基坑支护工程设计与施工要点

于 娟，孙志全

1.山东省鲁北地质工程勘察院，山东 德州 253015

2.山东省地矿工程集团有限公司，山东 济南 250014

1 工程概况

拟建保利海德公馆工程场地位于济南市历城区祝舜路南侧，西侧为佳宝路，东侧为辛祝路，南侧为富翔天地20#、21#楼。本次支护地段为该工程B1地块基坑。基坑西侧为拟建B2地块；基坑北侧为三八祝舜路， 基坑东侧为砖混结构4-5层楼房及单层生产车间；南侧为规划路。场地地面绝对标高大致30.10m左右，地面起伏较大。基坑开挖深度为7.6m左右。为了保证基坑开挖及施工期间有干燥及安全的施工环境，并保证周边环境不受基坑开挖影响，需对该基坑进行支护。

2 支护方案

基坑边坡安全等级：二级，基坑重要性系数取1.0。基坑支护为临时性工程，设计使用时间为1年。

基于安全、经济、合理的原则，采用支护方案如下：场地北、东部地段场地狭窄，可施工土钉墙支护；场地南、西部地段空间广阔，可以放坡支护，坡面施工挂网喷浆维护。在基坑北、东两侧施工单排直径550mm三轴水泥土搅拌桩作止水帷幕，桩长10.0m。

材料：所有材料施工前提出试验报告验收合格后方可使用，除说明外，钢筋：φ-HPB235级，φ-HRB400级；水泥：32.5普硅水泥。

喷射钢筋混凝土面层厚度50mm～80mm，挂单层φ6@250×250的钢筋网，土钉之间插入500mm长φ18钢筋作固定面网用；面层采用C20细石混泥土；土钉采用φ22钢筋或采用φ48mm无缝钢管（壁厚4mm），长度4m～5m；土钉水平间距2.0m，垂直间距1.5m；土钉倾角控制在15°～20°。采用机械或人工成孔，直径90mm～110mm，孔内注浆材料采用水泥浆，水灰比为0.5，分二次注浆。坑顶外翻1.50m作水泥砂浆护顶。注纯水泥浆，一次注浆初凝后进行二次注浆，水灰比为0.5。

止水帷幕采用三轴水泥土搅拌桩，桩径550mm，有效搭接厚度150mm，采用32.5普通硅酸盐水泥做固化剂，桩体通身复喷，第一遍喷灰50kg/m，第二遍喷灰20kg/m。

3 施工要点

3.1 水泥土搅拌桩止水帷幕

开工前，首先选一开阔地，按桩距550mm定出10个桩位，然后钻机钻孔，深7.0m，设备就位以上述参数进行搅拌试验，试验结束后10天，沿试验方向进行了断面开挖，开挖断面显示桩体搭接良好，墙体厚0.55m。根据实验情况，为确保旋桩间的咬合，桩的垂直度精度必须控制在0.5‰以内，引孔孔位误差小于2cm，才能保证桩间的咬合，否则可能会引起渗水。针对实际情况，采用全站仪精确放出钻孔位置，然后再进行钻孔施工，通过采取以上措施，保证了工程的顺利进行。但值得注意的是，必须确保全桩长上下至少再重复搅拌一次。

搅拌桩必需控制水灰比在0.45～0.55 范围内，水灰比过大成桩后影响桩的强度。施工现场必须有定量容器，按要求的水灰比加水和水泥，罐内搅拌水泥浆时间不能少于3min。

喷浆必须连续进行。喷浆时下搅速度控制在1 m/min，转速60 r/ min，喷浆压力1.0MPa～1.4MPa，喷浆量30 L/min。供浆中断，应及时通知操作者，再喷浆时应下放到喷浆位置以下0.5 m，以防止出现断桩现象。严禁加水下搅施工。遇到硬层，下搅困难，可采取加水泥浆下搅，或增加搅拌机自重，然后启动加压装置加压。绝对不允许全程加水下搅施工。

