浅论深基坑支护

宋 炜

烟台富海怡景花苑职工住宅建设指挥部，山东 烟台 264000

随着城市建设步伐的不断加快,城市建设用地日益减少,使得我们更多地向高度上寻找发展空间。建筑高度越高，随之而来的是基坑深度越来越深，并且很多建筑工程基坑边坡紧邻建筑物，使得深基坑支护的安全性变得尤为重要。

2010年施工的烟台富海怡景花苑工程，地下室一层， 29600m2，±0.00相当于黄海高程-0.60m，场地原自然地面高程为3.2m，基坑开挖深度车库为5.4m，主楼为5.75m，按建设部建质[2009]87号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定属深基坑范畴。并且开挖范围内以粉细砂为主，常年地下水位高，造成基坑开挖难度增加，为解决此问题，分别从设计、施工、使用三个角度进行控制，最终达到理想的支护效果。

1 深基坑支护的设计

1.1 场地情况说明

项目设计地下车库为整体式，且占地面积达到总用地面积的73%，东侧距离围墙10m（围墙外3m处有一排楼房，均为浅基础），西侧距离铁路货物高站台8m，北侧距离围墙17m。因此，基坑的支护设计必须充分考虑到施工期间场地的布置。

1.2 项目的地质勘察情况

深基坑支护的设计，应满足经济性及合理性双重要求，必须依据工程岩土工程勘察报告进行。在项目方案设计批准之后，进行了详勘工作。地质分层情况具体如下：1）杂填土，2）细砂，3）粉细砂，4）淤泥质粉质粘土，5）粉质粘土，6）粉质粘土，7）中砂，8）粉质粘土，9）粗砾砂，10）全风化云母片岩，11）强风化云母片岩。稳定水位深度在0.7m～1.4m之间。

1.3 方案设计

在方案设计阶段，根据以往类似工程的深基坑设计，做出两种方案作为备选方案，第一种为排桩锚杆支护，水泥搅拌桩作止水帷幕；第二种为西侧排桩锚杆支护，其余土钉墙支护，水泥搅拌桩作止水帷幕。备选方案确定后，邀请烟台市有相关经验的两位专家与指挥部、监理、施工单位共同对方案从经济角度、适用性角度进行比较，最终确定采用第一种方案。排桩支护采用钻孔灌注桩，桩径650mm，桩距1500mm～1800mm，桩长16m～18m，钻孔灌注桩顶部设650×600冠梁一道作连结。在相邻两个钻孔灌注桩之间冠梁下设置锚杆一道。水泥搅拌桩桩径为500mm，相邻桩间咬合200mm，在东西两侧对水位要求较高的部位，采用三排，南北两侧采用两排，桩底进入相对隔水层第5）层粉质粘土层不小于1m～1.5m，桩长15m～16m。

2 深基坑支护的施工

2.1 钻孔灌注桩的施工

本工程排桩设计为钻孔灌注桩，采用CFG25型长螺旋打桩机，施工时螺旋桩机钻孔至设计标高后，通过卷扬机上提钻杆取土，同时砼泵通过中空钻杆向孔内泵入超流态细石砼成桩。砼采用水下灌注砼配比，标号为C25。现场使用商品砼，砼坍落度控制在160mm～200mm，灌注时采用HBT-40A型砼泵向桩孔内直接泵送。

钻孔灌注桩施工中控制事项：

1）测量放线位置必须准确，且对桩位要有保护，以免产生位移；

2）钻机就位后，技术人员必须对桩位进行复核，确认无误后方可进行钻孔；

3）商品混凝土在工地现场按规定进行验收，每车均应核对随车单据，与设计相符后方可用于工程当中；

4）桩基钢筋笼的制作、安装应符合设计、施工规范要求；

5）钢筋笼吊运要竖直，须平稳放入刚施工完的桩孔中，保持骨架完好，在震动沉入过程中也必须保持竖直，嵌入冠梁中的锚固钢筋长度应满足设计要求，不得小于规范的最小锚固长度要求。

2.2 锚杆的施工

本工程设计为钢铰线锚索，入射角15°～20°，锚索总长度17m，自由段长6m，配2φS12.7钢铰线，锚索预加力值为100kN。锚固体一次注浆浆液及二次高压注浆均为M25纯水泥浆，水灰比为0.5，水泥采用42.5R复合硅酸盐水泥。腰梁采用2根14#槽钢。

锚杆施工控制事项：

1）钻孔过程中要保证位置正确，要随时注意调整好锚孔位置。钻孔时要根据不同地层随时调节钻机回转速度，钻孔孔深应比设计深度长0.5m左右；

2）钢绞线使用前要检查各项性能，检查有无油污、锈蚀、缺股断丝等情况。一次和二次注浆管与锚索一并安设，安设长度应大于锚杆长度的95%，且不得超深，注浆管接口处要处理牢固；

3）锚索安装前要检查导向帽、箍筋环及定位托架是否准确牢靠，锚杆自由段外加PVC软管，软管长度不能超过自由段，PVC软管靠锚固端需堵塞牢靠；

4）第一次注浆至孔口溢浆，注浆压力为0.4MPa左右。第二次注浆时间根据试验孔试验确定，一般应在一次注浆24小时以后进行，压力在2.0MPa～2.5MPa之间。注浆后自然养护不少于7天，待强度达到设计强度等级的85%以上，方可进行张拉工艺；

