某大型深基坑工程施工技术

某大型深基坑工程施工技术研究
摘要:本文详细介绍了某广场大型深基坑工程所采用的关键施
工技术，包括桩间土钉施工技术、旋喷桩施工技术、挂网喷浆放坡支护技术、降水施工技术。

在施工过程中，还采用了先进的监测技术及信息化技术，确保基坑施工处于受控状态。

关键词:大型深基坑；支护；放坡；旋喷桩
1工程概况
某广场一期工程建筑面积约13万m2，地上为4栋28层的高层住宅；自然地面标高－0.45m，基坑底面标高－11.3m，基坑开挖平面总面积达2万m2。

深基坑支护由“东、北两侧钻孔灌注桩+桩间钢管土钉”和“西、南自然放坡+挂网喷浆混凝土”组成；外围止水和深基坑降水采用支护桩φ800二重管高压旋喷桩止水、一级管井降低地下水位，并布置少量观测井（见图1）。

图1深基坑平面图
本基坑处于含水量大于30%的弱透水层中，土层地质自上而下分别是素填土、粉质粘土、粉土、粉土夹粉质粘土、粉质粘土，基坑坑底处于上述第四种土层中（见表1）。

表1各土层参数
2基坑工程的特点及施工难点
1)工作量大，工期紧
一期工程包含4栋高层住宅楼，基坑大面积开挖深度约11.4m，各建筑物下部地下室连成一体。

土方量多达23万m3，土方开挖合
同工期仅为56天。

2)场地周边环境复杂，环保要求高
场地南面是已建成道路，西面紧靠繁华道路，北面是主体施工单位的多栋临建设施，东面为一大型市政工程施工现场，目前整个项目场地只有一个大门出入。

3)两处高压线杆位于基坑边线
一期工程的基坑支护桩施工在南侧围墙内约1.8m、围墙外侧2.3m有两根高压线杆，一根为铁塔式，另一根为水泥杆，上挂10kv 的6根高压线，且高压线距钻井架最高处仅1m左右。

具体位置见图1所示。

3关键施工技术
3.1施工顺序
本基坑工程总体施工顺序为：测放基坑线→开挖地槽、桩机就位→复测桩位→施工支护桩、旋喷桩→钻进钻孔、喷射水泥浆→二次挖地槽→凿钻孔桩桩头→降水井施工、降水→施工圈梁→开挖土方、施工土钉→基坑监测。

3.2桩间土钉施工技术
采用φ800@1200mm钻孔灌注桩+桩间φ140×3.5mm@1200mm钢管土钉复合结构作为支护方案，如图2所示。

钻孔灌注桩支护桩间采用φ800@1200mm二重管高压旋喷桩止水，坑内采用管井降低地下水位，坑外布设一定数量观测井（回灌井）。

为了增强基坑支护桩的刚度，提高整体支护体系的稳定性，要在支护桩上的顶圈梁混凝土
强度达到设计要求后，才能进行下一步支护桩的钢管土钉施工。

钢管土钉与桩间的连接节点构造如图3所示。

土钉的施工方案采用顶管工艺法，顶进的长度根据设计要求确定。

待施工结束后进行抗拉试验，测承载力，并评估设计方案。

如果此方案切实可行，再进行后续推广使用。

图2桩间土钉剖面图
图3桩间土钉节点构造
3.3旋喷桩施工技术
本工程采用的是二重管喷射。

它是一种浆、气喷射，浆液灌注搅拌混合的方法，即用二重喷射管使高压水泥浆和空气同时横向喷射，并切割地基土体，借助空气的上升力把破碎的土由地表排除；与此同时，使水泥与土达到止水及加固目的。

本次设计桩径≥
800mm，桩间距1200、1300和1500mm。

旋喷桩机在施工中的提升速度按设计要求严格控制在
0.1m/min，钻机垂直度偏差不得超过0.3%，枕木应垫实，以保证钻机的平稳与垂直。

旋喷桩选用普通硅酸盐32.5级水泥，旋喷桩主要是止水作用，水泥进场后要注意防潮和防雨。

设计要求水泥用量不少于40%，其水灰比为1∶1。

确保单桩喷浆量是桩体质量的基本保证。

根据喷射工艺，设计要求喷浆压力
20mpa，提升速度8～10cm/min。

浆液的可喷性与其稠度有较大关系，浆液稠度过大，可喷性差，往往会使喷嘴及输浆管堵塞，同时易磨
损
高压泵，使喷射难以进行。

本工程水泥浆的水灰比为1.0。

施工前3根桩必须在监理监管下进行，以确定实际水泥投放量、浆液水灰比、浆液输送时间、桩长及垂直度控制要求，确保旋喷桩止水效果，保证桩体质量。

3.4挂网喷浆放坡支护技术
1）施工流程
放边坡线→修整坡面→钢筋土钉、分布筋施工→喷射混凝土。

根据设计要求，边坡为两级放坡，中间设2m宽的马道（见图4）。

图4放坡支护剖面图
2）施工工艺、材料、技术参数
锤击土钉采用φ18@1000mm×1000mm、l=1000mm，钢筋（平面梅花形布置）网片为φ6@200mm×200mm；土钉墙面层厚80mm，分两次喷射；细石混凝土强度等级为c20，3天强度不低于10mpa，碎石最大粒径应小于10mm，喷射压力为0.3～0.5mpa；喷射作业分段进行，同一段顺序自下而上。

