建筑工程深基坑支护技术案例分析

杨会中

（浙江嘉宇建设有限公司，浙江 嘉兴 314000）

1 工程概况及施工方案

某大厦，位于某市某区北三环中路，建筑总面积 126180m2，地下面积 37418m2；建筑总高度103.7m，建筑平面形式呈方形布置，轴线距离东西97.1m，南北101.1m；地下共4层，基坑底最深相对标高-22.7m；基础为钢筋混凝土梁板筏基。

由于本工程场地狭小，周边环境复杂，中标承诺工期短（共计30个月），低于常规施工工期，开工日期为2007年12月18日，基坑土方开挖计划3个月完成。若采取常规的放坡开挖，由于基坑深，场地小，基坑的稳定安全性将受到影响，且放坡开挖后将超过施工红线，因此该方案被排除；若采用护坡桩施工，则基坑开挖时间将推后，进度总体控制计划将受到影响，且按此方案存在土方回填和费用较高的特点。经过各种方案的认真讨论，结合工程的地质资料及周边建筑物等实际情况，本工程基坑支护采取混凝土灌注桩、锚杆、锚喷护壁、挡土墙联合支护结构体系。

(1)混凝土灌注桩：桩直径800mm，间距1.5m，桩顶标高为-3.6m，嵌固深度为A 型4.9m、B 型5.2m，混凝土强度等级为C25。混凝土灌注桩采用旋挖钻机泥浆护壁成孔，钢筋笼现场加工，水下灌注商品混凝土的施工方法。

(2)锚杆：水平间距 1.5m，腰梁 2I25b，A 型桩二道，B 型桩三道。采用套管跟进水冲式锚杆钻机成孔，水泥浆灌注。

(3)锚喷护壁：桩间土体采用挂网锚喷法进行支护。桩间土体修整成拱型，固定300mm 间距，钢筋网片加网孔间距50×50mm 钢丝网，喷射50mm 厚混凝土。喷射机喷射混凝土时，从最下层开始，逐层往上喷，每层高度为2m。

(4)砖挡土墙：砖挡土墙砌筑从灌注桩帽梁顶标高至自然地坪以上20cm，顶标高为-0.25m。砖挡墙每隔3.0m 设一根构造柱，构造柱截面尺寸为250×370mm，墙中设一道圈梁，墙顶设一道压梁，混凝土强度等级为C25。墙体采用“一顺一丁”组砌形式，“三一”砌筑法，柱、梁采用定型组合钢模板，混凝土为商品混凝土。

2 支护施工技术

2.1 混凝土灌注桩支护施工要点

2.1.1 施工工艺

钻机钻孔前，应做好场地平整，挖设排水沟，设泥浆池制备泥浆，做试桩成孔，设置轴线定位点和水准点，防线定桩位及其复核等施工准备工作。钻孔时，先安装桩架及水泵设备，桩位处挖土埋设孔口护筒，以起定位、保护孔口、存储泥浆等作用，桩架就位后，钻机进行钻孔。钻孔时应在孔中注入泥浆，并始终保持泥浆液面高于地下水位1.0m 以上，以起到护壁、携渣、润滑钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作用。钻孔深度达到设计要求后清孔，该工程采用原土造浆，所以清孔时，钻机空转不进尺，同时注入清水，待孔底残余的泥块已磨浆，排出泥浆比重降至1.1左右（以手触泥浆无颗粒感觉），即认为清孔已经合格。清孔完毕后，立即吊放钢筋笼和水下浇注混凝土。钢筋笼埋设前在其上设置定位钢筋环，确保保护层厚度。水下浇注混凝土采用导管法施工。

2.1.2 质量控制

护筒中心要求与桩中心偏差不大于50mm，埋深不小于1m；泥浆比重控制在1.1～1.2；孔底沉渣厚度不得大于150mm；水下浇注混凝土应连续施工，孔内泥浆用潜水泵回收到贮浆槽里沉淀，导管应始终埋入混凝土中0.8～1.3m，并始终保持埋入混凝土面以下1m。

2.2 锚杆支护施工要点

土层锚杆简称土锚杆，它是在地面或深开挖的地下室墙面(挡土墙、桩或地下连续墙)或未开挖的基坑立壁土层钻孔(或掏孔)，达到一定设计深度后或再扩大孔的端部，形成柱状或其他形状，在孔内放入钢筋、钢管或钢丝束、钢绞线或其他抗拉材料，灌入水泥浆或化学浆液，使之与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。

2.2.1 施工准备

2.2.1.1 锚杆用有出厂合格证及试验报告的钢筋，直径为22mm；水泥浆锚杆体的水泥用42.5号普通硅酸盐水泥；砂用粒径小于2mm的中细砂；水用PH值小于4的水。

2.2.1.2 钻孔机带套管和钻头；灰浆泵、灰浆搅拌机等。

2.2.1.3 开挖边坡，按锚杆尺寸取2 根进行钻孔、穿筋、灌浆、锚定等工艺试验，并作抗拔试验，检验锚杆质量，以检验施工工艺和施工设备的适应性。

2.2.1.4 进行技术交底，搞清锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆及锚固件型式。清点锚杆及锚固件数量。

