关于深基坑支护设计优化与施工工艺

关于深基坑支护设计优化与施工工艺
摘要：本文结合深基坑工程实例，对其支护设计进行研究探讨，详细介绍了该
工程中的支护施工方案及质量控制管理措施，分析得出相关工程施工管理经验，
以保证工程在复杂的工作环境中顺利高效地进行，供相关人员参考借鉴。

关键词：深基坑；支护设计；灌注桩；应急措施
深基坑支护的设计与施工管理是保证工程建设顺利的前提，其中深基坑支护
的施工不仅要求保证基坑内正常作业安全，而且要防止基坑及坑外土体移动，使
得基坑附近建筑物、道路、管线能够正常运行，具有极大的施工难度。

现通过工
程实践与科研，在基坑支护理论与技术上得到了进一步的发展，提高了工程施工
方案的安全性，值得推广应用。

1 工程概况
随着城市建设、水利及交通等行业的日益发展，大量的高层建筑地下室、大
坝围堰等工程得到建设，由此产生了超大超深基坑工程，并且处于已建建筑物附近，呈现“深、大、紧、近”的特点，其工程的设计施工难度大，对周围环境的控
制更加严格，本文以某住宅建设为例，详细介绍复杂条件下基坑的设计支护方案。

某住宅位于岛内，三面环水，设3层地下室，采用桩基础，基坑开挖面积为14000m2，周长约520m，西北侧地下室外墙距用地红线最近距离约10m，红线
外为越河，基坑东南侧临近已建地下1层非机动车库1.5m，实际开挖深度
8.55m～10.05m。

1.1 工程地质概况
根据勘探孔揭露，拟建场地内地下水类型属第四纪松散层中孔隙潜水及承压水，测得钻孔中潜水初见水位0.21m～1.11m（埋深1.70m～2.40m），稳定水位
为0.41m～1.31m（埋深1.50m～2.20m），历史最高地下水水位1.90m，近3～5
年最高水位为1.88m，最低水位为0.55m，年变化幅度约1.2m。

勘察期间潜水位
高于河水位，地下水补给地表水。

潜水与越河水体有较为密切的水利联系，潜水
位与越河水位基本同步下降。

对基坑有影响的承压含水层水位埋深一般2m～3m，勘察期间测得承压水位
为0.4m（埋深2.4m）
1.2 工程特点及主要解决的问题
（1）基坑开挖深度范围内土质较差，以淤泥质粘土为主，设计时需要考虑
有效的支护措施以控制基坑开挖过程中基坑支护结构的变形。

（2）基坑东南侧临近已建非机动车库，需重点考虑开挖过程中对非机动车
库的保护
（3）基坑南侧台山路及东南侧非机动车库区域地下管线密集，需严格控制
基坑开挖过程中周边管线的变形。

（4）基坑西北侧临近越河，施工期间围堰封闭，将水抽干后整平作为施工
办公、材料堆场、土方清运场地。

此区根据特殊情况，采取合理有效的支护形式。

（5）本工程基坑拟与东北侧待建写字楼整体考虑，设计时考虑本工程基坑
与后期写字楼基坑的衔接问题。

（6）基坑开挖面接近承压含水层，水头较高，在开挖过程中需要考虑对地
下水的处理问题。

2 基坑支护设计优化
根据本基坑工程的特点，根据盐城地区地质勘查报告，支护形式选择桩撑、
桩锚支护结构体系。

该工程的支护方案为桩撑，桩锚支护、角部斜支撑、排桩、混凝土对撑、钢
管抛撑相结合的结构体系。

2.1 基坑东南侧AB段采用三轴深搅桩内插矩形桩加钢管抛撑
本区段外侧为已建的地下1层非机动车库，基坑开挖深度6.35m，考虑到非
机动车库靠近基坑侧外墙，将开挖暴露后进行施工，采用三轴深搅桩内插矩形桩
作为挡土结构，桩顶标高为-0.30m（从冠梁顶起算），搅拌桩的成孔直径Φ850﹫600，内插CSPR-450×600（250）预应力高强度混凝土矩形支护桩，混凝土强度等
级为C35，桩间距0.6m。

钢管抛撑为1道Φ610×10，杆系为22a槽钢。

2.2 基坑西南侧及西北角BCD段采用钻孔灌注桩加2道混凝土角撑
本区段开挖深度按主楼筏板底标高考虑，地板标高-5.3m，筏板厚1300m，
垫层厚150mm，则底板开挖面标高为-6.75m，自然地面标高为3.30m，基坑实际
挖深10.05m。

桩径1m，桩间距1.2m。

桩的纵筋采用HRB400，箍筋采用HPB300，实际配值d8@200，加强箍筋HRB335，实际配值D16@2000。

内撑水平间距8m，竖向间距分别为1.9m，4m。

2.3 基坑西北侧临河DE、GH段采用三轴深搅桩内插矩形桩加2道旋喷锚杆
此区段临近越河，施工期间设围堰封闭，将水抽干后回填至1.8m，自然地面标高1.8m，基坑实际挖深8.85m。

桩顶标高-1.8m，搅拌桩的成孔直径Φ850﹫600，内插CSPR-450×600（250）预应力高强度混凝土矩形支护桩，混凝土强度等
级为C35，桩间距0.6。

旋喷桩水泥量掺入量为20%，水灰比0.7，直径为500mm，旋喷搅拌桩内插
钢绞线，并进入旋喷桩底，旋喷索张拉锁定值分别为首道锚索210kN，第二道锚
索175kN。

