高層建筑深基坑支護施工方案

李俊峰

（濰坊海源工程建設監理有限公司，山東 濰坊 261031）

1 工程案例分析

該工程為某廣場，其占地面積為4500m2，該廣場地上20層，地下共3層，基礎開挖的深度為-15.2m。該廣場緊鄰地鐵6號線，周邊還緊鄰通信光纜和市政主管道。

該工程同時進行樁基和基坑支護的施工，在鉆孔時主要運用GDF-20樁機施工工程樁或者支護樁；SPJ-300工程鉆機施工支護樁、DZK-850深攪樁機施工三軸深攪樁。該工程樁工程施工的預期工期共90d，土方開挖為100d，其中有20d開展交叉施工，其總工期為170d。

1.1 工程地質、水文條件

基坑施工過程中所涉及的土層：第一層為雜填土和素填土；第二層為1層粉土（厚度0.5m）、2層粉砂（厚度2.5m）、3層粉土（厚度4.7m）、4層粉砂（厚度11.50m）、5層粉砂（厚度2.00m）；第三層為粉質黏土。

在施工過程中進行勘測，其所測得的水位相對較高，即地下1m～2m，其浮動在0.5m左右。

1.2 支護選型

由于該廣場距離老舊的住宅樓和市政管網等較近，通過觀察基坑周邊的環境和水文地質，發現該項目開挖的深度較深。因此，在進行深基坑的開挖時，施工人員需要對深基坑支護引起高度重視，保障開挖的安全性和可靠性。該工程基坑四周的支護方式為鉆孔灌注樁支護+2層內支撐結構，其中內支撐主要運用鋼支撐或者混凝土支撐的方式。

2 施工注意事項

2.1 鉆孔灌注樁的施工

在施工時鉆孔灌注樁應該符合其標準和要求，樁徑施工偏差可以控制在50mm之內；垂直度需要控制在0.5%；樁位偏差控制在50mm；樁底沉渣控制在150mm；地面圈梁尺寸控制在≧50mm，鋼筋保護層的厚度需要符合規范要求。結合隔樁施工的工藝，并讓樁體混凝土澆筑達到初凝之后的24h，才能進行其他樁體的施工。在完成鉆孔灌注樁的施工后，開展檢測，即檢測總數不得少于5根，按照總樁數量的10%進行檢測。

2.2 三軸深攪

深攪樁主要運用三軸深攪機進行施工，并為了消除障礙物，須找出潛在的原因，并開展局部的處理等[1]。同時，施工過程中若出現閉合或者冷縫等問題，需要在冷縫處圍護樁外側補水泥攪拌樁，以防止樁位出現偏差，進而直接影響到補樁的效果，厚度為10cm，以達到止水效果。針對相鄰樁施工，其間隔時間在24h以內，當出現冷縫時，需要制定冷接頭方案進行有效處理。該項目樁的直徑為0.5m，其允許偏差控制在50mm以內，垂直偏差度控制在0.5%以內。

二重管高壓旋噴樁在施工時需要符合其規范，如表1所示。

表1 三軸深攪允許偏差

需要注意：1）二重管高壓噴射注漿施工過程中施工偏差孔位控制在50mm左右，垂直度符合要求。2）施工過程自下而上噴射注漿，遇有分段搭接長度控制在100mm，水泥漿液水灰比比重控制在1.0～1.5，漿壓控制20MPa，旋噴樁在檢測時采用鉆芯法，檢測量為施工孔數1%，其檢測3點，樁身強度不得大于1.5MPa。

