摘要：高层建筑的深基坑开挖与支护是基础工程施工中经常遇到和必须解决的问题。深基坑支护方法是否合理，涉及土方开挖，基础工程施工的安全。特别是深基坑场地施工作业面狭窄，紧靠相邻构（建）筑物的条件下，深基坑支护方案的科学性、安全性、可靠性尤为重要。采用高压旋喷桩内插刚和喷锚网联合支护结构体系，大大提高了基坑的整体稳定性和安全可靠性。监测结果表明，基坑边坡位移最大值为32 mm，最大沉降值为14 mm，符合规范要求；保障了整个基坑施工过程中基坑内工作正常进行和周围环境。
关键词：高压旋喷桩；喷锚网；深基坑；过程控制
随着城市建设的发展和国家土地政策的调整，土地成本在不断的提高，开发商面临着如何更加合理利用土地资源，施工单位则会更多地面临在狭窄的场地内进行深基坑开挖和支护的问题。对于因场地狭小、基坑壁土质较差、周边环境复杂、开挖深度大的基坑支护工程，如采用单一的支护方式往往难以达到预期的安全效果和经济效果，需要采用多方式联合支护结构体系。因喷锚支护具有经济性好，可靠性高，施工便捷等显著优点，在基坑和边坡工程中得到了迅速的推广应用。但喷锚支护也有其缺点，受使用条件限制，并有变形较大的缺点，应用有一定的局限性。为解决这一问题，在采用信息施工技术的基础上，提出了联合支护概念[1]，即竖向微型钢管桩作为超前支护与喷锚网支护联合应用，解决了喷锚支护应用的局限和适用范围问题[2]，甚至软土深基坑也能应用。工程应用表明，该技术能够有效地解决施工场地狭小、基坑壁土质差、周边有重要建构筑物的深基坑支护难题，具有广阔的经济技术前景。
1.工程概况
某工程位于昆明市昌源北路南侧，科新路西侧，地下室2层，基坑开挖深度约8.2 m。基坑北侧是已建好售楼部，售楼部外墙距基坑边仅1.2 m，施工场地狭窄，原设计Ф800长螺旋钻孔支护桩和Ф500深层搅拌止水桩无法施工。根据现场的施工环境，施工过程中必须保护好北侧的售楼部的安全和确保东侧市政道路路面不产生裂缝（该道路同时是材料进场、砼罐车必经之路）。这侧基坑开挖支护方案必须具备以下几点基本要求：
（1）保证基坑土方开挖与结构施工过程中的边坡稳定安全；
（2）保证基坑开挖与结构施工过程中的售楼部、市政道路的稳定安全；
（3）充分考虑开挖场地内水文地质条件和狭窄的施工作业面。
2.场地工程地质及水文地质
场地地质情况：
（1）层人工填土：主要由褐红色、灰黄色的粘性土混5～25%的碎石、砖块等建筑垃圾等组成，结构松散，稍湿。层厚0.8～5.7m。
（2）层粉质黏土：褐灰、褐黄色为主，局部夹褐红色，坚硬～硬塑状态，局部可塑状态，稍湿。埋深0.8～5.7m。
（3）1层粉质黏土：浅灰、局部深灰，可塑状态，局部硬塑状态，湿，埋深2.7～19.9m；2层泥炭质土：黑色，局部深灰色，可塑状态，局部软塑状态，湿，埋深1.8～16.8m；3层粉质黏土：褐灰、局部深灰色，软塑状态，局部可塑状态，很湿，埋深2.4～13.9m；4层粉土：灰、褐灰色，中密~密实状态，饱和～湿，埋深3.1～20.8m；
5层砾砂：灰褐色、灰黄色，中密～密实状态，很湿～饱和，一般含15～30%的黏性土，局部地段含薄层粉砂，埋深4.6～17.3m；6层粉质黏土：兰灰色、灰白色为主，局部夹灰黄色，硬塑状态，局部可塑状态，稍湿，埋深7.1～38.8m；7层含砾粉质黏土：兰灰色、灰白色，硬塑状态，局部可塑状态，稍湿，埋深7.5～27.8m；8层粉土：兰灰色、灰白色，中密~密实状态，湿，埋深9.0～39.8m。
（4）层粉质黏土：褐黄色为主，局部夹褐红色、灰白色，坚硬～硬塑状态，局部可塑状态，稍湿，埋深9.6～45.7m。1层粉土：灰白色，局部为浅兰灰色，密实状态，稍湿。埋深16.8～44.0m。
场地内地下水类型主要为上层滞水、孔隙水及基岩裂隙水。场地表部人工填土层中的上层滞水，其含水量较小，无稳定地下水位；场地浅部孔隙水含水层粉土（3）4层、砾砂（3）5层、含砾粉质黏土（3）7层及粉土（3）8层处于基坑开挖深度范围内，其具有一定的承压性，是基坑开挖过程应注意的主要地层；场地深部孔隙水含水层粉土（4）1层中的地下水及深部基岩裂隙水受相对隔水层粉质黏土（4）层的阻隔，主要以越流形式向上补给相邻含水层，对基坑开挖影响相对较小。
由于基坑侧壁紧贴不能拆除的售楼部，因此控制基坑坡顶位移在最小范围内是选择支护方案的关键。因此提出基坑开挖必须具备在操作工作面允许的情况下，采用喷锚网支护，确保基坑安全；采用高压旋喷桩内插钢管控制基坑边坡位移，确保售楼部安全。
3.基坑支护设计
通过对该工程实际情况的考察，施工现场环境对基坑开挖支护限制很大，体现在：
（1）场地狭小无放坡可能且无大型施工设备的工作空间；
（2）基坑北侧紧临售楼部，基础施工处于雨季，支护方案必须安全可靠；
（3）基坑东侧紧邻市政道路、重要。