锚索间距为1.8m，竖向间距分别为2m，2.2m，入射角度30°，首道锚索长度为24m，第二道锚索长度为18m，钢筋级别HRB400。

2.4 基坑东侧与写字楼基坑交界处EF、GH、MN、NA段采用钻孔灌注桩加两
道混凝土对撑
自然地面标高2.5m，基坑实际开挖深度9.25m，桩顶标高-0.7m，桩径0.9m，桩间距1.1m。

桩的纵筋采用HRB400，实际配值23E25，箍筋采用HPB300，实际
配值d8@200，加强箍筋HRB335，实际配值D16@2000。

内撑水平间距12.5竖向
间距分别为1.1m，4m。

2.5 住宅楼基坑与后期写字楼基坑交界处采用临时1：5放坡，坡顶设置单排
三轴深搅桩止水帷幕
该区域按设计坡比放坡，人工修正坡面。

坡面挂网喷浆处理，喷浆厚80mm
第一次喷厚40mm，第二次喷厚40mm，采用Φ6@200双向钢筋网片。

放坡面采
用每隔1.5m设置PVC塑料管Φ100长300排水。

基坑内侧桩底标高-6.75m，桩径850，桩间距1200mm，内插CSPR-450×600（250）预应力高强度混凝土矩形支护桩，混凝土刚度等级为C35。

3 基坑支护施工
3.1 三轴深搅桩
该工程三轴深层搅拌桩叶片直径为850mm，桩中心距1.2m，采用套接一孔
法施工。

使用42.5级普通硅酸盐水泥，设计掺入量为22%，水灰比为1.5～2.0，
水泥土28d的强度大于0.8MPa，深搅桩桩位偏差低于50mm，垂直度偏差不大于
0.5%，下沉速度控制在0.5m/min～0.8m/min，提升速度控制在0.8m/min～
1.0m/min，保持匀速下沉和匀速提升，桩与桩的搭接时间小于24h。

3.2 钻孔灌注桩
钻孔灌注桩施工前，应探明和清除桩位处的地下障碍物。

成孔时应严格控制
缩径，坍孔，孔斜现象。

当成孔至设计标高，经检验合格后，应立即清孔。

施工
期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上。

成孔厚，孔底成渣厚度作为支
护桩时不超过200mm，作为立柱桩时桩底沉渣不超过50mm。

钻孔灌注桩施工时
应保证桩径偏差不大于50mm，垂直度偏差小于0.3%，桩位允许偏差不大于
100mm。

桩顶凿除浮浆后桩顶标高处的混凝土应清洁并达到设计强度，桩顶进入
冠梁内50mm。

3.3 旋喷锚索
旋喷搅拌桩施工必须按照分段分层开挖，分层厚度必须与施工工况相结合且
不大于2000mm。

下层土开挖时，上层的旋喷桩必须有7d以上的养护时间并已张拉锁定。

旋喷桩钻孔前按施工图放线确定位置，作上标记；钻孔定位误差小于
50mm，孔斜误差小于3°，径偏差不超过2cm，并严格按照设计桩长施工。

钢绞
线插入定位误差不超过30mm，底部标高误差不大于20cm。

筋体应放在桩体的中心上，待旋喷桩体养护7d后，在钢绞线上施加预应力后锁定，使筋体与围檩、
锚具链接牢固。

每根钢绞线由7根钢丝绞合而成，桩外留1.0m以便张拉。

锚头
用冷挤压法与锚盘固定；旋喷桩及冠梁、围檩强度达到设计强度的85%后方可进
行张拉锁定。

3.4 立柱，立柱桩
立柱桩桩顶标高应为立柱设置处垫层底标高，立柱格构底标高应低于立柱桩
桩顶标高2.5m，护筒中心与桩位中心偏差小于10mm，成桩中心与桩位中心偏差
小于10mm，桩身垂直度偏差不大于1/300，桩底沉渣厚度不大于50mm（浇筑混凝土前），立柱中心与钢筋笼中心应在同一轴线上，成桩后立柱垂直度应满足不
大于1/300，立柱顶标高与设计标高值偏差小于30mm。

桩顶混凝土标高对于立
柱桩应比设计标高高出2.0m。

4 基坑支护施工应急措施
4.1 支护结构受力体系方面的应急处理措施
若土方开挖过程中出现局部坑壁位移过大，坑边出现裂隙等情况；及时暂停
土方沿基坑纵向的开挖范围，增加钢支撑控制变形，如变形发展迅速，应立即回
填土方，阻止变形进一步扩大。

若基坑侧壁出现局部滑塌可在塌方处打垂直锚管，焊接横向网筋，及时喷射混凝土面层。

4.2 止水帷幕、排水方面的应急处理措施
由于大气降水或因上、下水管破裂造成地表浅层水量较多时，查明水源，进
行修复、截断、改道或者停用，同时在地面沿坑壁四周，距坑壁1.00m～1.50m
处设置排水沟，将雨水或其他地面水引流至远离基坑处排水，在坑壁的顶部地面
喷射混凝土，防止坑边地面渗水。

对地面开裂等情况及时采用水泥浆封闭，防止
雨水渗入。

5 结语
深基坑支护工程施工的优化改进，是建筑工程建设发展的重点，为取得一种
合理的支护类型，不但要求施工设计人员必须充分考虑现场环境、工程地质条件
以及工程要求，还要保证施工过程中时刻的质量监控，并采用多种支护方案，如
此便能取得更好的社会经济效果。

参考文献：
[1]刘创、陈为.多支护形式在高层建筑深基坑中的综合应用[J].施工技术.2004
（10）
[2]林木文.高层建筑深基坑支护现状及施工管理分析[J].广东建材.2010（07）。