淺談深基坑支護技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

江華

摘要：如何安全、合理地選擇合適的支護結(jié)構(gòu)，并根據(jù)基坑工程的特點進行科學(xué)的設(shè)計是基坑工程要解決的主要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：施工技術(shù)；深基坑；支護技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TU753文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2016）13-86-02

前言

隨著城市建設(shè)高速發(fā)展，城市建筑距離越來越近、高度也越來越高，因此，基礎(chǔ)埋深也隨之不斷增加，出現(xiàn)了大量的深基坑工程。城市基坑工程往往處于房屋和生命線工程的密集地區(qū)，很多情況下允許采用比較經(jīng)濟的放坡開挖，而需要在人工支護條件下進行基坑開挖。

1.深基坑支護技術(shù)常見類型及適用范圍

1.1鋼板樁支護

鋼板樁應(yīng)用于建筑深基坑的支護，是一種施工簡單，投資經(jīng)濟的支護方法。在軟土地區(qū)過去應(yīng)用較多，但由于鋼板樁本身柔性大如支撐或錨拉系統(tǒng)設(shè)置不當(dāng)，其變形會很大因此對基坑支護深度達7m以上軟土地層，基坑支護不宜采用鋼板樁支護，除非設(shè)置多層支撐或錨拉桿，但應(yīng)考慮到地下室施工結(jié)束后鋼板樁拔除時對周圍地基和地表變形的影響。

1.2地下連續(xù)墻

由于地下連續(xù)墻具有整體剛度大和防滲性好，適用于地下水位以下的軟粘土和砂土多種地層條件和復(fù)雜的施工環(huán)境，尤其是基坑底面以下有深層軟上需將墻體插入很深的情況，因此，在國內(nèi)外的地下工程中得到廣泛應(yīng)用，并且隨著技術(shù)的發(fā)展和施工方法及機械的改進，地下連續(xù)墻發(fā)展到既是基坑施工時的擋墻圍護結(jié)構(gòu)，又能作為擬建主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻。也可采用逆作法施工減少對環(huán)境和地面交通的影響。

1.3柱列式灌注樁排樁支護

柱列式間隔布置包括：樁與樁之間有一定的凈距的疏排布置形式和樁與樁相切的密排布置形式。為減低工程造價和施工方便柱列式灌注樁作為擋土圍護結(jié)構(gòu)有很好的剛度，但各樁之間，必須在樁頂澆注較大截面的鋼筋混凝土帽梁加以可靠連結(jié)。為防止地下水井夾帶主體顆粒從樁間空隙流入坑內(nèi)，應(yīng)同時在樁間或樁背采用高壓注漿，設(shè)置深層攪拌樁，旋噴樁等措施，或在樁后專門構(gòu)筑防水帷幕。灌注樁施工時無振動，對周圍鄰近建筑物，道路和地下管線影響危害比較少。

1.4內(nèi)支撐和錨桿支護

作為基坑圍護結(jié)構(gòu)墻體的支承，內(nèi)支撐（水平橫撐、角撐、斜撐曾）和錨桿（斜錨桿、錨定板拉桿等）的作用對保證基坑穩(wěn)定和控制周圍地層變形極為重要。目前支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐，常用的有鋼結(jié)構(gòu)支撐和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐兩類，鋼結(jié)構(gòu)支撐多用圓鋼管和大規(guī)格的型鋼。為減少擋墻的變形，用鋼結(jié)構(gòu)支撐時可用液壓千斤頂施加預(yù)應(yīng)力。鋼筋混凝土支撐是近幾年在上海地區(qū)等深基坑施工中發(fā)展起來的一種支撐形式，它多用土模或模板隨著挖土逐層現(xiàn)澆，截面尺寸和配筋根據(jù)支撐布置和桿件內(nèi)力大小而定，它剛度大，變形小，能有力的控制擋墻變形和周圍地面的變形，宜用于較深基坑或周圍環(huán)境要求較高的地區(qū)。

1.5土釘墻支護

土釘墻圍護結(jié)構(gòu)是邊開挖基坑，邊在土坡面上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，并通過噴射混凝土形成混凝土面板，從而形成加筋土重力式擋墻起到擋土作用。適用于地下水位以上或人工降水后的粘性土，粉土，雜填上，不適用淤泥質(zhì)及地下水位下且未經(jīng)降水處理的土層。

