高层住宅楼深基坑支护及降水施工

高层住宅楼深基坑支护及降水施工
摘要:本研究通过某高层住宅楼项目深基坑支护与降水施工的实践为例,对深基础施工和降水施工的方案选择和确定做了详细的介绍,并对重力式挡土墙止水帷幕、高压旋喷桩及拉锚式钢筋混凝土灌注桩支护等施工工艺、施工流程及操作技术要求进行了剖析,希望本研究对今后的深基坑施工有借鉴意义。

关键词：深基坑支护；工艺；施工
前言：
做好高层住宅基坑和降水施工是确保工程顺利施工的前提。

本研究结合实际工程就基坑支护与降水施工中排水措施的具体步骤进行详细的叙述，希望能够对于施工单位有一定的帮助。

1.工程大概状况
本工程场地位于西安市含光路以西，南二环路以北，西临兴化巷，北临兴化东巷，原某住宅小区内。

本工程由4栋高层住宅主楼、裙房、地下车库等组成，形成大底盘多塔楼联体结构；住宅主楼最高部分为地上33层，钢筋混凝土剪力墙结构；裙房部分为地上2层，地下车库为地下1层，均为钢筋混凝土框架结构。

开挖基坑平面近似长方形，平面尺寸东西长112.18m，南北宽85.20m，设计开挖深度为-8.25m，基坑四周地坪标高介于-0.75～-0.95m之间，基坑边坡实际高度为7.3～7.5m，均无放坡条件。

2.周边地质分析
根据《铁道部第三工程局高层住宅楼岩土工程勘察报告》,反映该工程场貌属于汾河冲击形成的Ⅰ级阶地,场地土为中软场地土,场地类别为Ⅲ类,地基为不均匀地基。

该工程场地上部含水层为粉土、粉质粘土弱透水层组成。

土为中软场地土，场地类别为Ⅲ类，地基为不均匀地基。

在基坑开挖深度范围内主要以饱和的素填土为主，必须采取支护、止水措施。

场地土在勘察深度范围内的地层岩性主要为第四纪松散堆积物，即全新世人工填土，晚更新世风积黄土，残积古土壤，中更新世冲洪积粉质粘土及中、粗砂等。

稳定水位埋深为11.00～12.00m，根据区域水文地质资料，水位年变化幅度1.5m左右。

3.施工方案的设计
3.1 护坡桩设计方案
根据场地地质条件及周边建筑物等环境条件，设计采用不太的支护组合模式，即：Ⅰ-Ⅰ段：该段位于基坑南侧及东侧的南端和北端，基坑开挖边线4.5～6.1m处有5-7层的住宅楼4栋，基础埋深-3.2m。

该段附近有重要建筑，采用护坡桩+锚杆+土钉墙进行支护。

护坡桩：L=12.0m，φ700，间距2.0m，主筋15Φ18，
箍筋Φ14@2000，绕筋φ8@200，混凝土强度等级C35；冠梁：7 0 0 × 5 0 0 ，主筋8Φ18，箍筋φ8@250，混凝土强度等级C35；锚杆：第一排锚杆按一桩一锚布设，第二排锚杆按一桩两锚布设，锚杆长度12.0m，主筋2Φ18，孔径150，倾角15度；土钉墙：设计施工两排土钉，分别对锚杆上部及下部桩间土进行加固，土钉水平间距2.0m，土钉长度4.5m，主筋1Φ18，孔径120, 倾角12度。

3.2 支护的设计方案
Ⅱ-Ⅱ段：该段位于基坑东侧中间原有住宅楼之间，结合两侧支护段方案，采用护坡桩+锚杆+土钉墙进行支护。

护坡桩：L=12.0m，φ600，
间距2.0m，主筋12Φ18，箍筋Φ14@2000，绕筋φ8@200，混凝土强度等级C35；冠梁：6 0 0 × 5 0 0 ，主筋6Φ18，箍筋φ8@250，混凝土强度等级C35；锚杆：锚杆按一桩两锚布设，锚杆长度12.0m，主筋2Φ18，孔径150，倾角15度；土钉墙：设计施工四排土钉，分别对锚杆上部及下部桩间土进行加固；土钉水平间距2.0m，垂直间距1.3m，土钉长度4.5m，主筋1Φ18，孔径120，倾角12度。

