山东建勘集团有限公司 山东省济南市 250031
摘要：深基坑支护工程是高层建筑基础工程施工中的难点和重点，它的成败不仅对工程的造价、质量和工期有着重大的影响，而且更对周围环境有着不可忽视的影响。本文结合实例介绍了深基坑支护方案设计、基坑支护结构施工，为桩锚组合式基坑支护形式在深厚砂层中的应用获取了经验。
关键词：基坑；桩锚支护；降水井
引言
随着城市建设的逐步发展，城市用地越来越紧张，因地基承载力、抗震稳定性、建筑结构和功能的需要，很多建筑基础的埋置深度大多超过了10m，有的甚至超过了20m，而这些建筑大多位于市区的繁华地段，场地狭窄，四周的城市道路及地下管线距离场地较近，且场地四周又有不同层高的建筑物或构筑物，这些自然因素就决定了基坑开挖时不能放坡。桩锚支护结构是排桩与预应力锚索联合支护结构的简称，该支护形式刚度大而变形相对较小，常用于地质条件和周边环境复杂、基坑深度大（一般超过12m）的基坑支护中，能够成功地解决这一问题。
1.工程项目概况介绍
某高层建筑面积为22786m2，主楼16层，2层地下室。基坑总体开挖深度为9.20m，电梯井位置开挖深度达11.5m。
地质及水文状况：场地地基土上覆土层由人工填土，第四系冲积层的淤泥质土、粉（细）砂、中（粗）砂、粉砂夹粉土、粉质粘土及第四系残积土层组成。砂层埋深较深，最深达到了19m。地下水主要赋存于粉细砂层和粗砂层中，含水量丰富，渗透性强。部分地段的地下水属于承压水。周边均为道路与建筑物，场地内地下水位较高，地下水丰富，开挖范围内土层为杂填土、淤泥质土以及粉细砂层。工程砂层厚，埋深大，而且砂层较密实。
2.基坑支护方案设计
2.1支护结构选型
桩锚式支护结构工期较短，工程造价较低，不影响地下室结构施工，适合本工程施工。锚索在砂层中难以施工、会造成地下水与砂土流失而造成地面沉陷的施工难点，可通过采用预应力锚杆的“压水钻进成孔法”施工工艺以及跟套管钻进工艺加以解决。综合以上所述，该工程确定采用钻孔桩+预应力锚索支护方案。
2.2支护结构
支护结构排桩采用φ1000@1100钻孔灌注桩。排桩间设置550@1100单管旋喷止水帷幕。钻孔灌注桩桩长约21m，施工中以进入强风化岩或残积土层1m为准。在排桩桩顶整圈设置1000mm×800mm的钢筋混凝土压顶梁。
2.3预应力锚索设计
根据计算结构，本工程采用一桩一锚的形式，上下共设两排。
第一排锚索（YM1），位于地面下3.2m位置，轴向拉力设计值为40t，预应力锁定值为20t，设计采用φ150锚孔，锚杆长度35m，自由段5m，锚固段30m，采用3×7φ5钢绞线。
第二排锚索（YM2），位于地面下6.0m位置，轴向拉力设计值为55t，预应力锁定值为40t，设计采用φ150锚孔，锚杆长度35m，自由段5m，锚固段30m，采用5×7φ5钢绞线。
2.4基坑地下水控制设计
（1）止水帷幕设计
旋喷桩采用单管旋喷，设计桩径为550mm，设计桩长暂定为21.0m，实际施工按进入不透水层1.0m控制，流量10L/min，注浆压力为25～28MPa，水泥用量为180kg/m，钻孔钻速为20～25r/min，提速为0.2～0.3m/min。
（2）降水设计
地下室采用井点降水。共设降水井18个，降水井深度为14m，降水井直径均为800mm。其中剪力墙承台位置为16m。周边设置4个地下水位观测井。
3.基坑桩-锚复合支护结构施工技术
3.1施工工艺流程
施工放线→钻孔灌注支护桩施工，单管旋喷桩止水帷幕施工→桩检测→压顶梁施工→场地土方开挖至-2.5m→第一道预应力锚索施工→第一道预应力锚索张拉→场地土方开挖至-7.5m→第二道预应力锚索施工→第二道预应力锚索施工→土方分层开挖至设计深度。
