多种支护体系施工综合技术的应用

赵霄剑

(太原市建设工程质量监督站，山西太原 030009)

0 引言

随着土地资源在城市中越来越珍贵，城市可利用土地周围环境和地质状况也变得越来越复杂，为了保证施工安全，高层建筑深基坑采用的支护形式也不再是原来简单的自然放坡、土钉支护、锚杆—喷射混凝土。多种支护体系的联合运用在高层建筑深基坑支护中得以体现。

某棚户区改造项目3号、4号、5号、6号楼施工场地狭小，3号、4号楼南侧紧邻施工高压电线，4号、6号楼东侧距未拆迁棚户居民不足6 m，5号楼北侧距排水渠7 m，东侧距某医院土坡围墙最小距离2.6 m，且围墙与地面高差8 m，基坑深度8 m，各楼之间为连通的地库，由于建设方的要求，需先施工主楼再施工地库，现场道路和材料加工场地需在待建地库上设置。整个基坑工程异常复杂，根据现场情况该工程有自然放坡钢丝网喷护，土钉支护，型钢桩+锚杆+喷射混凝土支护，灌注桩、冠梁、预应力锚索、锚杆钢筋网喷射混凝土以及搅拌桩+锚杆钢筋网喷射等多种支护体系。

1 型钢桩+锚杆+喷射混凝土支护体系

3号、4号楼之间施工道路宽6.5 m，为重要施工道路，有钢筋运输车、混凝土罐车等重型车辆通过，要求安全系数较高，基坑深度7 m，考虑以上工况，道路两侧的支护形式为型钢桩+锚杆+喷射混凝土面层和部分锚杆—喷射混凝土面层，如图1，图2所示。

图1 支护示意图

施工中采用20a工字型钢，长度9 m，间距1.4 m，用压桩机压至设计标高。工字钢伸入钢筋混凝土面层中;垂直度允许偏差1%。

1.1 型钢压浆桩施工工艺流程

测量放线→桩位定点→压桩机就位→质检定孔位开孔→吊放工字钢、压型钢至设计标高→验收成桩。

图2 施工道路两侧支护图

1.2 主要操作要点

1)压桩机就位。

设备进场前做到型钢制作场地的平整和充足;放测桩孔的位置，并用钢筋钉入土层中作好标记;为施工便利，根据现场情况开挖沟槽;压桩机就位后，做到压桩机平稳牢固。

2)压桩。

将制作好的型钢吊放在压桩机附近;压桩机吊起型钢，在放好的桩位上压型钢，直至设计标高。

2 钢筋混凝土灌注桩+冠梁+预应力锚索支护体系

5号楼地库基坑东侧紧邻某医院基坑，开挖边线距医院围墙2.6 m，医院与施工场地高差达8 m，基坑类别为一类，由于场地狭小，基坑施工中采取垂直开挖，基坑工程的安全就显得尤为重要，所以在基坑东侧紧邻医院处基坑采用的支护形式为钢筋混凝土灌注桩+冠梁+预应力锚索支护体系和部分锚杆—喷射混凝土面层。

2.1 灌注桩施工工艺流程

桩位确定后机械就位→十字线定桩位→埋设护筒→钻孔→清孔→安放钢筋笼→安装导管、漏斗→灌注混凝土→拆除导管和漏斗，拔出护筒→机械移位进入下根桩施工。

2.2 主要操作要点

1)机械就位:桩机底务必安平放正，用水平尺校正，钻杆垂直地面。

2)十字线定桩位埋设护筒。

3)钻孔:开机前护筒内填入适量粘土并加水，使开机就能造出泥浆护壁和护筒连成整体。刚开钻应慢进尺，使孔口形成圆滑，密实，直顺状态，当钻头全部进入护筒后再正常钻进。

4)清孔:清孔后开灌前泥浆比重一般控制在1.1以内。孔底沉渣应小于规定要求的10 cm。

5)安放钢筋笼:钢筋笼加工按图纸要求进行。入孔时要扶稳、直顺、缓缓放入孔中，防止碰撞孔壁，放到设计标高后在孔口予以固定。严禁下放钢筋笼过程中强扭硬压造成损坏。

6)安装导管、漏斗。

7)灌注水下混凝土。

2.3 冠梁施工工艺流程

开挖桩间土→凿除桩顶浮浆→绑筋→支模→混凝土浇振捣→覆盖浇水养护(冬季覆盖棉被)。

2.4 主要操作要点

1)支模:按设计要求的冠梁断面尺寸支模，桩顶以上露出的钢筋长度不小于设计要求。

2)绑筋:构造配筋梁断面尺寸应符合设计要求。支撑点要严格按图纸设计要求定位。

3)梁施工时两根振动棒应成对角共同振捣，以防止漏振;振捣时必须派专人看护模板，以便能及时处理影响施工质量的意外情况。

2.5 锚索施工工艺流程

锚索成孔→锚索、注浆管制作安装→注浆→锚索张拉锁定。

2.6 主要操作要点

1)锚索成孔。

采用清水钻孔，套管跟进工艺，采用隔一打一的跳打法施工。锚杆孔口标高要符合设计要求。保证孔位偏移在规范要求的范围内，孔位竖向偏移过大，会使腰梁安装不在同一水平上，并且使腰梁高低不平，甚至无法安装，直接影响支护结构共同受力，相互协调作用。

