高層住宅樓深基坑支護施工技術

鄭金江

(中鐵十六局集團第四工程有限公司，北京 101400)

0 前 言

近年來，高層房屋建筑規模逐步擴大，相應的深基坑支護也成為施工中的重點內容。其施工質量將直接影響到建筑整體品質，與居民安全息息相關[1]。高層建筑工程領域加大力度做好深基坑支護具有必要性。結合基坑形式選擇合適的綜合支護方式，值得工程人員對相關技術做深入分析。

1 工程概況

東鐵營柵戶區改造回遷安置房及配套設施項目，其建設于北京市豐臺區宋莊路東側，主體結構包括1#、2#樓、S1#～S4#樓、P1#樓及相關附屬結構。本項目基坑工程規模較大，東西長142.0 m，南北長68.0 m，基坑整體呈長方形，開挖面積8 280 m2，基坑深度10.8 m，區域內自然地面標高-0.30 m。

2 地質情況

根據勘探結果顯示，基坑內地層分人工堆積層和第四紀沉積層，結構較為松散，且勘探過程中共測到3層地下水，見表1。

表1 地下水情況表 單位：m

3 深基坑支護工藝

松軟地層及地下水對基坑的穩定性影響較大，因此，采用護坡樁、錨索、攪噴樁進行基坑下部支護、磚混擋墻進行基坑上部支護，采用攪噴樁與護坡樁搭接形成止水帷幕，并結合土釘墻進行基坑止水。

護坡樁強度大、樁身長、樁體嵌入基坑底部達4.7 m，結合預應力錨索的拉力，加上樁頂冠梁的橫向連接形成強有力的作用體系，可有效對基坑下部土體進行支護。基坑上部采用磚混擋墻結合構造柱，可有效對基坑上部土體進行支護[2]。通過在護坡樁間設置攪噴樁，可加強樁間土體的強度并形成止水帷幕，結合外層土釘墻可實現基坑內的地下水控制。圖1為基坑支護剖面圖。

圖1 基坑支護剖面圖

3.1 基坑開挖

首先使用挖掘機將基坑開挖至-2.3 m處，將開挖土外運，此高度為護坡樁樁頂位置。將場地整平后作為護坡樁、磚混擋墻的施工場地。

3.2 護坡樁施工

護坡樁采用長螺旋中心壓灌混凝土后插入鋼筋籠的工藝。該技術首先灌注混凝土再進行鋼筋籠放置，可省去泥漿護壁環節。護坡樁采用長螺旋鉆機成孔，混凝土輸送泵壓灌泌水性好、和易性好的預拌混凝土，邊灌注混凝土邊提鉆，保證鉆頭位于混凝土面1 m以下。保證灌注充盈系數大于1.05～1.2，宜<1.3。

鋼筋籠統一制作，吊車吊起并垂直放入孔內，首先依靠其自身重力下沉，在下沉到一定深度后利用振動裝置輔助鋼筋籠下放。鋼筋籠插入過程應連續一氣呵成，避免出現停頓。護坡樁采用間隔成樁，施工樁孔與新澆筑完成的樁體間的安全距離≥4倍樁徑，或間隔≥36 h。施工中鉆孔施工應該確保鉆孔垂直、傾斜不超過5%。

3.3 冠梁施工

護坡樁鑿除樁頭并檢測合格后進行樁頂冠梁施工，冠梁的結構尺寸為900×600 mm、700×500 mm。冠梁的主要作用是將護坡樁橫向連為整體，增強護坡樁的整體防護效果。

使用小型挖掘機開挖樁間土體，并放樣出梁頂標高及樁中心線。冠梁鋼筋在加工場統一加工，運至現場由人工安裝并支立組合式鋼模板，模板拼縫嚴密、線形順直。

混凝土標號C25，在攪拌站統一拌制，運送至現場后檢查坍落度、和易性等指標，混凝土采用分層澆筑，使用振搗棒振搗密實。

3.4 磚混擋墻施工

磚混擋墻在冠梁施工完成后進行，墻體寬度為370 mm，高度2 m，墻體內每隔2 m設置構造柱。主要目的是對基坑上部的土體進行擋護，保證基坑安全。

磚混擋墻結合鋼筋混凝土構造柱的結構體系，可增強擋墻自身強度及支護能力，對基坑上部土體提供有效的支護。砌筑采用“一鏟灰、一塊磚、一揉壓、一灌縫”的方法，采用鉛垂線及放樣結果控制墻體的垂直度及線型。墻體灰縫內砂漿要飽滿密實、深淺一致。