4.施工工艺
4．1 总体工序流程
场地为原有住宅楼拆迁场地，地下埋藏及地上架空管线较多，在基坑开挖及基坑边坡支护工程施工前查清所有管线分布情况，加以保护。

桩和冠梁施工，在基坑坡顶设置变形观测点，在周边建筑物设置沉降观测点，并进行初次观测。

基坑开挖严格按分层分段的原则进行，分层深度按2.5m一层，且每层分段开挖长度不宜超过30m，若因施工进度需要超挖可每隔30m设置一处5.0m宽台柱做临时支撑。

4.2 护坡桩施工工艺
在钻机安装调试完毕后，应先进行试转，只有当钻头锥与桩位中心对准后，才能进行正式钻进。

钻进过程中随时检查成孔的垂直度，避免孔斜，钻孔垂直度偏差小于1％度。

钢筋制作及固定①钢筋笼制作误差为：主筋间距± 1 0 m m ，箍筋间距±20mm，钢筋直径±10mm，钢筋长度±100mm。

②钢筋笼保护层偏差为20mm,为了保证钢筋居中，各层加劲周围等距离加焊6个钢筋定位器。

③钢筋吊放时应对准孔位轻放、慢放，放置到要求标高后，用铁丝在孔口固定好。

严禁高起猛落，强行下放。

防止钢筋倾斜、弯折或碰撞孔壁。

4.3 锚杆、土钉墙的施工工艺
锚杆、土钉墙应在排除地下水条件下进行施工，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静压水力。

锚杆、土钉成孔前，应按设计要求定出孔位并做
出标记和编号。

孔位允许偏差不大150mm，钻孔的倾角不大于3度，孔径允许偏差-5～20mm。

成孔过程中按锚杆、土钉编号逐一记载：土体特征、成孔质量、事故处理等。

并将孔中取出的土体与设计时所认定的加以对比，有偏差时应及时修改设计参数。

成孔后应进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水、塌孔或掉落松土等及时处理。

并及时安设锚杆、土钉。

锚杆、土钉置入孔中后，可采取重力或低压(0.4—0.6MPa)方法注浆填孔。

重力注浆以满孔为止，但在初凝前需补浆1～2次。

向孔内注入浆体的充盈系数大于1.1。

每次向孔内注浆时，应预先计算所需浆体体积并根据注浆泵的冲程数，求出实际向孔内注入的浆体体积，以确认实际注浆量超过孔的体积。

注浆用水泥砂浆的水灰比不宜超过0.4～0.45，浆液应搅拌均匀并立即使用，开始注浆前、中途停顿或作业完毕后须用水冲洗管路。

钢筋网片可用焊接或绑扎而成，网格允许偏差-10～+10mm,钢筋网片铺设时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或200mm，如为搭接焊则焊接长度不小于网筋直径的10倍。

喷射混凝土配合比应通过试验确定，并通过外加剂来调节所需工程强度和早强时间。

喷射混凝土的喷射顺序应自下而上，喷头与受喷面的距离宜控制在0.8～1.2m之间。

射流方向垂直喷射面，但在钢筋部位，应先喷填钢筋后方，然后再喷填钢筋前方，以防止钢筋背面出现空隙。

喷射混凝土面层后，应进行养护7天。

5.效果分析
5.1 排水效果分析
在基坑内沿基坑坡脚处设置排水沟，水沟由南向北坡度为2‰，在基坑最北侧设积水池，通过污水泵及时将积水抽至市政排污系统。

在基坑边坡坡面设置泄水孔，利用泄水孔将土体内积水疏导引流，防止边坡大量积水破坏土体结构，影响基坑安全。

在坡顶四周支护范围内设置排水沟和水泥砂浆或混凝土面层，防止地表水向下渗透。

靠近基坑坡顶宽2～4m的地面应适当垫高，并且里高外低，便于径流远离边坡。

基坑开挖后,周围无渗漏,经观察,回灌井水位无变化,降水速度快,效果好,对周围建筑无大的影响等。

5.2 支护效果分析
在基坑开挖过程中，通过观察基坑支护结构的变形，南侧的变形最大达到14mm，北侧由于有拉锚桩起作用，变形最大只有4mm，东西两侧最大变形为5mm。

在基坑开挖和地下结构施工中，周围地面和住宅楼未发现任何损害现象。

基坑内地下水位降至施工操作面以下，在开挖过程中，地基土方呈干燥状态。

5.3 变形监测
本工程须针对基坑边坡进行水平位移及沉降观测，针对基坑周边建筑物进行沉降观测。

按照设计要求，基坑监测工程预警值为：坡顶水平位移最大值为30mm，预警值25mm，周边建筑物沉降最大值为25mm，预警值为20mm。

当观测发现超过预警值或出现情况异常时，要及时进行补救。

结语
通过本研究的简单介绍，我们可以知道高层建筑深基坑和防水过程遇到许多的问题，需要我们把把握好各个环节，促进施工企业的发展。

参考文献：
[1]建筑施工手册编写组.建筑施工手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2003.
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