何展宏
身份证号44190019890928****
摘要：在现代建筑工程中,高层和超高层建筑占据较大比例,其对于基础的稳定性和承载能力有相当严格的要求,一般都会采用深基坑基础。在深基坑开挖阶段,需要通过合理应用基坑支护施工技术来保证工程的施工安全。对此,文章结合具体工程实例,对建筑工程施工中深基坑支护施工技术进行了研究和讨论,希望能为类似工程的施工建设提供参考。
关键词：深基坑支护；土钉墙；围护桩；施工技术
前言：随着城市发展私家车数量的增加，住宅小区的地下室建设规模越来越大，为了满足建筑物的结构稳定性等要求，工程中对边坡及深基坑支护技术的要求也越来越高。各种深基坑支护体系理论近年来发展很快，受城市地域的影响，深基坑的开挖放坡空间受限，故工程常采用打围护桩、土钉墙等支护方式。围护桩间墙具有挡土、止水的双重功能，施工中无振动、无噪声、污染少、经济性好；土钉墙支护稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好。针对某住宅小区工程中深基坑支护的复杂环境，对该小区的北侧和东侧分别采用土钉墙和围护桩支护的方式，分别介绍其施工方法，并提出施工中质量控制要点，保证了该深基坑工程的顺利进行。
1工程概况
1.1工程情况
该工程项目由17#、18#、12# 楼共3幢组成，该建筑地下2层，12# 楼地上26层，17#和18#楼地上27层，建筑的高度均为78m左右；占地面积1455.73㎡，总建筑面积39668.8㎡。属一类高层建筑，±0.000为黄海高程343.70m，主楼采用筏板基础，纯地下室部分采用墩基础。该工程结构类型为框架剪力墙结构，基坑土方开挖深度约为5.9～7.5m，属于深基坑。
1.2工程地质
项目地貌属河流I级堆积阶地，南西侧为山麓斜坡堆积地貌，地形较平缓。场地原为根植地及旧房拆迁地，因建设需要现已回填整平，地面标高为-5.2～-3.7m。该深基坑的坑壁土体主要组成为：杂填土、根植土、粉质粘土、卵石、粉质粘土，含角砾粉质粘土等。地下水位于-4.50m处，基坑开挖时采用集水明井进行排水的措施。
2施工技术方案
经考虑安全、施工技术可行性、经济和工期等方面，依据现场实际环境，深基坑支护方案为：北侧基坑采用土钉墙支护，西侧为空地具备放坡条件，采用放坡开挖，坡面喷射砼护面；东侧靠莲庄路采用排桩支护。该项目的土方开挖量约5万m3，基坑面积较大，支护结构为旋挖灌注桩及土钉墙支护，具备分区分层开挖条件。东侧由于采用围护桩支护，按照垂直挖土考虑，其余各侧采用分层开挖考虑，土方开挖拟采用三台反铲挖掘机（1m3）开挖，土方外运采用10t土方车20部，并根据开挖进度及道路运输条件实时调整。
深基坑支护结构阶段：本工程为排桩、桩间墙及土钉墙支护。沿基坑周边有冠梁地段，分三阶段开挖沟槽至作业面。第1阶段先施工钻孔灌注桩，待围护排桩施工完成后，再进行冠梁施工，冠梁面的标高为－2.0m，冠梁底标高开挖至-2.6m，冠梁施工的同时凿打桩头，修整边坡（基坑外侧边坡按设计要求放坡），待冠梁完成后，施工截水沟及喷射混凝土。分段开挖，冠梁随后流水作业。待冠梁施工完成，该区段再分层开挖至基坑底标高（-9.2m）。沟槽上下设置坡道，坡顶设置临时防护栏杆及警示标志，土方开挖施工还应注意支护结构的保护。
基坑内侧临时边坡采用二级放坡方式，由于基坑为长方形，为挖土方便及减少坡道对挖土的影响，故土方开挖坡道设置在基坑的北侧。坡道采用内坡道，坡度1:4～5，坡道宽7～8米（考虑双车并行）。首先进行混凝土灌注桩施工，混凝土灌注桩施工完即进行12#、18#及17#楼土方开挖，土方开挖过程中边开挖边进行锚管、土钉墙支护。运输道路位于基坑东侧，从基坑西侧往东侧分层后退开挖，北侧预留道路最后开挖。基坑工程施工顺序为：场地平整→施工控制点测放→坡顶排水沟施工→混凝土灌注桩→土方开挖→冠梁施工→钢管、土钉施工→挂网喷射砼施工→开挖至坑底→坑底垫层施工。