3.5高压线杆处支护桩顶圈梁施工技术
一期工程的基坑支护桩施工，在南侧围墙内约1.8m及围墙外侧2.3m有两根高压线杆，一根为铁塔式，另一根为水泥杆，上挂10kv 的6根高压线，且高压线距钻井架最高处约1m。

根据基坑支护的设计要求，通过南侧圈梁的施工，将高压线杆的固定转换至圈梁上，用圈梁来固定高压线杆，并加强电线杆和变电箱的稳定性。

详见图
5、图6。

图5高压线杆与圈梁节点剖面图
图6桩顶圈梁配筋图
为了确保南侧支护桩施工过程中的安全，采取了以下措施：
1）将支护桩施工场地约7m宽的土取走1.5m深，使钻井机架整体下降1.5m，以保证钻井机架与高压线有足够的安全距离。

2）在围墙外侧，沿高压线杆靠近施工面这一侧，分别搭设两座毛竹防护架，毛竹防护架的平面形状为2.3m×1.7m的矩形，四角设立杆，并设横杆扫地杆，间距为1.8m。

四面均设置斜撑，靠近围墙一侧用12号铅丝将毛竹防护架与围墙拉结绑扎，确保毛竹防护架的整体刚度和稳定性，搭设高度略比机架高100mm，靠近机架增设小横杆，从而确保支护桩在电线杆一侧施工时的安全可靠。

3.6土方开挖施工技术
基坑开挖中充分考虑时空效应规则，遵循分区、分块、分层、对称、平衡、合理卸载的原则。

本工程将基坑开挖平面分成4个区域，如图7所示。

图7基坑分区开挖示意图
先进行ⅰ区范围内的土方开挖，沿整个西侧支护桩的位置整体由西往东进行，水平方向开挖宽度约30m左右，含放坡尺寸。

垂直方向从自然地坪开挖至各层土钉墙位置往下1m左右，最后挖至比设计基坑底面标高高出1m左右，以防止扰动基层。

在开挖的同时，南侧预留放坡，按照设计要求配合在东侧、北侧做好二级放坡的开
挖施工。

一级坡比1∶1；马道宽2m，位于－5.3m处；二级坡比1∶1.2。

开挖深度较深时，采用阶梯式的开挖方法进行开挖。

ⅱ区土方开挖时，按照设计要求配合在北侧、东侧做好二级放坡的开挖施工，ⅱ区地下室负2层顶板施工完成后才能进行ⅲ区的土方开挖；ⅲ区的地下室负2层顶板施工完成后，才能进行ⅳ区的土方开挖。

3.7降水施工技术
1）降水井设计
根据基坑开挖深度，设计井深为20m，井口高于自然地面0.5m；井管采用钢筋混凝土预制管，外径360mm，内径300mm，端部预埋钢圈，井管之间焊接连接。

滤管，即在井管预留滤水孔的基础上外包两层60目滤网，并绑扎牢固。

滤料含泥量小于5%，且粒径1～3mm，从孔口投入井管周边。

2）降水运行
施工完一口井即投入试运行一口，试运行抽水时间控制在3天，并做好出水质量和出水量检查。

正式降水运行14天后进行土方开挖。

3）降水井封井
随着工程的进展，土方开挖前施工的降水井逐步退出使用。

为了确保降水井在封堵后不渗漏，降水井的封堵工作尤为重要。

降水井的封堵必须在后浇带施工完毕，根据设计及规范要求，征得设计同意后，逐一进行。

4监测技术
为了保证深基坑施工的顺利进行，在整个施工过程中应进行全过程监测，实行信息化施工。

通过现场监测，及时了解基坑开挖过程中围护结构及周边道路的位移和沉降情况，掌握基坑开挖对周围环境的影响，从而指导施工；一旦出现问题，及时调整施工方案，并采取有效应对措施。

1）监测内容
深层土体水平位移的监测、圈梁水平位移的监测、周边道路路面沉降监测及桩身应力的监测。

2）监测数量
①圈梁水平位移的监测：本工程共布设15个圈梁水平位移观测点，间距为15m；
②土体深层水平位移的监测：共布置23个深层位移观测孔，放坡段测斜孔深度为15m，其余为25.0m；
③道路路面沉降的监测：共布设14个监测点，间距20m；
④根据设计要求，选取6根桩进行应力监测，每根桩根据受力情况选取两个断面，每个断面各设两个测点。

3）监测周期与频率
基坑开挖初期，每隔3～5天监测一次；随着开挖深度的增加，加密观测频率，每2～4天监测一次，如出现异常或险情，则每天监测一次；基坑开挖到底部及垫层施工期间，每隔2～5天监测一次，如出现异常或险情，则每天监测一次，甚至适当增加监测次数，
及时反馈监测信息。

基础底板浇筑完毕，则每隔5～6天监测一次，直到稳定为止。

5结语
该广场深基坑工程的施工过程中，在工期紧、环保要求高的情况下，采取了“钻孔灌注桩+桩间钢管土钉”和“自然放坡+挂网喷浆混凝土”组合支护形式，实现了无内支撑施工。

从而，在确保基坑与周边环境安全的前提下，降低了成本，加快了工程进度。

在施工过程中，由于抓住了各种支护形式的要点，通过有效的基坑降水、基坑开挖方式，严格控制基坑的稳定，同时采用了先进的信息化技术，确保基坑施工过程处在受控状态，从而达到了预期的效果。

注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。