高层建筑深基坑水泥搅拌桩与锚杆组合支护技术的应用

陈荣河

（巨茂建设投资有限公司，福建 厦门 361000）

在高层建筑工程中，基坑支护施工技术直接影响建筑工程施工安全，并可能引起周围构建物沉降问题。受现场地质条件、施工条件限制，建筑基坑支护技术应结合基坑工程实际情况合理选择施工技术方案，保障基坑支护安全。本文以佳逸酒店工程项目为例，深入研究水泥搅拌桩与锚杆组合支护技术在建筑基坑工程中的应用，以期为建筑基坑支护施工提供有益参考。

1 工程概况

佳逸酒店工程项目位于福建省厦门市思明区，用地总面积约11 739.087m2。拟建一幢6层楼酒店、12栋别墅，地下2层，总建筑面积为42 070.81m2。基准标高黄海高程为6.90m，周围道路黄海高程为6.05m，低于基坑场地标高。以基坑周围道路标高为基准，地下室基础标高为-4.65m，基坑坑底标高为-5.75m，开挖深度为11.80m，属一级基坑。根据工程岩土勘察报告和水文勘测报告，本工程场地属海相淤泥质基础（如表1），地下水位为-1.5m，地下水含量较大，主要为上层滞水和承压水。

2 施工技术难点分析及支护方案设计

2.1 施工技术难点分析

本工程位于龙虎山路与曾厝垵北路交叉口东南侧，南侧均为居民楼，现场放坡条件不足，仅东侧可1:1放坡，其他基坑边坡接近于垂直。开挖土方为淤泥质土，堆放于基坑周围易出现淤泥质土滑动、流塑等问题，进而影响基坑边坡安全。本工程临近构建物、道路，为防止发生道路和构建物变形沉降，要求加强基坑支护施工。由于该工程地下水位较高，且施工期间处于厦门市多雨季节，降水、止水效果直接影响基坑施工安全。为确保工程基坑施工安全，经业主、设计单位和监理单位同意，采用深层水泥搅拌桩复合锚杆基坑支护技术。

针对工程场地现状和施工技术难点，工程基坑1/3深度以下至基坑底部采用冲孔灌注桩、水泥搅拌桩，冲孔灌注桩外侧采用三轴水泥搅拌桩，咬合抗渗形成止水帷幕和两道腰梁、锚索、上部冠梁形成支护体系，用于结构抗剪、抗挠和支撑受力，并与三轴水泥搅拌桩组合，起到桩间抗渗作用。基坑深度1/3以上部分采用锚杆支护，底板基础紧邻水泥搅拌桩6m被动区范围土层采用高压旋喷桩固化土层，起到压脚稳定作用。

表1 岩层土体特征及渗透系数

2.2 基坑支护方案设计

2.2.1 基坑1/3以下部分为冲孔灌注桩、水泥搅拌桩围护设计

水泥搅拌桩兼具基坑围护和止水帷幕的作用，阻止基坑周围地下水向基坑内渗漏，增强基坑边坡稳定性。水泥搅拌桩桩径为600mm，采用P·O32.5R普通硅酸盐水泥，按水灰比0.5～0.55拌制，水泥搅拌桩长度为12m，桩端进入全风化凝灰岩层。为确保基坑围护、支护结构质量，水泥搅拌桩采用“四搅四喷”施工工艺，水泥搅拌桩砂浆拌制时间大于10min，水泥砂浆静置时间控制在2h以内，相邻桩施工间隔小于24h，搅拌桩桩位偏差控制在50mm以内，垂直度偏差控制在1%以内。

2.2.2 基坑1/3以上部分为边坡锚杆支护设计

基坑1/3以上部分采用复合锚杆支护，自上而下共设置3道锚杆。锚杆垂直向间距为1.2m，水平向间距为1.2m（如图1），入孔角度15°，锚孔开挖深度0.2m，锤击孔径为48mm，锚杆伸入边坡长度为6～10.5m（如图2）。

