基坑支护方案优化设计及施工技术应用

连三杰

北京城建九建设工程有限公司，北京 100039

摘 要 随着经济社会的快速发展，我国城市基础建设规模逐步扩大，高层建筑、地下建筑等工程越来越多。为节约地上空间，节省土地，必须对地下空间基坑工程充分利用，使得基坑工程施工问题在技术和经济上对整个建筑施工具有至关重要的作用。基坑支护技术是基坑施工的辅助工程，其施工技术水平的高低将直接影响到工程建设整体质量。为此，本文结合具体工程案例，对基坑支护工程施工方案设计及施工工艺进行了分析与探究。

关键词 基坑支护；工程案例；施工工艺

中图分类号 U2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）13-0086-03

1 工程案例分析

本建筑工程为体育中心二期平台工程，位于内蒙古赤峰市体育中心体育馆和体育场中间，地上1层，地下1层为地下车库，30 000m2总建筑面积，属于框架结构，拟采用独立柱基。与结构外墙相距4.5m位置有独立结构柱两个，住基础尺寸为7.2m×7.2m，4.2m为埋设深度，18 000kN为基础底平均压力。按照施工现场地质勘察情况分析，本施工区域地质条件一般，无较大岩性变化。按照由上到下的顺序地层土质情况如表1所示。

2 基坑支护方案优化设计

本工程±0.00=508.800m，基础底板标高分别为-4.200m与-12.100m，相应的基坑开挖深度为4.20m与12.10m。由于距离基坑边坡存在结构柱基础，本基坑侧壁安全等级按一级考虑。

该工程±0.00=508.800m，基础底板标高为-4.200m，则相应基坑开挖深度为4.20m；基础底板标高为-12.100m，相应基坑开挖深度为12.10m。因结构柱基础存于基坑边坡周围，可以一级标准作为本工程基坑侧壁安全等级。根据施工现场实际情况，基坑四周可选取桩锚支护法进行施工，基坑东西侧桩锚支护参数一致，都选取护坡桩φ1000@1500，15m为其桩长，混凝土强度等级为C30，50mm为钢筋笼主筋保护层厚度。同时进行2排锚杆安设，1.5m为水平间距，17m为锚杆长度，150mm为其直径。

选取桩锚支护用于基坑南北侧施工，选取φ800@1500护坡桩，13m为其桩长，C25为混凝土强度等级。要求进行1排锚杆安设，1.5m为水平间距，14m为锚杆长度，150mm为锚杆直径。具体排桩支护如图1所示。

根据工程所需，应预留施工肥槽100mm。同时，因水平剪力较大，基坑边坡顶外结构柱基将受到极大影响，为确保结构柱基具有良好稳定性，需充分连接基坑南侧冠梁和结构柱基，形成一个良好整体。

将人工挖孔桩成孔工艺用于护坡桩施工，且做好护壁作业。具体参数为：100mm为护壁厚度、C25为护壁混凝土强度，桩内径控制在1 000mm以内，外径则控制在1 400mm以下。相隔1m设置一节护壁，并将钢筋网片设置到护壁内侧。根据施工工程量具体情况，需14根直径1 000mm桩，C30混凝土工程量为186.9m3。需22根直径800mm桩，C25混凝土工程量为1 743.8m3。

3 基坑支护施工准备

3.1 施工机械准备

施工中所需的机械设备主要有全站仪、吊车等，在充分了解工程实际情况的基础上确定所需设备的规格和数量，确保所选择的设备能够满足工程施工的要求，并由专门的操作人员检验设备的使用性能和各项参数。提前储备易损零件，防止在施工中出现机械故障。根据本工程实际情况，拟投入机械设备如表2所示。

3.2 技术准备

施工前期，应组织施工技术人员对施工图纸及设计资料等进行全面了解，准确掌握设计意图。且按照施工现场地质情况，做好勘察工作，合理确定施工范围及水准控制网布设，做好各项施工技术交底工作。

4 基坑支护施工工艺

4.1 人工挖孔桩

1）成孔。根据设计要求，准确将桩位线放出。待桩位检查无误后，即可进行人工挖孔桩施工。成孔施工中，选取辘轳提升设备，工作循环高度控制在1m以下，挖设深度1m即可进行钢筋混凝土护壁施工，且将钢筋网片设置到护壁内侧，选取弯钩进行上下两节护壁主筋搭接，150mm为搭接长度，以拱形钢模板对拼法用于护壁施工。C25护壁混凝土强度，50mm以上控制两节护壁搭接长度，开挖下一节时无需拆除上一节护壁模板，待混凝土强度满足设计强度要求后，即可将模板拆除，保证施工顺序完成。