1.6深層攪拌水泥土樁支護

深層攪拌水泥土樁是用特制的進入土深層的深層攪拌機將噴出的水泥漿固化劑與地基土進行原位強制拌合制成水泥漿固化劑與地基土進行原位強制拌合制成水泥土樁，相互搭接，硬化后即形成具有一定強度的壁狀擋墻既可擋土又可形成隔水帷幕，對于平面呈任何形狀，開挖深度不很深的基坑，皆可用作支護結(jié)構(gòu)，比較經(jīng)濟。許多工程都用了深層攪拌水泥土樁支護。

1.7施噴樁帷幕墻支護

它是鉆孔后將鉆桿從地基土深處逐漸上提，同時利用插入鉆桿端部的旋轉(zhuǎn)噴嘴，將水泥漿固化劑噴入地基土中形成水泥土樁，樁體相連形成帷幕墻。

2.深基坑支護的技術(shù)的應(yīng)用

某綜合樓工程為地下4層，基礎(chǔ)呈方形，平面面積為1萬m。，基坑開挖深度約18m。基坑支護設(shè)計方案：本工程位于城市市區(qū)，基坑四周近臨原有住宅及地下管網(wǎng)、道路。以上建筑物及道路、管線對基坑支護結(jié)構(gòu)的水平位移的影響非常敏感，因此需進行基坑支護。本著安全可靠經(jīng)濟合理的原則，經(jīng)過認真計算和多方案比較，在基坑南、西、北側(cè)下部采用樁錨支護，為減少上部雜填土及舊基礎(chǔ)、管線等對打樁的影響，上部3.5m采用磚混結(jié)構(gòu)支護和東側(cè)土釘墻噴錨支護相結(jié)合的綜合護坡方案。樁錨支護結(jié)構(gòu)利用樁及預(yù)應(yīng)力錨桿變形小的特點有效控制基坑邊坡支護結(jié)構(gòu)的水平位移，減少了對四周臨近建筑物及市政設(shè)施的影響，保證基坑周圍民房及市政設(shè)施的安全使用和寧靜文明的施工環(huán)境。

3.基坑支護施工技術(shù)

3.1護坡樁施工

由于該工藝是連續(xù)一次成孔，多次自下而上高壓注漿成樁，能在流砂、卵石、地下水易塌孔等復(fù)雜的地質(zhì)條件下順利成孔成樁，它具有以下優(yōu)點：

（1）在多種復(fù)雜地質(zhì)條件下能順利成孔成樁，長臂螺旋鉆鉆至設(shè)計深度后，及時高壓注漿（注漿壓力5-8MPa），高壓漿的作用可把孔壁周圍的地下水排至孔外，加上水泥漿的重力作用，從而保證孔壁不坍塌而順利成孔。

（2）施工速度快，在一般粘性土和砂質(zhì)土層中，直徑準800，長10-20m的樁，一臺鉆機一天成樁15-20根。

（3）無噪音、無振動、無排污、文明施工，鉆孔壓漿樁是直接在提鉆過程中用高壓水泥漿護壁，不需要大量泥漿池，也不會產(chǎn)生泥漿，施工近乎干作業(yè)，施工現(xiàn)場文明。

3.2土層錨桿施工

土層錨桿施工方法為用錨桿鉆機鉆至預(yù)定深度，開始注水泥漿護壁（若不塌孔則可干成孔），然后穿鋼絞線，多次補漿即完成。待達到要求強度后張拉鎖定。具體施工流程如下：

（1）錨桿施工由現(xiàn)場施工測量人員按設(shè)計要求放出錨桿位置；錨桿機就位后，檢查錨水平位置、標高、鉆桿傾角，經(jīng)檢查無誤后方可鉆進：

（2）鉆孔過程中若遇障礙物或異常情況應(yīng)及時停鉆，待情況查明并采取措施后再繼續(xù)鉆進。鉆至設(shè)計深度后空鉆出土，拔出鉆桿：下錨索前檢查錨索并做隱蔽工程檢查記錄：

（3）錨桿傾角15°，鉆至設(shè)計深度后，及時下拉桿及密封孔口，并進行2-3次壓力灌漿，壓力為1-3MPa，以保證漿液飽滿：

（4）注漿材料及配比根據(jù)設(shè)計要求確定，注漿漿液攪拌要均勻，隨攪隨用，漿液應(yīng)在初凝前用完，并嚴防石塊、雜物等混入漿液，水泥漿攪拌必須嚴格按配比進，注漿由孔底開始，直至水泥漿溢出孔口后停止注漿：