2)锚索、注浆管制作安装。

a.钢绞线自由段涂黄油，再用PVC塑料管加套，在钢筋外再用波纹塑管加套，并与自由段末端捆扎严实，保证自由段钢筋在预加应力时自由拉伸。

b.注浆管用两根，一次注浆管附在支架外侧，二次注浆管放在支架中间，注浆管端部距孔底距离不大于500 mm。

c.锚索钢绞线长度为设计有效长度(锚固段+自由段)+找平层厚度+张拉设备工作长度，切记不可因下料长度不够，无法张拉。张拉锁定后，其预留钢绞线不能裁掉。

d.二次注浆管上的出浆孔必须用防水胶带缠封牢，以确保达到封水作用。制作好的钢绞线和注浆管在置入孔中前(搬运到孔口处)要作无压闭水试验。确认不漏水后方可置入孔中。

3)注浆。

预应力锚索应用二次高压注浆工艺。一次注浆充满后，二次注浆与一次注浆的间隔时间，规范要求满足一次性注浆体达到5 MPa的时限，经现场试注后，确定一个合理的间隔时间。二次注浆成功的标准是:孔口不冒浆。

4)锚索张拉锁定。

a.规范规定注浆体强度达到15 MPa时，方可进行张拉锁定。无经验时，应进行纯水泥浆固结体强度试验(与施工相同的环境条件)，每根锚索张拉锁定均要分级张拉。

b.预应力锚索张拉要按规定程序进行，张拉设备使用前，应到有资质的单位对张拉机进行鉴定，为避免相邻钻孔应力锚索张拉的相互影响，张拉要间隔进行。

3 深层水泥土搅拌桩和部分锚杆—喷射混凝土面层支护体系

5号楼基坑北侧场地狭小，且靠近河道，地下水位较高，施工时选择垂直开挖，基坑类别为一类，基坑工程的开挖过程中还特别注意地下水对基坑安全的影响，搅拌桩不仅可以保证基坑安全，还可以兼当止水帷幕降低地下水的影响。所以在基坑北侧采用支护形式为搅拌桩和部分锚杆—喷射混凝土面层支护体系。深层水泥搅拌桩(浆喷)桩径500 m，间距350 mm，四喷两搅工艺，32.5矿渣硅酸盐水泥，每米水泥用量60 kg。桩身强度2 MPa。约1 226 根，桩长13.5 m。

3.1 搅拌桩施工工艺流程

桩机就位→制浆→钻入喷浆到桩底标高→提升喷浆到桩顶标高→复搅钻入到桩底标高→复搅提升到桩顶标高→清洗→桩机移位。

3.2 主要操作要点

1)桩机就位:桩机务必安平，桩尖对准桩位，钻杆垂直。

2)预搅下沉，破碎土体。如果遇到土层较硬或者下沉太慢，可适量冲水。

3)制配浆液:待搅拌机下沉到一定深度时，即按照设计水灰比配制灰浆，在送前必须不停搅拌，防止浆液离析。

4)提升灌注搅拌:待搅拌机下沉到距桩底标高500 mm时，开启灰浆泵钻进到设计桩底标高后边喷浆，边搅拌提升，工程桩提升至保护桩顶标高，关闭灰浆泵。速度用慢速挡约1 m/min。

5)重复下沉:工程桩当搅拌机提升至桩顶标高，关闭灰浆泵，重复下沉搅拌，使浆液与土体搅拌均匀，下沉速度约为1.6 m/min。

6)重复喷浆提升:待下沉至设计深度时，开启灰浆泵，将余浆注入地基中，并且边喷浆，边搅拌，边提升至设计桩顶标高，控制提升速度约为1 m/min。

7)冲洗系统:冲洗灰浆泵和输浆管系统，直到基本干净，并清除钻头上粘附的软土。检查钻头，如有磨损及时更换。

8)移至新桩位，重复以上工艺。

4 结语

本工程所采用的多种支护体系施工完成后，通过对基坑顶、坡面、地表和周围建筑物的变形情况监测，未发现开裂、位移较大等异常情况，保证了基坑安全和正常施工;通过本工程深基坑采用的多种支护体系的施工方法、施工工艺以及应用效果，为类似工程提供参考。

［1］ GB 50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范［S］.

［2］ GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范［S］.

［3］ JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范［S］.

［4］ JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范［S］.

［5］ JGJ 120-99，建筑基坑支护技术规程［S］.