深基坑支护在建设工程施工技术中的应用

深基坑支护在建设工程施工技术中的应用

【摘要】随着现代化经济的快速发展，城市建设的规模也越来越大，文章笔者结合工程实例对深基坑支护设计与施工进行了探讨，并有效的提出了一种新的深基坑支护施工解决处理技术的应用。

【关键词】深基坑；支护技术；工程；施工技术

1 概述

复合土钉墙是20 世纪90 年代研究开发成功的一项深基坑支护新技术。它是由普通土钉墙与一种或若干种单项轻型支护技术（如预应力锚杆、竖向钢管、微型桩等）或截水技术（深层搅拌桩、旋喷桩等）有机组合成的支护截水体系，分为加强型土钉墙，截水型土钉墙，截水加强型土钉墙三大类。复合土钉墙具有支护能力强，适用范围广，可作超前支护，并兼备支护、截水等性能，是一项技术先进，施工简便，经济合理，综合性能突出的深基坑支护新技术。

1.1 土钉支护的原理

土钉支护是以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术，它通过浆体与土体外界面上的粘结力，沿土钉全长为基坑边壁土体提供连续支护抗力，不仅将欲滑移土体的侧向压力传递给稳定土体，同时也对滑移土体进行内加固，从而给土体以约束并使其稳定，最大限度地利用边壁土体的自承能力。

1.2 支护施工技术指标

复合土钉墙目前尚无技术标准，其主要组成要素普通土钉墙、预

应力锚杆、深层搅拌桩、旋喷桩等应符合国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》jgj120-99 等技术标准的要求。另外，支护桩一般桩径在φ500～φ700，端头伸入坑底以下2.0～4.0m。竖向钢管一般φ48～φ60，壁厚3～5mm。复合土钉墙在水位以下和软土中，采用φ48、厚3.5mm 钢花管土钉，直接用机械打入土中，并从管中高压注浆压入土体。

1.3 支护施工技术适用范围

复合土钉墙可用于回填土、淤泥质土、粘性土、砂土、粉土等常见土层；可在不降水条件下采用，解决了在城市建设中因环境限制不宜人工降水的难题；在无环境限制时，可垂直开挖与支护，易于在场地狭小的条件下方便施工；在工程规模上，深度20m 以内的深基坑均可根据具体条件，灵活、合理地推广使用。

1.4 土钉支护工艺流程

土钉支护工艺流程如图1所示。

2 深基坑工程支护施工技术的应用

2.1 工程概况

福州金山湾1号地下室基坑支护与降水工程，场地标高为-2.00米，基坑开挖深度为5.00米，支护周长约288米，总面积约为4717.34平方米，地下水位降深约为4.5米.

根据岩土工程勘察报告提供的地质资料，场区地质情况大致为：第①层杂填土；第②层为中砂；第③层为淤泥；第④层中砂；第⑤层为卵石：；第⑥层为残积粘土；第⑦层强风化花岗岩；本文着重