（5）錨桿水平方向孔距誤差不應(yīng)大于50mm，垂直方向孔距誤差不應(yīng)大于100mm。鉆孔底部的偏斜尺寸不應(yīng)大于錨桿長度的3%：

（6）土層錨桿均為預(yù)應(yīng)力錨桿，錨桿施加預(yù)應(yīng)力前，應(yīng)先做錨桿抗拔試驗2-3根，以驗證錨桿設(shè)計的可靠性，并繪制Q-S曲線，試驗系數(shù)為1.2；

3.3.1分層分段施工

為配合土方開挖與噴錨施工同步進行，在基坑西側(cè)大面積開挖的同時，可根據(jù)東側(cè)土釘墻施工的需要，先開挖東側(cè)6m的工作面，便于土釘墻西側(cè)土方同步施工。開挖深度滿足土釘施工要求，不得超過相應(yīng)土釘層距0.3m，沿基坑水平向不超過15m為一施工段，不宜太長，開挖時，若邊壁局部有坍塌，必須進行補救，靠近坑壁側(cè)要注意不得超挖，以保證邊坡安全和穩(wěn)定。

3.3.2土釘制作

為使土釘順利送入土中，在土釘上每隔2m處焊接對中支架，形成錐形滑撬。同時保證土釘在子L居中位置，防止出現(xiàn)偏心，以提高抗拔力。

3.3.3土釘成孔

土釘施工成坤寧宮采用洛陽鏟成孔，孔徑保證大于100mm，成孔過程中注意控制傾角及孔徑。成孔后對孔深、孔徑、傾角進行檢查驗收，做好施工記錄及隱蔽工程檢查記錄。成孔孔位可根據(jù)實際情況進行局部調(diào)整，成孔角度，在遇到障礙物時，可適當(dāng)調(diào)整。

3.3.4土釘送入

土釘施工應(yīng)按設(shè)計要求安裝對中支架，土釘插入孔深不得低于設(shè)計長度的95%，以保證鋼筋保護層厚度。對復(fù)檢合格的鋼筋按設(shè)計要求制作桿體，鋼筋焊接滿足雙面焊5d，單面焊10d，并按要求加焊定位支架。入孔前做隱蔽工程檢查記錄。土釘送入孔中后，隨即進行壓力注漿，注漿壓力達到0.5MPa時，注漿管插到距孔底250-500mm，持續(xù)5min，為保證注漿飽滿，在孔口設(shè)止?jié){塞，使水泥漿能夠有效滲入土體孔隙中。

3.3.5坑邊修坡

在挖土過程中及時進行側(cè)壁的修補，保證坡度滿足施工要求，同時此項工藝直接關(guān)系到面層噴射混凝土的質(zhì)量和材料耗用量，因此要嚴格按要求施工。

3.3.6鋼筋網(wǎng)片施工

在修好的坡面上及時進行綁扎網(wǎng)片固定在坡面的短鋼筋上，上下左右根對根綁扎搭接，并不少于兩點焊接，鋼筋網(wǎng)片借助L字型錨頭及壓筋壓焊在土釘端部形成一體。鋼筋網(wǎng)與下層鋼筋搭接長度為25d，鋼筋網(wǎng)與土釘錨固裝置要連接牢固，噴射混凝土?xí)r鋼筋不得晃動，鋼筋網(wǎng)片按設(shè)計要求制作，網(wǎng)片搭接長度滿足300mm，網(wǎng)片距坡面40-50mm，網(wǎng)片外側(cè)按設(shè)計要求加焊加強筋。

4.結(jié)語

基坑支護技術(shù)設(shè)計是一項復(fù)雜的工程，需根據(jù)工程的特點、施工條件以及場地周邊建筑和市政設(shè)施情況，經(jīng)多方案比較才能選擇出比較合理的施工方案。本工程施工現(xiàn)場地處城市中心區(qū)，周圍居民、行人、車輛繁多，地下管線多，對變形要求嚴格，基坑支護完成后，根據(jù)對基坑邊壁幾何尺寸進行的測定，另根據(jù)基坑邊壁位移的數(shù)據(jù)分析，最大位移量在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)，基坑邊壁穩(wěn)定，基坑四周建筑物和各類管線及周圍人、車輛的安全均未受到影響。