3基坑支护施工技术
该工程项目所处的位置，东临已建市政道路，北侧为规划道路、西侧为二期工程的复杂地形条件，西侧为空地采用放坡开挖，同时挂网喷混凝土 ；北侧采用土钉墙支护，东侧靠莲庄路采用排桩围护墙支护，本文主要研究北侧和东侧的支护方式。
3.1北侧土钉墙支护
土钉墙是在原状土体中打入由钢筋制成的土钉，然后在边坡表面铺钢筋网并喷混凝土，使土钉、钢筋网和喷射的混凝土能形成整体，以维持边坡稳定，保证基坑开挖后坡面稳定的一种技术。该工程土钉支护锚杆采用HRB400C20钢筋，间距1500mm，长度分别为4500mm、6000mm、9000mm，施工口直径为110mm；加劲筋的布置为4B16，面层喷射的混凝土强度等级为C20，喷射厚度为100mm，采用 B8@200x200做为钢筋网，施工过程中支护锚杆的锚固力≮90kN。泄水孔长度为800mm，管的直径为50mm，间距为1500mm。
在进行锚杆施工前先对坡面进行钻孔，孔的深度＞土钉钢筋长度+0.5m，然后清孔插入锚杆并灌浆，成孔的倾角误差必须在±1°以内，钻孔的深度误差须在±100mm之内。采用强度M10的水泥浆进行灌浆，水灰比为0.5，添加0.05%的三乙醇胺早强剂，采用注浆压力为0.5～1.0MPa 的低压注浆工艺。注浆过程需持续进行，直到孔口浆液溢出，或者注浆压力达到设计要求并稳压3分钟方可停止注浆。注浆管应与土钉杆体绑扎在一起，并在孔口的位置设置止浆塞、排气管等装置，注浆管和孔底的距离应在150mm为宜。
3.2东侧围护桩施工技术
东侧基坑支护的围护桩采用混凝土灌注桩，直径1m，间距2m布置一根，桩顶标高为-5.60米，桩长为10.1米，桩数量 N=35根，混凝土标号为C30，截面配筋中的纵向受力的主筋为16C20、加强箍筋布置为C20@2000，螺旋箍筋布置为A10@120，围护桩及排水示意图如图1所示。
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图1 东侧围护桩及排水示意图
3.2.1钢护筒埋设：
该工程的围护桩采用旋挖钻机成孔，钢护筒用5mm钢板卷制而成，桩直径为1000mm，护筒内径取1030mm、长为4m，在钢护筒的顶部、中部和底部加焊5mm厚约15cm高的加强圈，对护筒接头处需满足焊接要求，能耐拉、压、且不漏水。对于钢护筒的埋设可以采用锤击或加压等方法，按要求须落在较坚硬密实的土层上方0.5m处。确定桩中心后埋设护筒，护筒的具体位置需满足误差要求，如：护筒顶面的中心与设计桩位偏差≯5cm，倾斜度误差＜1%，经过测量检查无误后方可开钻。
3.2.2钻孔异常处理：
（1）坍孔处理
旋挖钻机钻孔时如发生坍孔情况，需分析并查明原因后才能继续钻进。根据现场情况，可适当加长钢护筒的埋设，同时调整泥浆比重1.15～1.4，或在泥浆中加入干锯末，从而起到改善其孔壁结构的作用。钻头需缓慢进入泥浆的液面，并缓缓的匀速下至孔底，如果坍塌情况严重时，应回填后再重新钻孔。
（2）缩孔处理
当钻孔时发生弯孔、缩孔时，将钻头缓缓提升至偏孔的位置，然后进行反复扫孔至孔身正直；如发生严重弯孔和探头石状况时，可以回填卵石、小片石或黏土混合物至偏孔位置处，待所有的填料沉实后再进行钻孔纠偏。
3.2.3大直径长桩施工：