2.2.1.5 进行施工放线，定出挡土墙、桩基线和各个锚杆孔的孔位，锚杆的倾斜角。

2.2.2 施工工艺（水作业钻进法）

土方开挖→测量、放线定位→钻机就位→接钻杆→校正孔位→调整角度→打开水源→钻孔→提出内钻杆→冲洗→钻至设计深度→反复提内钻杆→插钢筋→压力灌浆→养护→裸露主筋防锈→上横梁→焊锚具→锚头锁定。

2.2.3 质量控制

2.2.3.1 钻孔要保证位置正确，要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度)，防止高低参差不齐和相互交错。

2.2.3.2 钻进后要反复提插孔内钻杆，并用水冲洗孔底沉渣直至出清水，再接下节钻杆。

2.2.3.3 钢筋使用前要检查各项性能，检查有无油污、锈蚀等情况，如有不合格的，应进行更换或处理。

2.2.3.4 注浆管使用前，要检查有无破裂堵塞，接口处要处理牢固，防止压力加大时开裂跑浆。

2.2.3.5 拉杆应由专人制作，钻孔完毕应尽快地安设拉杆，以防塌孔。

2.2.3.6 在灌浆前将管口封闭，接上压浆管，即可进行注浆，浇注锚固体。

2.2.3.7 灌浆是土层锚杆施工中的一道关键工序，必须认真进行，并作好记录，灌浆材料用水泥浆，水灰比为0.45，水泥浆液的抗压强度应大于25Mpa，塑性流动时间应在22s 以下，可用时间应为30-60min，整个浇注过程须在4min 内结束。

2.2.3.8 灌浆压力在0.4Mpa～2Mpa之间，宜采用封闭式压力灌浆和二次压力灌浆，有效提高锚杆抗拔力。

2.2.3.9 注浆前用水引路、润湿，检查输浆管道，注浆后及时用水清洗搅浆、压浆设备及灌浆管等，注浆后自然养护不少于7d。

2.2.3.10 遵循分段开挖、分段支护的原则，施工中对锚杆或土钉位置，钻孔直径、深度及角度，锚杆或土钉插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度、锚杆或土钉应力等进行检查。

2.3 锚喷护壁施工工艺及质量控制措施

2.3.1 制锚：锚杆体为Φ22 钢筋，钢筋搭焊长度≥5d，双面焊。

2.3.2 开挖：喷锚网支护的特点是边开挖边支护，分层分段开挖。

2.3.3 钻孔：用空气冲击钻成孔，孔径大于14cm，孔深允许误差-20cm，打设角一般为3～8，孔位遇障碍物时允许变动。

2.3.4 注浆：配比为水：水泥=1：0.45，并加三乙醇胺0.3‰，注浆压力大于0.5Mpa，水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。

2.3.5 修坡面：注浆后进行修坡面，使坡面平整，严格控制坡面到地下室墙体距离。

2.3.6 编网及焊接：网筋 Φ6@300×300，加网孔间距50×50mm 钢丝网，网筋搭焊长度≥10cm，多于3个焊点。

2.3.7 喷射混凝土护面：普通42.5号水泥、中砂、碎石(粒径小于15cm)，配合比：水泥：砂：石：水=1：2：2：0.4，混凝土强度 C20，喷射前坡面作喷射厚度标记，喷射混凝土面层厚度为5cm，喷射混凝土面层每天浇水养护2～3次，养护7天。

2.3.8 开挖下层：开挖下层土方时间与上层喷射混凝土强度、注浆强度、地质条件，边壁位移量有关，一般上层混凝土面层喷射24～36小时后方可进行下层开挖。

2.4 砖砌挡土墙施工要点

施工工艺。抄平放线（绑扎构造柱钢筋）→试摆砖→立皮数杆→组砌、清理→构造柱模板安装、浇混凝土→圈梁和压梁模板安装、钢筋绑扎、浇混凝土。

质量控制。材料质量符合要求，灰缝横平竖直，砂浆饱满，厚薄均匀，砌块上下错缝，内外搭砌，接茬牢固，墙面平整垂直；水平及竖向灰缝宽度一般为10mm，控制在8～12mm，水平灰缝砂浆饱满度不低于80%，竖向灰缝砂浆饱满。

3 结束语

工程采用混凝土灌注桩、锚杆、钢丝网、喷射混凝土相结合的联合支护方式，最大限度地利用边壁土体的自稳能力，使结构处于最佳受力状态。特别是在周边环境复杂的情况下，因所需设备简单、所需场地较小而具有较大的优越性。实践证明，工程施工效果良好，取得了良好的经济效益。

[1]李钟.深基坑支护技术现状及发展趋势[J].岩土工程界，2004,(1).

[2]高大钊，陈汉忠等.深基坑工程[M].北京：机械