图1 锚杆支护平面图

图2 锚杆支护剖面图

本工程以Ф48mm钢管制作锚杆，锚杆长度为6～9m，锚杆末端1m钻眼成花管，使用潜孔锤空压机压力锤击进入，管中间高压注浆，扩孔形成柱状体。注浆压力控制在0.6～0.8MPa范围内，灌注砂浆采用P·O32.5R普通硅酸盐水泥砂浆。砂浆灌注完成后稳压3～5min，确保砂浆填实劈裂缝。钢筋网采用200mm×200mm@8mm，加强筋沿锚杆方向布设，并采用搭接方式，搭接长度40d。坡面挂网后喷射混凝土，喷射混凝土厚度为15cm，混凝土强度等级为C20。锚固体强度达到设计值70%后，分层开挖下一层混凝土，并对该层混凝土进行喷锚支护，及时进行基坑集水井、排水明沟施工。

3 水泥搅拌桩复合锚杆支护技术要点

3.1 深层搅拌桩施工技术要点

本工程中，水泥搅拌桩施工工艺流程为：桩位测量—桩机就位—预拌下钻—喷浆搅拌提升—重复搅拌下钻—重复搅拌提升—提升至桩孔口—桩机移位。水泥搅拌桩施工技术要点：

（1）材料要求。水泥搅拌桩采用P·O32.5R普通硅酸盐水泥，检查每批次水泥出厂合格证和性能试验报告，严禁不同批次水泥混用。

（2）桩位测量。根据基坑基准点测放桩位中心点，桩位偏差＜50mm。

（3）桩机就位。搅拌桩施工时，严格按桩位控制线对中桩位，钻头与桩位中心点偏差控制在20mm以内。需要调整桩机钻头位置和桩机垂直度时，可通过调整起吊设备平整度和导向架垂直度来进行，桩孔垂直度偏差要求小于1%。

（4）浆液配制。严格按工程试验水灰比配制浆液，水泥掺入比例为10%～12%，按桩径600mm单位长度水泥用量80.5kg/m3计算，浆液配制随拌随用。

（5）钻头检查。每次施工前必须检查钻头直径，钻头直径＜550mm时，应及时更换钻头。

（6）四搅四拌。桩基钻头按“两下两上”顺序施工，钻头下降、提升速度应符合工程设计要求。

3.2 锚杆支护施工技术要点

本工程中，锚杆支护施工工艺流程为：人工修坡—喷射混凝土—锤击锚杆—高压注浆—锚固钢筋网—喷射混凝土。锚杆支护施工技术要点：

（1）锚杆加工。采用Ф48mm钢管加工锚杆，入土端加工为桩尖状，按500mm间距对称钻孔形成花管，造管尖侧焊接钢筋，形成锚杆孔前倒刺及保护块。

（2）人工修坡。按工程设计坡度进行人工修坡，并按要求喷射第一层混凝土。

（3）锤击锚杆。采用潜孔锤空压机压力锤击锚杆，按15°角锤入边坡，锤入长度应符合工程设计要求。

（4）注浆。借助注浆泵将水泥砂浆压入锚杆。砂浆水灰比控制在0.5～0.55，砂浆内掺入适量早强剂。砂浆灌注压力控制在0.6～0.8MPa，砂浆灌注完成后稳压 3～5min。

（5）锚固钢筋网。钢筋网锚固时，预留钢筋网搭接筋，预留长度≥300mm，钢筋网搭接长度偏差控制在20mm以内。加强筋沿锚杆水平方向焊接。

（6）喷射混凝土。完成挂钢筋网后，按工程设计厚度喷射细石混凝土，采用锚杆拉设控制线的方式控制厚度。面层混凝土拌制时，应掺入适量速凝剂和早强剂。

（7）土方开挖。面层混凝土养护3d后，开挖下一层土方，并按上述施工技术方案循环施工至基坑设计标高。

3.3 施工效果分析

本工程基坑施工时，在基坑四角分别布设变形位移监测点，详细记录基坑工程施工期间基坑变形位移情况，周围构建物、道路沉降情况。经数据统计分析，至基坑回填，基坑最大沉降量为15mm，位移量为5mm，周围构建物和道路沉降量最大值为8mm，位移最大值为5mm，均满足《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）中基坑沉降变形小于30mm的要求，由此可知，本工程基坑支护方案取得良好的实践效果。

4 结语

经施工验收，本工程以水泥搅拌桩作为止水带效果良好，符合施工预期和工程质量要求。因此，该技术可在软土地质基坑支护施工中进行推广。值得注意的是，运用该技术应注意结合场地岩土、水文条件，合理选择和应用基坑支护技术方案，并结合施工技术方案加强场地变形监测与控制，防范基坑施工安全事故。