2）挖孔施工。挖孔施工前，需对桩孔周围情况进行详细调查，避免出现燃气渗漏等问题，如出現渗漏情况需采取科学有效的措施予以处理，待检测孔内安全后，即可开挖桩孔。选取鼓形吊桶进行土石方吊运施工，相比吊桶高度，土石方应低出5cm～10cm，且将防脱钩设施安装到吊钩上。上下运送吊桶时，严禁人员在吊桶垂直下方活动，应站在安全护板上。在与孔口边缘2m以上位置堆放孔内运出的土石方，并集中向场外指定位置堆放。禁止在孔口附近2m范围内堆放任何物品，如工具、器材等。孔深在8m以上时，则需做好照明、通风及防讯等工作，孔内作业不得在阴雨天施工，并将桩孔覆盖，避免桩孔内灌入地表水。

3）护壁施工。如在较为疏松的土质上设置桩孔，需选取混凝土护壁，1m为各节护壁圈高度，且在50mm以内控制两节搭接长度，100mm以内控制混凝土护壁厚度，如蜂窝、漏水等问题存于护壁内，则需及时找出原因做好堵塞、导流施工。如施工过程中出现塌方，应选取砖砌外模+钢筋的方法用于塌方位置，随后钢内模支护及混凝土护壁灌注施工。要求在24h以上控制混凝土灌注到拆模的间隔时间，如塌方过于严重孔壁成孔难度较大，则可选取沉管法施工。

4）灌注混凝土。选取商品混凝土浇灌桩进行施工，要求连续不间断浇灌施工，如必须分次浇灌，需在1h以内控制间隔时间，防止出现断桩问题。混凝土灌注施工过程中，需在180mm～220mm之间控制坍落度，且在1.5m以内控制灌注高度，振捣施工以振捣棒为主，要求严格按照灌注—振捣—压实顺序施工。在气温、湿度等条件适宜的情况下，需做抗压强度试验，以此为施工质量控制提供有利条件。

4.2 预应力锚杆

1）钻孔施工。钻孔施工前，应严格按照设计要求及土层条件，将孔位准确定出，并做好标记工作。钻机就位后，应保证其具有良好平稳性，导杆、立轴和钻杆倾角相同，且在同一轴线上。钻进施工中，需充分了解钻进参数，相比锚杆设计长度，钻孔深度应多出30cm～50cm之间，并对钻进速度进行有效控制，避免各类孔内事故发生，如埋钻、卡鉆等。完成钻孔作业后，即可清理干净孔底沉渣，直到孔口有清水溢出。

2）锚杆杆体组装及安放。根据设计要求进行锚杆制作，保证锚杆始终位于钻孔中心位置，并将定中架、隔离架设置到锚杆杆件位置。锚杆参数如表3所示。同时选取塑料布包裹杆体自由端，并选取铅丝绑扎锚固体连接位置。锚杆杆体设置时，应避免出现杆体弯曲现象，随着锚杆注浆管也向孔内放置，杆端和孔底之间的距离可控制在50mm～100mm之间，且保证杆体放入角度和钻孔倾角相同。

3）注浆施工。采用BW200泥浆泵孔底压力注浆，严格按照设计要求进行注浆材料的确定，通常可选取水灰比0.38的水泥砂浆，特别情况下，需将相应外加剂添加到注浆液内。要求均匀拌和浆液，过筛，在初凝前使用完全部浆液，保证注浆管通畅。浆液通过砂浆泵、压浆管向孔底部位输送，当浆液从孔口溢出后即可停止施工。如浆液硬化后锚固体无法充分填充，需及时做好补浆作业，且在计算量以上控制注浆量，1.1～1.3之间为其充盈系数。注浆时，灌注与注浆管拔出作业可同时进行，且在浆面下方设置管口，注浆施工中确保注浆管可上下自由移动，当孔口有浆液溢出后即可完全拔出，套管拔出后，应避免将钢筋带出。完成上述作业后，即可清理干净裸露的钢筋，且做好保护工作。

4）张拉锁定。锚杆张拉施工前必须详细标定张拉设备，当锚固体混凝土强度在65%以上时，即可开始张拉作业。正式张拉锚杆前，可选用0.1—0.2倍设计轴力值，进行1、2次预张拉施工，保证所有部位紧密接触，杆体平直。

锚杆向1.0倍设计拉力张拉时，砂质土为土质的情况，张拉保持时间控制在10min左右；土质为粘性土时，张拉保持时间控制在15min，随后向锁定荷载值卸载并做好锁定工作。如此时预应力损失并不显著，即可进行补偿张拉施工。

5 结论

综上所述，近年来，基坑支护施工技术的应用与发展，大大提升了房屋建筑的质量。同时，通过新型材料及施工技术的应用，最大限度减少了对周边环境的影响。在具体施工过程中，应充分了解不同施工技术特点，结合工程实际情况选取最佳施工技术，掌握施工技术标准，制定切实可行的设计方案，为具体施工操作提供积极的指导作用。同时组织相关培训，使施工人员充分掌握操作规范，尽量减少人为操作失误，从整体上提高工程稳定性，延长使用年限，实现建筑质量提升的根本目的。

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