介绍该工程深基坑复合土钉支护的施工方法。

2.2 支护方案选择

通过对该工程实际情况的考查，发现现场狭小，地下管线复杂，对基坑开挖支护限制较大，主要有两方面的制约：

一是施工现场范围内无放坡的可能，且无大型施工设备的工作空间，东西两面都有塔吊，外墙只能采取单侧支模施工，要求边坡必须垂直及平整，能够兼作外墙外模板；

二基坑东西北三个紧靠施工道路、重车及人员密集，边坡位移变形不能超过允许的限值，该支护方案必须安全可靠。

结合周边工程采取的支护方案，鉴于《建筑基坑支护技术规范》jcj120-99第3.3.1条规定土钉支护基坑深度要求“不宜超过12m”，且工程条件所限，我们提出采用7m深“水泥搅拌桩（中心加筋）———土钉支护”施工方案对深基坑进行护坡施工（见下图）。“水泥搅拌桩——土钉支护”是一种符合现场条件且具有安全稳定性好、节省投资的方案，由土钉锚、水泥搅拌桩、喷射混凝土面层及预应力共同形成的一种新的支护体系。水泥搅拌桩—土钉支护就是在基坑中增设水泥搅拌桩，仅作为安全储备的作用，其作用是基坑的墙体的刚度，使整个基坑形成一个整体，它对控制基坑面位移、地面沉降、防止土方开挖过程中局部出现坍塌以及控制每层开挖到支护前这段时期内的位移、抗倾覆方面都有重要的作用，对周围建筑物的保护和使护坡面作用结构的外模提供可靠的保证。

2.3 复合土钉支护工艺与施工

2.3.1 土钉工程

施工工艺流程

打入式土层锚杆施工工艺为：花管制作→放样→引孔→花管打入→封孔→花管注浆→锁定→养护。

施工要求

①土方开挖边槽后，应量测标高，并在围护桩上拉线做号。钻机就位时应准确，底座应垫平，钻杆的倾斜角度应用罗盘校核，角度偏差不大于0.5度，高差不超过5cm。

②土层锚杆孔径为φ110，拉杆采用φ48×3钢管，竖向间距、水平夹角及锚杆长度详见剖面大样。

③φ48钢管同时兼作注浆花管，考虑到场地地质情况注入的水泥浆应尽可能灌入砂层内为止。

④锚杆注浆采用纯水泥浆，水灰比0.5：1，水泥采用p.o32.5r 硅酸盐水泥，锚杆锚固体强度要求不少于10mpa。。

⑥锚杆注浆采用一次注浆工艺。按注浆量或注浆压力作为控制条件，水泥用量为50kg/m，注浆压力不小于1.0mpa。

复合土钉支护中的土钉布置，土钉在施工的注浆流程中，要采用加压注浆，使土钉周围土体中的空隙充满水泥浆体，占满空隙，挤走滞水，改善土性，对土体有加固作用。土钉设计及施工原则为：在先期土钉施工经验的基础上大致确定土钉的长度，采用理正深基坑支护结构设计软件fspw-4进行复核，据此对初始值进行修正。考虑施工过程中施工车辆的行走问题及施工用材料的少量堆载情

况，选取地面荷载为20kn/m2。土钉主要采用φ48×3的钢管，置于φ110mm钻孔中，锚长第一道为12米，第二道为9米，采用强度等级m10的水泥浆或者水泥砂浆注入孔中，水泥浆水灰比为0.5。深基坑支护是一个综合性岩土工程问题，既涉及土力学中典型的强度与稳定问题，又包含了变形问题，同时还涉及到土与支护结构相互作用问题，这些问题又受到工程现场的地质、水文、环境、荷载、天气等诸多因素的影响。因此，本工程采用动态设计与信息施工技术，由施工过程中的监测工序来掌握边坡的安全稳定状态，当通过监测手段边坡的位移变化速率超过警戒值时，分析基坑边壁位移时程曲线，确定其对基坑边壁稳定的影响程度，以便采用限制边壁位移的应急预案。针对本工程的措施有：对已施工过的土层，根据情况追加土钉（2排），并且要加长（12米）；对于下面的土层，土钉要缩小间距，钉体要加长，增加注浆压力，并且施以预应力锚杆加以约束。

2.3.2 水泥搅拌桩

水泥搅拌桩施工参数为：桩径为φ500，桩距为400，搭接长度为100（根据福建地区及以往的工程经验，水泥搅拌桩的有效搭接宽度为100mm时，可发挥截水的作用），采用p.o32.5普通硅酸盐水泥拌制水泥浆，水灰比为0.60；搅拌成桩后，视浆液情况约每2根搅拌桩施工后，便将φ48×3钢管用人工插入约4到5米时，用搅拌头将钢管压入桩内，即便成桩。

3 深基坑工程支护施工技术的监测及效果