5）按顺序对注浆强度达到设计要求的锚杆进行预应力张拉，张拉实行双向控制，以油压表为主，以伸长量进行校核，并控制在-3%～+6%之内；

6）在钻孔、注浆、高压注浆、锚杆（锚索）张拉过程中派专人管理并作详细的施工记录，并在每道工序完成后，经监理检查签认后方可进行下道工序的施工。

2.3 止水帷幕的施工

本工程设计为水泥搅拌桩止水帷幕。但实际施工时发现地质情况与地质报告中稍在差距，经设计现场确定变更为高压旋喷止水帷幕。采用三重管施工工艺成桩，主要工作原理是利用高压射流水，对地层进行切割，将地层按设计要求切割成一定形状的地坑，同时进行灌浆，边切割边灌浆，水泥浆液在地坑形成水泥土圆柱体，达到加固地基和止水防渗的作用。

1）桩机就位：按照设计桩位平面图仔细复核放样桩位与距离，经过复测无误后安放钻机；

2）施工前，调试水泵、空压机、泥浆泵，使设备运转正常。高压清水泵压力表必须灵敏有效；

3）施工前应对钻杆长度进行校验。并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证桩体顶、底标高满足设计要求；

4）钻机造孔时，应调整钻机的垂直度，保证钻机的垂直度误差小于1%；

5）为防止相邻孔施工时有串浆现象，应跳孔施工；

6）采用P32.5普硅水泥作加固料，每批水泥进场必须出具合格证明，现场抽样外检，合格后方能使用；

7）施工现场配备比重计，勤量浆液比重。实行单桩定量加灰制，严格控制水泥用量；

8）供浆压力1.0MPa，水压力≥25.0MPa，气压力0.7MPa～1.0MPa，提升速度 0.15m/min；

9）喷浆过程应连续均匀，若出现孔内故障，提钻头出地表排除故障后，复喷接桩长度加深0.4m重复喷射，防止出现断桩；

10）喷射结束后，应用含水泥较多的冒浆回填孔口，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降。保证桩顶标高满足设计要求；

11）因地下孔隙等原因造成返浆不正常、漏浆时，应停止提升，原地静压注浆，直至返浆正常后才能提升。

3 深基坑支护的使用

当钻孔灌注桩、冠梁混凝土达到设计强度、锚杆经过质监站试验室检测通过且基坑内水位降至设计基底标高以下后，即可进入基坑土方开挖工作，深基坑支护也就进入了使用阶段。使用阶段应做好如下几方面工作：

1）为防止土方开挖期间，土方短期释放集中应力过大，对排桩及止水帷幕造成较大影响，每天开挖沿支护边连续长度不得超过20m；

2）因为高压旋喷止水帷幕所在处块石不可避免的存在，也就造成砼止水帷幕必然有漏水之处。对于较小的漏点，可使用市面常用的堵漏剂进行堵漏；对于较大漏点，可先填充棉絮之类物品，外侧使用木板固定在两侧排桩上；

3）自基坑开挖起，必须对基坑支护做好严密的监测，监测工作分为3部分：

（1）基坑支护的水平及竖向位移的监测

本项目冠梁总长度712m，在冠梁上设置观测点36个，土方开挖期间，每天至少保证一次观测，若达到报警值，每天增加一次观测，待支护变形稳定后改为三天一次，直至土方回填完成。本工程在基坑开挖期间，开挖当天开挖部位对应观测点的观测值大多稍微超过报警值，因此，我们每天进行两次观测，并通过绘制支护变形程度曲线方法，观察其变化趋势，发现基坑支护变形仅在第一天超过报警值，第二天就明显下降，第三天基本达到稳定状态。据此分析，开挖时土方短期释放应力过大造成排桩及旋喷混凝土止水帷幕的瞬间变形，待排桩与锚杆作用达到稳定时，基坑支护便不再发生变形。

（2）基坑外水位的监测

因临近建筑物均为浅基础砖混结构，为保证临近建筑物的安全，必须对基坑外水位进行监测。我们在基坑外共设置观测井8眼，设置原则为东西两侧靠近房屋建筑物处多设，必要时可作为回灌井使用。基坑外观测井水位监测同基坑内降水井水位测量一并进行，降水持续期间，每天上、下午各一次。

（3）项目临近房屋建筑物沉降的监测

本项目东侧既有楼房、西侧货物高站台离支护较近，基坑开挖后支护的变形以及降水均对房屋及建筑物有较高影响。为及时了解影响程度，唯一的方法就是对房屋建筑物进行沉降观测。观测可随基坑支护观测一同进行，后期观测频率可降为每周一次。

通过对深基坑设计方案的认真考虑、施工过程中工程质量的严密控制以及使用过程中的不断解决施工中的遗留问题，加强观测，烟台富海怡景花苑项目深基坑支护在使用过程中未出现质量及安全事故，既保证了新建建筑基础施工的顺利进行，又保证了周边建筑物的安全使用。