关于深基坑工程支护施工技术的研究.doc

1、1关于深基坑工程支护施工技术的研究摘 要：随着城市建设高速发展，大量高层建筑不断涌现，深基坑支护成为高层建筑施工时面临的一个重要的问题及难题。由于开挖基坑越来越深，开挖环境也不断复杂，如果不妥善处理，将会对临近的构筑物和地下设施造成威胁。本文针对深基坑支护施工技术的应用作一下分析与探讨，确保工程施工安全。 关键词：建筑深基坑；支护技术；应用研究 无论是高层建筑还是工业的深基坑工程，基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物，这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容，要保护其周边构筑物的安全使用。而一般的基坑支护大多又是临时结构，投资太大也易造成浪费，但支护结构不安全又势必会造成工程事故。因

2、此，如何安全、合理地选择合适的支护结构，并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。 1 深基坑支护技术常见类型及适用范围 1. 1 钢板桩支护 钢板桩应用于建筑深基坑的支护，是一种施工简单，投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多，但由于钢板桩本身柔性大如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大，因此对基坑支护深度达 7 m 以上软土地层，基坑支护不宜采用钢板桩支护，除非设置多层支撑或锚拉杆，但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影2响 1. 2 地下连续墙 地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体，由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好

3、，适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此，在国内外的地下工程中得到广泛应用，并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡墙围护结构，又能作为拟建主体结构的侧墙。也可采用逆作法施工减少对环境和地面交通的影响。 1. 3 柱列式灌注桩排桩支护 柱列式间隔布置包括： 桩与桩之间有一定的净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为降低工程造价和施工方便柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间，必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连结。为防止地下水井夹带主体颗粒从桩间

4、空隙流入坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩，旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动，对周围邻近建筑物，道路和地下管线影响危害比较少。 1. 4 内支撑和锚杆支护 作为基坑围护结构墙体的支承，内支撑（ 水平横撑、角撑、斜撑曾）和锚杆（ 斜锚杆、锚定板拉杆等） 的作用对保证基坑稳定和控制周围地层变形极为重要。目前支护结构的内支撑，常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类，钢结构支撑多用圆钢管和大规格的型钢。为减3少挡墙的变形，用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预应力。钢筋混凝土支撑是近几年在上海地区等深基坑施工中发展起来的一种支撑形式，它多用土模或模板随着挖土

5、逐层现浇，截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定，它刚度大，变形小，能有力的控制挡墙变形和周围地面的变形，宜用于较深基坑或周围环境要求较高的地区。 1. 5 土钉墙支护 土钉墙围护结构是边开挖基坑，边在土坡面上铺设钢筋网，并通过喷射混凝土形成混凝土面板，从而形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土，不适用淤泥质及地下水位下且未经降水处理的土层。 1. 6 深层搅拌水泥土桩支护 深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成

6、具有一定强度的壁状挡墙既可挡土又可形成隔水帷幕，对于平面呈任何形状，开挖深度不很深的基坑，皆可用作支护结构，比较经济。许多工程都用了深层搅拌水泥土桩支护。 1. 7 施喷桩帷幕墙支护 它是钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙。 2 深基坑支护技术的设计要求 4所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成

7、结构的失稳。基坑支护作为一个结构体系，应满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限状态要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。 因此，基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用。因而，作为设计的计算理论，不但要能计算支护结构的稳定问题，还应计算其变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内。 一般的支护结构位移控制以水平位移为主，主要是水平位移较直观，易于监测。水平位移控制与周边环境的要求有关，这就是通常规范中所谓的基坑安全等级的划分，对于基坑周边有较重要构筑物需要保护的，则应控制

8、小变形，即为通常的一级基坑的位移要求； 对于周边空旷无构筑物需保护的，则位移量可大一些，理论上只要保证稳定即可，即为通常所说的三级基坑的位移要求。 深基坑支护的技术的应用。某综合楼工程地下 4 层，基础呈方形，平面面积为 1 万 m2，基坑开挖深度约 18 m。基坑支护设计方案。本工程位于城市市区，基坑四周近临原有住宅及地下管网、道路。以上建（ 构） 筑物及道路、管线对基坑支护结构的水平位移的影响非常敏感，因5此需进行基坑支护。本着安全可靠经济合理的原则，经过认真计算和多方案比较，在基坑南、西、北侧下部采用桩锚支护，为减少上部杂填土及旧基础、管线等对打桩的影响，上部 3. 5 m 采用砖混结构

