公元時代城深基坑支護工程設計與施工技術

游宇

摘要：公元時代城基坑圍護工程占地約為7400m2，最大開挖深度為17.55米。本基坑支護采用鉆孔灌注樁結合三軸水泥土攪拌樁止水帷幕作為基坑支護的結構體系。考慮到對周邊道路和既有建筑的保護，基坑內部還是用了預應力錨桿、擴孔錨桿、土釘墻等施工工藝進行聯合防護，保證了該項目深基坑的施工安全，合理控制了工期，節約成本，取得較好的效果。

關鍵詞：基坑支護;止水帷幕;深基坑;土方開挖

1工程概況

公元時代城項目整個項目為綜合性建筑，主樓地下三層，地上28層。基坑長108米，寬66.8米，最大開挖深度14.6米，核心筒位置局部17.55米。該建筑位于下元商業區核心地帶，南側距迎澤大街15.9米，距迎澤大街地下通道9米，西側距和平路20米，北側距西礦街13米，東側距離某單位宿舍樓最近距離為5.3米。建筑物的位置決定了基坑穩定性的重要性。

2基坑特點

本工程地貌單元為虎峪河北岸一級階地，開挖深度范圍內有建筑垃圾雜填層，粉土層、砂土層等，在勘探深度范圍之內揭露地下水類型上部為孔隙潛水，下部為微承壓水。地下水位基本穩定在3.1米-5.1米左右，地下水主要由大氣降水和河流側向徑流補給，水位隨季節性變化較大，豐水期約為1.5米。

3支護工程重點、難點

本工程位于市中心商業地段，西側、南側、北側有市區主干道路，東側緊鄰既有建筑。如何保證基坑開挖、錨桿施工等施工工藝對周邊環境特別是民宅的影響控制在合理范圍之內是本工程的重點。由于靈敏性粉土層、砂土層厚度大，承壓水位高，對涉及到支護樁、帷幕樁、降水井、預應力錨桿、旋噴錨桿、土釘墻等施工工藝帶來很大的困難。三軸攪拌樁止水帷幕垂直度、搭接長度、水泥摻量及攪拌順序和攪拌時間控制，包括可能的局部漏水、涌水問題處理是本工程的難點。

4應對措施

在施工過程中充分考慮現場的土層情況、基坑不同區段周邊環境，選擇合適的施工工藝，進行合理的施工部署。為了重點保護東側既有建筑的安全，采用混凝土內支撐支護方式，可有效限制鄰近土體的位移，保證建筑物安全。東側高樓距基坑護坡樁最近約為5.3米，對本區域采用混凝土內支撐支護，護坡樁樁徑加大，護坡樁按照靜止土壓力計算配筋均勻布置。為減少錨桿施工對地層的擾動，特別是對含水分土層的擾動，采用雙套管錨桿鉆機，減小孔內水對孔壁的沖刷，降低水土流失。由于錨桿穿孔，不可避免穿透帷幕樁，因此必須采取加膨脹水泥對洞口予以封堵的有效措施，防止水土從孔洞中流失。考慮到本工程粗砂層較厚，具有微承壓性，普通錨桿難以施工，對于粗砂層中的錨桿采用旋噴錨桿工藝，保證錨桿成孔、注漿質量。同時加強對該側基坑本身及建筑物的位移觀測，及時匯總分析監測數據，分析變形規律，如遇數據異常，需立即停止施工，待找出原因形成解決方案后繼續施工。

5基坑綜合支護設計

本工程采用鉆孔灌注樁結合三軸水泥土攪拌樁止水帷幕作為基坑支護結構，上部采用土釘墻加樁錨支護，部分區域采用混凝土內支撐，第二施工階段二層地下室部分采用帷幕樁內插型鋼。

5.1土釘墻

土釘采用鉆孔注漿，孔徑100mm，孔深6m，水平夾角10°，漿液水灰比0.45-0.5，注漿壓力為0.4-0.6MPa。土釘墻噴射混凝土面板厚80mm，內置φ6.5@250鋼筋網片，噴射完面層混凝土強度達到C20。

5.2預應力錨桿

預應力錨桿成孔采用雙套管跟進工藝，成孔直徑不得小于150mm，錨桿的桿體采用φs15.2鋼絞線，錨桿采用純水泥漿注漿，水灰比0.45-0.5。錨桿采用二次壓力注漿，待錨固結石體強度達到設計強度后，進行錨桿張拉鎖定。