3.5 止水帷幕

基坑四周的護坡樁施工完成后，因樁間土體外露，地下水會沿樁間土體流出，導致基坑穩定性下降甚至垮塌。本項目在相鄰護坡樁之間加設攪噴樁，與護坡樁連為整體形成止水帷幕，見圖2。

攪噴樁是在長螺旋鉆機的基礎上增加一根高壓注漿管，在螺旋鉆桿旋轉的同時高壓注入水泥漿，將土體改變成水泥土攪拌樁，樁體直徑1 m。

根據測量放樣結果挪動鉆機就位，并利用經緯儀校準鉆桿垂直度，要求孔位偏差在50 mm以內，垂直度控制在0.5%以內，鉆孔直徑>1.1 m，施工中發現孔斜及時糾正。起動鉆機后調節轉速至設計轉速，開啟高壓泵調至設計壓力，放松卷揚機使攪拌頭自上而下切土、拌和、下沉直至樁底。

鉆機鉆進和提升速度宜控制在0.2～0.4 m/min，同時均勻、連續注入拌制好的水泥漿液。每根樁應根據地層情況上下攪拌1～2次。水泥漿液采用P.S.A32.5級礦渣水泥，水泥加膨潤土漿液的水灰比為1∶0.75。

圖2 止水帷幕示意圖

3.6 錨索施工

本項目在攪噴樁上設置錨索，通過錨索與攪噴樁的整體作用增強整體支護效果，提高基坑周邊土體的穩定性[3]。

基坑開挖至錨索設計標高以下50 cm處，平整場地，放樣出錨索位置并挪動鉆機就位。錨索成孔采用常規長螺旋鉆機同時壓水泥漿濕作業成孔的工藝，漿液通過中空鉆桿借助泥漿泵與泥漿池進行反復循環，水泥漿控制在1.0～1.2。施工中控制鉆機鉆桿的水平傾角，保證鉆桿的水平投影始終垂直于坑壁。

錨索由鋼絞線制成，采用箍環及擴張環制作成波浪狀，注漿管從錨索中心部位穿過。鉆至設計深度后放入錨索及注漿管，注漿管深入距孔底50～100 mm的位置，確保孔底反漿順利。采用注漿泵向孔內注入水泥漿，水灰比0.5，注漿壓力≥1 MPa，在注漿錨固體初凝后進行二次注漿補強。

錨固體強度達到設計強度的75%即可進行預應力張拉。張拉前先取設計軸向力的0.1倍對錨桿預張拉1～2次，進行錨具受力調整再正式張拉。鋼絞線正式張拉時宜分3～4次張拉至設計荷載，回縮鎖定在設計預加力荷載后停留5～10 min，在預應力沒有明顯衰減時用夾片鎖緊。

3.7 土釘墻

止水帷幕施工完成后在外側施作土釘墻，以增強基坑止水能力。土釘墻開挖高度4.74 m，放坡系數1∶0.4，設置三排土釘，每排土釘設置一道通長的Ф14水平壓筋，且與土釘端部彎鉤相焊接。

土釘材質為Φ48×3.5 mm的鋼花管，前端做成錐形，管身鉆注漿孔，采用洛陽鏟成孔或氣錘打入，穿過止水帷幕時可采用水泥漿護壁鉆進工藝。土釘放入孔內后采用孔底注漿的方式注入水泥漿，水灰比為0.5，孔口反漿后再加壓注漿兩次，保證注漿效果。

土釘外部鋪設Φ8鋼筋網，網格尺寸200 mm×200 mm，網片搭接長度>300 mm，并沿水平方向設置Φ14鋼筋，并與錨筋端部彎鉤焊接，間距同于土釘縱向間距。面層噴射C20混凝土，厚度10 cm，采用濕噴機施工。

土釘墻翻邊采用鋼筋混凝土結構，結構尺寸10 cm×100 cm(高×寬)，內設Φ16主筋及Φ6.5箍筋，為土釘墻支護結構的重要組成部分，對支護結構的整體受力起著重要的作用。

4 結束語

東鐵營柵戶區改造回遷安置房及配套設施項目深基坑施工，采用了護坡樁、錨索、磚混擋墻、攪噴樁、護坡樁及土釘墻形成綜合的支護、止水體系，加強了基坑施工質量及施工安全。同時護坡樁的施工省去了泥漿護壁環節，有利于施工環保，節約了施工成本。

基于深基坑支護綜合施工技術的應用，可提高高層建筑基礎部分施工質量及施工安全，有助于減少安全隱患。當然，深基坑支護技術復雜，如地質條件、材料等均會對正常施工造成干擾，因而要視實際情況而定，形成合適的施工方案，兼顧質量與經濟效益兩方面要求。

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