mm，網片用插入土中的U型鋼筋固定。

5.1.4.3 鋼筋網片用φ8熱軋圓鋼制成，網格間距為200mm。

5.1.4.4 鋼筋網之間的搭接長度不小于300mm，接頭百分率不得大于50%（錯開長度不得小于500mm），圓鋼末端必須做180度彎鉤。

5.1.4.5 水平、豎向壓筋為Ф14鋼筋與土釘彎鉤焊接，單面焊10d，水平壓筋每排土釘2Φ14通長加強筋，豎向壓筋形成井字筋：2Φ14、L=400。

5.1.4.6 頂部鋼筋網片外翻長度0.5m，最外側設置一道水平Ф14鋼筋，并與垂直釘入地面內的Ф14錨筋連接。詳見【土釘墻詳圖】

5.1.5 鋼筋土釘質量要求

5.1.5.1 鋼筋土釘成孔時應符合下列要求：

①土釘成孔范圍內存在地下管線等設施時，應在查明其位置并避開后，再進行成孔作業;

②應根據土層的性狀選擇洛陽鏟、螺旋鉆、沖擊鉆、地質鉆等成孔方法，采用的成孔方法應能保證孔壁的穩定性、減小對孔壁的擾動;

③當成孔遇不明障礙物時，應停止成孔作業，在查明障礙物的情況并采取針對性措施后方可繼續成孔;

④對易塌孔的松散土層宜采用機械成孔工藝;成孔困難時，可采用注入水泥漿等方法進行護壁。

5.1.5.2 鋼筋土釘桿體的制作安裝時應符合下列要求：

①鋼筋使用前，應調直并清除污銹;

②當鋼筋需要連接時，宜采用搭接焊、幫條焊;應采用雙面焊，雙面焊的搭接長度或幫條長度應不小于主筋直徑的5倍，焊縫高度不應小于主筋直徑的0.3倍;

③對中支架的斷面尺寸應符合土釘桿體保護層厚度要求，對中支架可選用直徑6mm～8mm的鋼筋焊制;

④土釘成孔后應及時插入土釘桿體，遇塌孔、縮徑時，應在處理后再插入土釘桿體。

5.1.5.3 鋼筋土釘注漿時應符合下列規定：

①注漿材料可選用水泥漿或水泥砂漿;水泥漿的水灰比宜取0.5～0.55;水泥砂漿的水灰比宜取0.40～0.45，同時，灰砂比宜取0.5～1.0，拌和用砂宜選用中粗砂，按重量計的含泥量不得大于3%;

②水泥漿或水泥砂漿應拌和均勻，一次拌和的水泥漿或水泥砂漿應在初凝前使用;

③注漿前應將孔內殘留的虛土清除干凈;

④注漿時，宜采用將注漿管與土釘桿體綁扎、同時插入孔內并由孔底注漿的方式;注漿管端部至孔底的距離不宜大于200mm;注漿或拔管時，注漿管口應始終埋入注漿液面內，應在新鮮漿液從孔口溢出后停止注漿;注漿后，當漿液液面下降時，應進行補漿。

5.2 鋼花管土釘支護

5.2.1 工藝流程

開挖工作面，修整邊坡→坡頂欄桿防護→機械成孔→鋼花管制作及安裝→壓力灌漿→綁扎、固定鋼筋網→焊接加強筋→噴射混凝土面層→面層養護

施工中，可根據現場實際情況調整成孔與鋼筋網綁扎的施工順序。

5.2.2 施工方法

5.2.2.1 邊坡開挖：

本部分由土方單位進行施工，土方單位應按設圖紙計及規范要求進行施工。土方開挖嚴格按設計規定的分層開挖深度按作業順序施工，在完成上層作業面的土釘及噴混凝土地以前，不得進行下一層土方的開挖。

5.2.2.2 定位放線：

按設計圖紙由測量人員準確放出每一個鋼花管土釘的位置。

5.2.2.3 土釘鋼花管制作及打釘：

鋼花管制作：采用Φ48鋼管，壁厚為3.5mm，入土端加工成樁尖狀，制作成濾管（花管），每葉角鋼后設置注漿孔（孔徑為10mm）對向布置，注漿孔間距500mm，孔口2.5米不布置倒刺，端口成契行并封閉。

5.2.2.4 打釘：采用沖擊錘或土釘機將鋼花管按設計角度及位置對正，將鋼花管擊打入土中到設計長度。

5.2.2.5 壓力灌漿

采用注漿泵，通過高壓注漿管安接在鋼管頭上，并采用低壓慢灌工藝，壓入水泥漿，用P.O42.5水泥，按M30配制水泥漿液，灌漿壓力達到0.6MPa～0.8MPa壓力，并穩壓3min～5min時間，即可停止注漿。

5.3 鋼筋網噴射砼施工方案

5.3.1 施工工藝流程圖

噴錨工藝流程圖

5.3.2 操作工藝

5.3.2.1 開挖采用機械開挖為主，人工輔助清除削除多余土方。

5.3.2.2 修面，機械開挖出工作面后，采用人工對坡面進行修整，鏟除松動的土體雜物。

5.3.2.3 修面完成后，噴射底層混凝土30厚;

5.3.2.4 掛網，網筋采用φ8@200×200雙向通長設置，設置通長加強筋，土釘孔設置井字筋，加強筋與土釘鋼筋連接采取“L”筋焊接，網筋與護坡土體間保持一定的間隙，上下搭接采用綁扎，搭接長度不少于300mm。

5.3.2.5 護坡設置泄水管，再施工噴射砼。泄水管采用100mm的PVC管，管長約500mm，水眼和內端應包上濾網布。做法見下詳圖：

5.3.2.6 噴射混凝土

1、噴射混凝土標號為C20，在滲水或噴砼時難于穩固處加入0.3～0.6%的速凝劑，配合比應通過實驗室試配確定，并現場取樣制作試件檢驗強度。

2、噴砼厚度為70厚（底層已素噴30厚），噴射混凝土作業應分段分片依次進行，同一分段內噴射順序應自下而上，噴射作業應分兩次進行，每一次噴射混凝土厚度約35mm。

3、噴射時，應由底面開始向上方噴，噴射應與盡量與受噴面垂直，距離為0.6～1.2m，在施噴過程中，根據噴射的回彈情況調節風量及風壓，射流方向應垂直指向噴射面，但在鋼筋位置，應先填充鋼筋后面;噴射手要控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈濕潤光澤，無干斑或滑移流淌現象。

4、噴槍手必須調節好水量，控制好水灰比，保持混凝土面平整，呈濕潤光澤，無干斑及滑移流淌現象。

5.3.2.7 養護

噴射混凝土終凝后，應在噴面灑水養護，養護期不能少于7天。

5.3.3 施工主要技術保證措施

保證網筋的塔接，鋼筋網搭接按規范要求安設。

安裝噴砼層厚度參考標志，噴砼時砼層厚度要達到標志厚度，并且保證噴砼覆蓋鋼筋網。

參考文獻：

[1]《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012

[2]《建筑深基坑工程施工安全技術規范》JGJ311-2013

[3]《巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規范》GB 50086-2015