2.3 鋼筋混凝土工程

鋼筋混凝土工程施工時需要按照標準進行施工，以下對鋼筋混凝土工程進行了分析：1）鋼筋規格的尺寸需要符合其設計標準，偏差控制在允許范圍之內，主筋間距控制在10mm，箍筋間距控制在20mm，鋼筋籠直徑需要控制在10mm之內，籠長度控制在50mm之內，清掃鋼筋的表面。2）鋼筋在運輸到位后，應注意吊裝點的設置，防止其出現變形或者碰撞等，保證就位準確[2]。混凝在澆筑之后應進行養護，即澆筑完成之后，可以在12 h之內對混凝土開展養護，直至混凝土達到硬化的標準和要求后，保證基層施工質量。3）高層混凝土支護樁施工的目的就是能夠增強地基的穩定性，在穩定其地基后，提升高層地基的承載能力[3]。混凝土支護樁的施工流程：混凝土攪拌樁、混凝土灌注樁作用下形成支護樁，并在支護樁施工的過程中，保證混凝土強度在C25，選擇HRB400，HRB335級鋼筋，鋼筋數量控制在8根，凈距離控制在≦60mm。支護樁箍筋選用螺旋式，其鋼筋直徑不應小于縱向鋼筋最大直徑的1/4，箍筋距離為100mm～200mm，最大不能超出400mm。

2.4 管井施工的要求

該工程管徑為800mm，水泥井管的尺寸為Φ360mm/300mm水泥井管，并在孔內填制綠豆砂即尺寸為1mm～5mm。

2.5 基坑支護監測準備工作

確定基坑支護檢測的對象：圍護結構自身、周邊建筑物、構筑物。施工采取的監測點布置范圍在基坑邊坡開挖有影響的區域，即監測時按>2倍的基坑深度予以考慮。基坑邊坡周邊位置應該每隔20m～25m設立一個專門的沉降點和位移監測點。同時，工程開工之前應該對路面現狀等做好詳細調查，并對道路現狀，如材質、平整度、表面特征、破損等情況進行歸檔，通過定期跟蹤和做好巡視和檢查，當出現較大變化或者出現開裂時需要將這些情況進行上報。

3 施工技術措施

3.1 工程樁和支護樁

鉆孔灌注樁的間距在1.2m，直徑為1m，沿著基坑的周邊做好支護工作，支撐時增加鋼筋混凝土（支撐3層）。

3.2 測量準備

施工之前，需要做好測量的準備工作，明確各控制點和導線偏差，從而更好地開展施工。以下針對測量工作進行了分析：1）該工程主要采用經緯儀或者全站儀回測閉合的方式，以對各控制點進行有效地驗證，以保證各控制點形成有效的閉合。2）導線的偏差需要控制在以下方面：平均邊長為0.25km，導線長度為2.4km。

3.3 鉆孔灌注樁成孔的工藝

選擇適合的鉆頭開展成孔工藝的施工，在成孔鉆進過程中要注意速度，當鉆孔穿透地基層時為了避免發生跑位的現象，需要對樁基垂直度進行復核，對樁位位置進行復核。當灌入一定的粉砂，回填土壤或者其他的地層時，容易產生收縮的現象，泥漿比重控制在1.25。在成孔工藝之前，須進行清孔工作，沉積厚度應在200mm左右。

3.4 鋼筋籠的制作和吊裝施工

3.4.1 鋼筋籠加工工藝流程

鋼筋籠加工過程中主要采用冷拉法調直，需要注意的是1級鋼筋冷拉率不得大于2%，2級鋼筋冷拉率不得大于1%；鋼筋籠骨架主要采用整體制作的方式，每截面上的接頭數量控制在50%以內，再根據規范要求對鋼筋位置進行布置，保證箍筋和主筋鏈接圍繞在主筋上；將加強筋放置在主筋的內側，每2m設一道，零數≤2.5m；加工場地需按照分節制作的方式，長度≧4m，在現場連接時采用機械連接或者單面幫條焊接的方式。鋼筋籠保護層的厚度應符合標準要求；鋼筋籠長度不應大于9m，鋼筋在搭接和焊接程中須符合以下標準，見表2。

表2 鋼筋在搭接和焊接允許偏差

鋼筋籠吊裝過程中采用雙點吊放，鋼筋籠采用單面焊接技術，其長度≧10d。當鋼筋籠制作完成之后，或者焊接監控符合標準要求后，填寫隱蔽驗收和做好自檢，在將其上交給甲方后，才能夠進行吊裝和正常使用[4]。