5.3護坡樁間土支護

機械開挖后輔以人工修平、板內采用成品鋼筋網片，樁土界面豎向間隔1米設置膨脹螺栓與護坡樁連接，表面噴射80mm厚細石混凝土，在有地下水的部位插入塑料管將水引出。

5.4護坡樁、冠梁

護坡樁縱向主筋采用上下段與基坑內外側不均勻配筋，樁徑0.8米，樁間距1.4米，局部位置樁徑1米，樁間距1.6米，樁長從17.9米-25.5米不等，混凝土強度等級為C30。冠梁截面尺寸為1000*600，混凝土強度等級為C30。

5.5基坑止水帷幕

三軸水泥攪拌樁懸掛帷幕直徑850mm，間距600mm，按照實際圖紙及現場施工情況實行雙控措施，采用P.S.A32.5水泥，水泥參合兩不得小于18%，28天無側限抗壓強度不得小于1.5MPa。

6支護工程施工

6.1護坡樁施工要點

根據內業計算數值采用極坐標法將樁的中心點投測到現場，保證樁位準確。利用鉆機旋挖斗將護筒壓人土中，以穿越雜填土層為宜，為泥漿護壁施工的灌注樁提供孔內水頭和定位導向。將鉆機定位開始鉆孔至設計深度后，靜置20min左右待沉渣沉至孔底后用鉆頭撈渣。清孔完畢并驗孔后，下鋼筋籠，導管下放，開始澆筑混凝土。在清孔完畢至混凝土澆筑之前至混凝土澆筑前，應該控制在1.5-3小時內，超過4小時應重新清孔。混凝土應連續澆筑不得中斷，孔內混凝土面進入鋼筋籠2米左右適當提升導管，灌注至設計標高后必須超灌80-100cm，以保證鑿去樁頭后的混凝土強度。

6.2土釘墻施工

土方開挖至工作面后，修正邊坡后噴射第一層混凝土，機械鉆孔后將安設土釘，注漿管插入孔底，在注漿過程中緩慢撤出，保證孔內氣體全部溢出。綁扎鋼筋網片后，噴射第二層混凝土后應及時養護。

6.3預應力錨桿

鉆機就位后校正鉆孔位置及角度，鉆至設計深度后空鉆排出虛土，將鋼絞線和注漿管插入孔內。把攪拌好的水泥將壓人孔內，直到孔內液體和氣體全部排出，孔口溢出新鮮漿液為宜。在錨索漿體初凝之前及時進行孔口補漿，確保錨固段漿體充實。一次注漿強度達到5MPa時進行二次高壓注漿，達到劈裂注漿，提高界面摩阻值，達到設置預應力錨索的目的。錨桿注漿3天后懸掛鋼腰梁，施加預應力對錨索張拉，上緊錨頭鎖定。

6.5護坡樁間土支護

當基坑土方開挖至一定深度后，將樁間土修整平，將制作好的鋼筋網片用鉚釘固定在護坡樁上面，噴射混凝土面。在有地下水的部位，插入塑料管引出地下水。

6.6三軸攪拌樁

三軸攪拌樁使用套接一孔法施工，二攪二噴工藝施工。測量定位后，開挖溝槽，清理建筑垃圾雜填土，設置導向定位型鋼。樁機就位后，校正復合完樁機水平和垂直度開鉆。開啟空壓機將拌制好的水泥漿液送至樁機鉆頭，鉆頭噴漿并切割土體攪拌。鉆頭噴漿并提升至設計標高后施工完畢進入下一組攪拌樁施工。施工過程中出現冷縫或遇到閉合情況，采取在冷縫處圍復打三軸攪拌樁。

7基坑支護工程使用效果

基坑支護工程施工結合土方開挖，采用分層施工法，直至分層開挖支護結束。在地下三層結構施工過程中，結合施工進度，施工工況，進行全方位的基坑位移觀測。在基坑開挖和使用過程中，周邊道路與既有建筑物及防護體系的不良變形均控制在允許范圍之內，基坑沒有出現嚴重滲水現象，基坑維護工程達到預期的設計效果。