3.2钻孔灌注支护桩施工
（1）钻孔桩成孔
钻孔桩的机具选择、护筒埋设、泥浆护壁、施工要领及清孔等要求按现行规范和规程处理。桩成型后必须清除孔底沉渣，清孔后沉渣厚度不得大于100mm，并应立即灌注水下砼。
（2）钻孔桩钢筋笼制作及安装
纵向受力钢筋采用HRB400钢筋，纵向受力钢筋的连接采用焊接，单面焊接10d，双面焊接6d。焊接接头必须按规范要求错开。保护层厚50mm。螺旋箍筋和横向加劲筋均采用HRB335钢筋，纵横钢筋交接处焊接牢固。钢筋笼外侧需设混凝土垫块或采用其他有效措施，以保障钢筋保护层厚度的准确性。
（3）钻孔桩水下混凝土浇灌挡土桩混凝土强度等级C30。灌注前，应检查商品混凝土供应厂家提供的混凝土级配单，抽查测定到场混凝土的坍落度，禁止使用不符合坍落度要求的混凝土。导管口离孔底应控制在30-50㎝范围内，灌注混凝土开始后应连续作业，严格控制拆导管的时间，一般不超过15min，不得中途停工；当导管内未灌满混凝土时，后续混凝土应徐徐灌入，防止在导管内造成高压气囊，将导管节间的胶垫挤出，而使导管漏水。
在灌注过程中，应经常测量混凝土面的上升高度，导管埋深宜为2-6m，严禁把导管拔出混凝土面。随着导管的提升，逐渐拆卸导管。混凝土灌注过程中，必须严格按施工规程操作，控制好拔管高度，掌握混凝土面上升高度，以避免出现堵管、导管进水、混凝土离析夹泥、钢筋错位、断桩等事故发生。当灌注混凝土至设计桩顶标高时，必须测定实际浇注混凝土面标高，应在扣除桩顶浮浆层后，略超过设计高程（高出桩顶设计标高0.8m）。
3.3单管旋喷桩止水帷幕施工
单管旋喷桩按照设计要求进行施工，施工过程中，严格控制桩长、桩径、流量、注浆压力、水泥用量、钻孔钻速、提速等施工参数，确保单管旋喷桩止水帷幕起到止水的效果。
3.4预应力锚索施工锚索成孔施工工艺应采用跟管钻进法。水泥强度等级为42.5R。一次注浆材料选用0.45～0.50纯水泥浆，一次注浆压力为0.4～0.6MPa；二次注浆材料选用水灰比为0.45～0.50的纯水泥浆，注浆压力为2～3MPa。沿杆体轴线方向每隔1.5m应设置一个对中支架，注浆管、排气管应与锚索杆体绑扎连接。待注浆体和混凝土梁达到设计强度的80%后方可进行锚索张拉。锚索锁定前先分级张拉至设计抗拔力的1.1倍，保持15min，然后卸荷至零，再重新分级张拉至锁定荷载预应力进行锁定作业，锚索张拉荷载分级及观测时间应遵守规范进行。自由段的锚索外套保护管，锚固段水泥浆保护层厚度不应小于20mm。
4.基坑施工监测
为确保周边建筑物、道路和地下管线的安全，保证基坑支护结构在挖土和整个地下结构施工过程中的稳定，必须委托有资质的第三方对其进行监测。
对主要监测项目设定的控制值为：支护结构最大水平位移控制值为35mm，周围地面沉降变形的控制值为30mm。水平位移控制值为30mm，地面沉降控制值为25mm。在整个土方开挖和地下结构施工过程中，从监测结果来看，各点的监测数据都在设计允许范围内，未出现异常的情况。
结语
通过工程施工的实际效果可以看出，本工程保证了基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行，是合理的基坑支护方案。施工过程中所采取的施工措施是得当的，达到了预期目标。
参考文献
[1]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
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