针对以上制约条件，为确保基坑开挖过程中稳定安全可靠，做到既经济合理又便于施工，本基坑采用了高压旋喷桩内插钢管与喷锚网联合支护方式，设置高压旋喷桩内插钢管与喷锚网支护共同作用，形成一个复合面层以加固坡脚软弱土层，保证基坑的整体稳定性。充分利用高压旋喷桩内插钢管的桩锚支护抗变形能力强，高压旋喷桩锚杆支护施工快捷，占用施工场地小的特点，有效的发挥了两种支护措施的长处，同时可以减小基坑开挖时的边坡变形。
考虑到场地狭窄，钻孔灌注护坡桩施工没有足够的工作面，微型钢管桩是解决这一难题的最佳选择之一，微型钢管灌注桩受荷载后，环向受拉约束管内水泥桩体，桩体在受到侧向约束下，横向变形受到阻止，形成三向受压的应力状态，水泥桩浆体抗压强度大幅度提高，桩身水泥浆的承载能力也相应提高。考虑到止水问题，施工两排Ф600高压旋喷桩，内插Ф89钢管，前排桩桩长22.0m，桩间距0.4m，后排桩桩长20.0m，桩间距0.6m，前后两排桩心距为0.4m，桩顶端设置1000×300mm的钢筋混凝土连梁，设置三道预紧Ф48钢管锚杆：锚杆长度自上而下分别是15m、13m、11m，在预紧锚杆间设置三道击入式Ф48钢管锚杆，锚杆长度自上而下分别是14m、12m、10m。锚杆水平间距1.3m，预紧锚杆预紧力50KN，腰梁采用25b槽钢制作。具体设置见（图1）。
考虑到钢管直接插入高压旋喷桩困难，采用锚索机对施工完毕的高压旋喷桩进行成孔，放置钢管后对缝隙进行补浆。
喷浆过程中，孔口必须返浆，且返浆浆液比重达到设计规定值后方可提升，旋喷作业中供浆必须连续，一旦中断，旋浆管下沉到停供浆点以下0.5m，待恢复供应时再提升旋喷。
本工程土方开挖外运量大，同时土方开挖又要配合支护施工，需配置好合理的机械及人力，并做好统筹安排，土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“分层、分段、均衡、对称、严禁超挖”的原则：
（1）本工程基坑土方开挖必须配合支护结构的施工，每层开挖土方至第二层锚杆标高下500mm，进行锚杆施工；然后分层开挖至最后一层锚杆标高下500mm，进行锚索施工，再开挖至基底，分段开挖不大于10.0m，开挖时挖斗严禁碰撞锚索、锚头、腰梁。
4.基坑支护结构水平位移监测
从变形监测结果来看，该工程应用高压旋喷桩内插钢管与喷锚网联合支护，售楼部最大变形值为32.0mm，东侧最大变形值为23mm，符合质量验收规范要求。且在整个施工过程中基坑无突变、局部坍塌等现象发生。
5.结论
（1）施工主要关键点：一是因地制宜；二是灵活采用支护技术。将高压旋喷桩内插钢管和喷锚网与地面连梁连接。形成土钉墙、高压旋喷桩、连梁组成的联合支护结构体系解决在场地非常小的条件下无法用常规方法进行施工的深基坑。
（2）竖向高压旋喷桩与喷锚网联合支护是一种有效的深基坑支护型式，适用于地质和周边环境复杂的城市地区及施工场地狭小无放坡可能、基坑壁土质为松散砂、砾、卵石土层和夹有局部软塑土土层且基坑周边有重要建构筑物和地下管线对变形敏感的基坑工程中。
（3）在土钉墙施工过程中，对安全影响最大的是土方开挖后、土钉墙施工完成前的期间，特别是基坑边坡坡度小、基坑深度大、填土厚度大、砂土层、地下水影响等，往往发生局部坍塌，轻则加大基坑位移变形量，重则造成边坡坍塌事故。而通过钢管桩的超前支撑作用，有效避免了每步施工过程的局部坍塌和位移变形。
（4）该联合支护技术造价低廉，与常规的挡土桩锚杆支护方法相比，节省了材料和费用。土方开挖与支护施工可分层流水作业，与其他支护方法相比，具有工期短的特点。
（5）微型钢管桩结合复合土钉墙能够减小基坑侧壁变形。但是，微型钢管桩仍属于柔性支护的范围，设计和施工过程中，只有充分考虑到各关键点才能确保基坑及周边建筑物安全。
（6）随着房地产业的发展和国家土地政策的调控，土地成本在不断的提高。开发商面临着如何更加合理地利用土地资源，施工单位则会更多地面临在狭窄场地内进行基坑开挖和支护的问题。本文所采用的施工方案可以给类似的工程施工提供参考。
参考文献：
[1]西南有色昆明勘测设计（院）股份有限公司.园城小区基坑支护设计[R].2013.
[2]西南有色昆明勘测设计（院）股份有限公司.园城小区岩土工程基坑专项勘察报告[R].2013.
[3]江晓峰.深基坑微型钢管桩与喷锚网联合支护技术应用研究[J].铁道科学与工程学报.2009.6.
[4]梁宏生.微型钢管桩在深基坑支护中的应用[J].中国水运 2012.1.
论文作者:李才琴
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/20
标签：基坑论文; 钢管论文; 局部论文; 场地论文; 状态论文; 高压论文; 内插论文; 《基层建设》2017年5期论文;