3.4.2 水下混凝土灌注

導管放好后，對孔進行二次清洗，測試水壓的水力后，其需要達到0.7MPa，在確保空中的沉積物厚度（工程樁孔底沉渣<50mm，圍護樁孔低沉渣<50mm，立柱樁孔的底沉渣<50mm）的精準性，嚴格按照相應的標準要求，開展1h的灌注混凝土。灌注水下混凝土時，導管埋深控制在2m～6m。其坍塌度為18cm～22cm，導管底部距離孔底50cm；嚴格控制灌注量。

4 三軸深攪樁施工

其工藝流程：定位放線、開挖導向、鉆機定位、施工狀體、成樁保護等。其中開溝導溝使用挖機沿圍護內邊控制線開挖導溝溝槽，其寬度1.2m，深度控制在1 m～1.5 m，如圖1所示。

圖1 開挖導溝溝槽尺寸

注漿施工之前，需要做好漿料準備工作，在確保漿料配合比后，保證漿料質量，符合其標準要求，嚴格控制水泥用量。鉆機施工時應保持螺桿均勻的轉動，充分拌合漿料。深層攪拌樁允許的偏差控制在：樁底標高±20 mm，控制好鉆桿長度；樁頂標高，+100mm、-50mm，樁徑<0.04D、樁位<50mm、垂直度保持在0.5%左右。

第一次注漿提升攪拌。當預攪拌下沉到設計樁底標高之后，須上提20cm，開啟的壓漿泵進行送漿，攪拌的時間控制在20s～30s，并以每0.5m/min提升速度進行攪拌，直到設計樁頂標高。送漿過程中，其壓力須控制在0.4 MPa～0.6MPa，攪拌頭轉速需要控制在60r/min。第二次攪拌須進行下沉動作，在將攪拌的漿提升到樁頂標高之后，須停止送漿，將下沉速度控制在0.8/min，然后提升攪拌，以0.5/min的提升速度開正轉攪拌20 s～30 s，直至達到其樁頂標高。第三次攪拌下沉，下沉的速度須控制在0.8/min，在以0.5/min的提升速度開正轉攪拌20 s～30 s。清潔注漿的管道或者器具。

重復套鉆時，須全面提升墻體連續性和墻體接頭的質量，三軸水泥土攪拌樁的搭接和施工設備垂直度等都可以借助重復套鉆給予一定的保障。

三軸攪拌樁在施工時需要做好試塊同條件養護工作，28d強度設計要求為1.0MPa。在三軸水泥土攪拌樁的強度達到一定標準后，需開展對圍護圈梁的施工，采用200型挖土機將兩側土挖到圈梁底標高，在圈梁兩側支模部位澆筑厚100mm/500mm寬的C15砼墊層。

5 管井的施工和降排水施工

該工程在基坑坑內設置了20口降水井，并在基坑四周設置19口觀測井，井深達到24m，土方開挖之前需要將水位降到開挖面50mm以下，從而方便之后進行土方開挖。管井工藝的流程如圖2所示。

圖2 管井工藝

5.1 技術要求

該工程主要使用SPJ-300鉆孔機成孔，運用水泵泵送水。1）井孔位置定位，在由專門的勘測人員對井位置進行測量和釋放后，運用小木堆油漆進行標記，在由專門質檢人員進行檢查后，報給監理單位人員后才能開展下一道工序[5]。2）鉆孔。選用正循環泥漿或者旋轉鉆井進行成孔，且成孔時需要對泥漿性能等進行嚴格控制。泥漿比重大于1.15，黏度為16s～18s，深度須在設計范圍內，保證孔徑的上下統一。3）換漿清孔。清洗孔，使用大泵量沖洗泥漿。井管底部應設置6mm鋼板，采用電焊焊接方式，連接井管與管，焊接時需要符合標準要求。即連接軟管使用螺紋膠管，其內徑為48mm，長度保持在700 mm，以此對井管或者集水總管等進行連接，集水總管直徑保持在75mm，每根為4m，在管壁設置接頭，與抽水泵進行連接，并且井點真空度控制在60kPa。4）礫石的填充。上文提到，砂礫材料主要選用綠豆砂，填充量為計算值的95%以上，礫石層厚度填到3m～5m以上的含水層頂部，運用不小于2m的黏土進行回填孔。