3.2 基坑降水

降水井成井后必须及时进行洗井且达到“水清沙净”为止，否则易造成水井与含水层联通不好，达不到降水效果。降水时一是必须保证抽水设备正常运行，且多配备部分抽水设备；二是确保供电，必要时工地备用一台发电设备；三是加强巡视和水位观测，及时掌握水位变化情况。

3.3 基坑开挖

基坑的开挖深度和进度，必须受到一定的控制。因为若开挖进度过快，就意味着边壁（坡）的加荷速率过大。施工加荷速率对土体的变形和强度的影响是比较显著的。开挖过快，加荷速率过大，边壁土体可能产生塑性流动，进而边壁土体强度降低，边壁变形增大，严重时可能使边壁产生失稳破坏。如果严格控制开挖进度，在土钉充分发挥效力的同时，边壁软土层逐步固结，强度逐步增长，这样不但可防止基坑边壁失稳，而且可减少边壁变形。开挖后作业面裸露时间越短越好。为防止支护前作业面变形失稳，应分层开挖，开挖深度不大于4.0m。

3.4 土钉施工及挂网喷浆

土钉墙的施工技术是一种由上而下分步修建的过程，可按下列顺序进行∶按设计要求开挖工作面，修整边坡，埋设喷射混凝土厚度控制标志;喷射第一层混凝土;钻孔安设土钉、注浆、安设连接件;绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土;设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。

1）钻孔前根据设计，定出孔位，作出标记。孔径90mm～110mm.钻孔底部的偏斜尺寸不得大于杆的3%；

2）土钉水平方向孔距偏差不得大于50mm，竖直方向孔距偏差不得大于100mm.杆体钢筋应平直，除油、除锈。土钉沿轴线方向，每2m采用Φ6.5钢筋做对中支架，以保证杆体在孔中央。安放杆体时，应防止杆体的变形。注浆管随杆体一同放入。注浆管距孔底宜为50mm～100mm；

3）注浆液应搅拌均匀，随搅随用，应在初凝前用完。注浆时当能看到孔内的浆体时，可边注浆，边缓慢地拔出注管，且注浆管始终不得露出浆体。注浆压力不小于0.3MPa～0.5MPa注浆到孔口时，应停注封孔。当浆体凝固后，不能充满锚固体时，应补浆。

4）外网与杆连接要牢固，钢筋网采用Φ6.5＠250双向钢筋，接头搭接＞300mm，用扎丝绑扎牢固，纵向钢筋插入土中长度应500mm。

5）喷射面板厚度为50mm～80mm，在工作面情况不好时可进行初喷。采用干喷法，采用32.5 普通硅酸盐水泥，骨料为中砂和粒径为5mm～10mm的碎石，砼强度＞C20，水泥：砂：石：水=1：2：2：0.5，掺速凝剂10%；喷射枪头处的工作风压保持在0.3MPa；喷头应尽量与受喷面保持垂直，减少回弹及砼流淌现象。在面板上应2500×2500间隔留置一个100×100的泄水洞。

4 基坑变形监测结果

为了确保基坑支护结构、边坡的安全。在基坑施工过程中，对边坡进行位移监测。监测点的设置在基坑变形最大的坡顶，共设置16处，观测频率一般2天/次，每层土开挖前后的必须观测，变形异常或雨季等特殊情况下加密观测频率，基坑正常使用期间且变形趋于稳定时，每两周观测1次。经90多天监测，最大沉降12mm，最大水平位移为16mm，并在雨季经受住了大雨的考验，保证了工程施工的安全。

5 结论

土钉支护工程与土方开挖是密不可分的，相互之间的良好配合尤为重要，不仅可以缩短工期，减少工作量，还可以达到安全施工的目的。近年来，随着施工技术和施工条件的发展，深层搅拌水泥土桩的应用范围越来越广泛，除了作为一种复合地基使用之外，更多是作为一种经济型的基坑围护结构得到推广。将基坑围护结构和基坑施工及周围环境的保护作为一个统一的整体进行设计和施工，并在实施过程中进行严密控制协调。

[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[2]余志成，施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.