因钢筋笼中主筋的直径较粗，所以采用搭建平台的方式来制作钢筋笼，对吊装的主筋采取在横断面垂直交叉布置钢筋的方式进行加固；在运输吊装过程中，须用双吊车或单吊车主、副钩同时起吊，防止骨架因碰撞或自重而产生变形，主筋须两人同时施焊，确保钢筋笼对接之后的垂直度满足要求。在下放钢筋笼之前，须用直径略大、附带重物的短节钢筋笼预先下放以检查孔的质量，保证钢筋笼下放时不出现卡笼现象。
（1）直径较大的钻孔桩可采用高级泥浆进行护壁，即PHP泥浆，在普通泥浆中掺入聚丙烯酰胺，故称这类泥浆为PHP泥浆。其参量一般为泥浆量的万分之0.3，和普通的黏土自然造浆相比，PHP泥浆是在膨润土配置的基浆中参入PHP胶体制成的，其优点是失水量小、泥皮薄且致密柔韧，护壁效果较好。
（2）钻机在钻孔的时候为了避免糊钻塌孔现象，应注意控制和调整泥浆的稠度，当钻孔遇到黏土层时应注入清水以减小泥浆稠度，在砂层和砾石层中应适量加入黏土以提高泥浆稠度，保证钻孔安全。
（3）钻孔时当碰到砾石层钻进速度缓慢时，应先用1m的小钻头钻进到设计标高，然后用1.5m钻头复钻扩孔，用这种方法可以大大提高工作效率。
3.2.4桩间墙施工：
为保证基坑支护的安全，确保桩间土体的稳定，在土方开挖过程中，支护桩桩桩间喷射C20砼80厚砼墙，内挂钢筋网片φ8@200mm×200mm。
（1）桩间土修理平整。要求在边开挖时边修理，保证侧壁土体在自然状态下能保持稳定。
（2）在修理完毕后，进行挂网处理，在网片上方纵向压2根φ16@2000钢筋，植筋在桩上。
（3）网片可以采用预制好的，用短钢筋（土钉）固定在桩间的位置。
3.2.5降水工程施工：
（1）本工程采用集水明井进行排水，集水明井可以沿基坑底部周边进行布置，基坑底四周及各边约20～25m间距挖一直径0.8m，深约1.0m的集水井，用预制井圈埋入，用潜水泵抽取集水坑中地下水排入坡顶截水沟并引向市政管道或河道。
（2）基坑底及基坑坡顶采用400×400排水沟，延伸至基坑四周导流到集水井。
（3）边坡喷锚时，为防止坡面渗水影响喷锚质量和边坡稳定，在边坡设置泄水管。泄水管采用φ=50mm的PVC 管，L=0.8m，i=5%，管壁钻成梅花孔，用不小于10目的密目网包裹，管周用碎石填充，泄水孔水平间距为4.5m，竖向间距为1.5m。
（4）基坑顶应环形闭合设置截水沟，每隔20～25m 设置一个集水井，经沉淀后排入市政管道，以防地表水流入基坑。并应准备充足的潜水泵及电源，以备暴雨时的基坑积水。
4深基坑支护质量控制要点
（1）以基础平面图为依据，开挖时要实时核对基坑轴线和几何尺寸，挖土过程中要定期进行复测，校验控制桩的位置及标高。
（2）钢护筒埋设时，需在顶部、中部和底部加焊5mm厚约15cm高的加强圈，以保证钢护筒的结构强度满足使用要求，长度不够可以连接加长。
（3）大直径孔桩采用高级泥浆进行护壁即 PHP 泥浆护壁，在普通泥浆中掺入聚丙烯酰胺，严格控制其参量，一般为泥浆量的万分之0.3。
（4）为保证基坑、周边道路和构筑物安全，详细掌握支护系统的工作情况，满足信息化施工的要求；本支护工程按设计要求进行监测，及时掌握基坑发生变化情况，避免发生安全事故。
结语:
该住宅小区项目的深基坑工程采用土钉和围护桩支护技术，靠近公路，地形复杂，本文介绍土钉墙和围护墙排桩支护的施工工艺、降水工程的施工方法，提出深基坑支护中的质量控制技术要点，降低该工程的施工风险，对类似基坑工程项目的建设具有一定借鉴作用。
参考文献:
[1]龙伟.建筑工程施工中深基坑支护施工技术管理研究[J].工程技术研究.2020.
[2]白兴宇.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术探讨[J].住宅与房地产.2020.