井點在施工時需要按照以下施工要點進行施工：1）采用適合的降水設備，即采用JSJ-60真空泵機組，保證其最大抽水量在60m3/h，最大提升高度為8m，真空的壓力要達到6 kg～8 kg。2）時刻觀察抽水流量，做好記錄，根據水位下降，分析其降水效果，提升降水設計方案。

5.2 抽水的施工方案

當管井的水位降低到設計標準值后就可以進行土方開挖：1）抽水設備使用具不小于20m，6m3/h～8m3/h的抽水量，通過采用備用泵，用于每個井。出口管為3.81 cm，將其安排在基礎坑邊緣，排水總管主要選用鋼管、PPC管，在安裝閥門后，能夠將泵的出水管安裝在總管上，連接到最近防滲排水溝。定期觀察和認真記錄，對出現的異常情況采取有效補救對策。其中，應加強對外坑水位深度的觀察以及每個管深度的觀察。2）提取干凈的水需要符合其標準要求。

5.3 降排水施工方案

土方在開挖之前，需要做好基坑降水的方式，主要采用輕型井點的降水方式，保證降水厚度在0.5mm～1.00mm，其滿足的條件如下：1）基坑周邊的2m之內做好硬化，再設置專門的排水溝和集水井。排水溝距基坑邊不得小于500mm，要求每隔20m設立專門的水收集坑。2）土方開挖之前15d進行基坑預降水，其深度控制開挖面或者基坑面的0.5m～1.00m以下，基坑開挖采用明溝排水的方式，基坑開挖到設計的標高后，基坑四周需要安置好集水井或者排水暗溝，基坑降水需要保證在施工前開挖2 m，設置沉降水溝槽，在保證井點管埋管深度達到底板1.5m深度后，從而使降水效果大大提升。

6 土方開挖施工方案

土方開挖施工方案如下：1）土方開挖時需要先做好支撐再開挖，采用分層分工和對稱的挖掘原理。前期的準備工作。施工區域的周圍挖一條（240×300）m截水溝，斜率不得小于1%，每隔30m再挖一個水收集坑（1000×1000×1000）m，排水坑或者壕溝等運用砂漿涂層。土方開挖之前，需要制定一個土方開挖的方案或者相應的計劃，如“土場準備75kW的推土機進行推土。2）在對現場的定位控制線、標高控制樁等進行復核后，須合格后進行挖土[6]。每層的土方開挖時，需要對開挖的速度或者支撐布置形式予以考慮，車輛進行統一的規劃。每層的土方開挖需要按照以下3個部分。第一階段施工：降水或者挖土的標高控制在500mm以下，圍護樁達到設計強度，分為2層開挖，即第一步開挖需要將土層或者放置在第一放坡的位置，第二步開挖需要將下部土層放置在的第二放坡的位置。第二步和第三步都與前幾個階段一樣，第五步只有待到前四階段土方開挖完成后或者混凝土澆筑完成之后才能進行。

7 結語

隨著高層建筑數量增加，規模越來越大，人們對居住的質量提出了更高的要求。而深基坑支護過程中如果沒有做好施工測量、土方開挖、技術選擇等的工作，將會直接影響到整個建筑的質量。因此，該文針對實際的施工情況，對高層建筑深基坑支護方案中的支護選型、鉆孔灌注樁的施工、三軸深攪樁施工、鋼筋籠的制作和吊裝施工、管井的施工和降排水施工、土方開挖施工方案等進行深入分析，旨在為高層建筑施工提供更多參考。