9、支护和东侧土钉墙喷锚支护相结合的综合护坡方案。桩锚支护结构利用桩及预应力锚杆变形小的特点有效控制基坑边坡支护结构的水平位移，减少了对四周临近建筑物及市政设施的影响，保证基坑周围民房及市政设施的安全使用和文明的施工环境。 3 基坑支护施工技术 3. 1 护坡桩施工 根据本工程场地特点和施工要求无污染、无噪音、施工速度快等诸多特点，施工护坡桩时采用“钻孔压浆桩”技术，其为水泥浆护壁，直接投放碎石并多次布浆成桩的无砂混凝土桩，施工时应严格按照行业标准钻孔压浆桩工程的施工及验收规程 、施工方案、国家有关规范及设计要求、施工现场所提供的结构轴线、位置控制点施放桩位点，并必须经监理工程师复核鉴认后方可进行

10、施工。其施工工艺为： 用螺旋钻杆钻到预定深度后，通过钻杆的芯管自孔底由下向上向孔内压入已制备好的以水泥浆为主的浆液，使浆液升至地下水或无塌孔危险的位置以上，提出全部钻杆后，向孔内投放钢筋笼和骨料，最后在自孔底向上多次高压补浆而成。由于该工艺是连续一次成孔，多次自下而上高压注浆成桩，能在流砂、卵石、地下水易塌孔等复杂的地质条件下顺利成孔成桩，它具有以下优点。 （ 1） 在多种复杂地质条件下能顺利成孔成桩，长臂螺旋钻钻至设计深度后，及时高压注浆（ 注浆压力 5 8MPa） ，高压浆的作用可6把孔壁周围的地下水排至孔外，加上水泥浆的重力作用，从而保证孔壁不坍塌而顺利成孔。 （ 2） 施工速度快，在一

11、般粘性土和砂质土层中，直径 800，长 10 20 m 的桩，一台钻机一天成桩 15 20 根。 （ 3） 无噪音、无振动、无排污、文明施工，钻孔压浆桩是直接在提钻过程中用高压水泥浆护壁，不需要大量泥浆池，也不会产生泥浆，施工近乎干作业，施工现场文明。 3. 2 土层锚杆施工 土层锚杆施工方法为用锚杆钻机钻至预定深度，开始注水泥浆护壁（ 若不塌孔则可干成孔） ，然后穿钢绞线，多次补浆即完成。待达到要求强度后张拉锁定。具体施工流程如下。 （ 1） 锚杆施工由现场施工测量人员按设计要求放出锚杆位置； 锚杆机就位后，检查锚水平位置、标高、钻杆倾角，经检查无误后方可钻进。 （ 2） 钻孔过程中若遇障碍

12、物或异常情况应及时停钻，待情况查明并采取措施后再继续钻进。钻至设计深度后空钻出土，拔出钻杆； 下锚索前检查锚索并做隐蔽工程检查记录。 （ 3） 锚杆倾角 15，钻至设计深度后，及时下拉杆及密封孔口，并进行 2 3 次压力灌浆，压力为 1 3 MPa，以保证浆液饱满。 （ 4） 注浆材料及配比根据设计要求确定，注浆浆液搅拌要均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完，并严防石块、杂物等混入浆液，水泥浆搅拌必须严格按配比进，注浆由孔底开始，直至水泥浆溢出孔口后停7止注浆。 （ 5） 锚杆水平方向孔距误差不应大于 50 mm，垂直方向孔距误差不应大于 100 mm。钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆长度的 3%

13、。 （ 6） 土层锚杆均为预应力锚杆，锚杆施加预应力前，应先做锚杆抗拔试验 2 3 根，以验证锚杆设计的可靠性，并绘制 Q - S 曲线，试验系数为 1. 2。 （ 7） 锚杆张拉前，应对张拉设备进行标定。锚固体与台座混凝土强度均应大于 15. 0 MPa 时，方可进行张拉。锚杆张拉应按一定程序进行，锚杆张拉顺序，应考虑临近锚杆的相互影响。锚杆正式张拉之前，应取 0. 1 0. 2 设计轴向拉力值 Nl，对锚杆预张拉 1 2 次，使其各部位的接触紧密，杆体完全平直。 （ 8） 预应力为锚杆抗拔力值的 70%，张拉后锁定。 （ 9） 锚杆质量控制标准同土钉墙中相关内容。 3. 3 土钉墙施工 土钉喷锚支护具有无噪音，不单独占用工期等诸多优点，具体按如下方法施工： 分层分段施工； 土钉制作；土钉成孔； 土钉送入； 坑边修坡； 钢筋网片施工；喷射混凝土施工； 质量控制标准。 4 结 语 基坑支护技术是一项复杂的工程，需根据工程的特点、施工条件以及场地周边建筑和市政设施情况，经多方案比较才能选择出比较合理的施工方案。本工程施工现场地处城市中心区，周围居民、行人、车辆繁8多，地下管线多，对变形要求严格，基坑支护完成后，根据对基坑边壁几何尺寸进行的测定，根据基坑边壁位移的数据分析，最大位移量在规范规定范围内，基坑边壁稳定，基坑四周建筑物和各类管线及周围人、车辆的安全均未受到影响。