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摘要：文章结合工程实例，针对工程特殊的地质水文条件及工程周边环境，对深基坑采用排桩+内支撑+锚杆联合支护体系控制其变形的措施进行分析，重点就该技术的施工方案和施工技术进行了阐述，具有一定的工程价值。
关键词：深基坑；支护结构；排桩；内支撑；锚杆
随着我国城市化建设速度的加快，建筑高度逐渐增加，根据构造及使用要求，基础埋深也随之不断增加，出现了大量的深基坑工程。在深基坑工程中，深基坑支护施工技术是指为保证建筑工程地下结构施工及基坑周边环境的安全,对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护措施，在确定基坑支护结构时,应结合基坑周边条件,综合考虑各种因素,本着安全、经济的原则进行支护结构设计。
1 工程概况
某拟建项目由1栋288m超高层主体建筑物和1栋立体车库组成，设3层整体地下室。东侧地下室外墙距离一座已建大厦15.7m，大厦下设1层地下室，基础形式为桩基础；南侧地下室外墙距离已建东区34#楼8.1～8.8m，其基础形式为桩基础；西侧地下室外墙距离已建商场4.8～5.0m，基础形式为桩基础；北侧地下室外墙距离用地红线19.9～23.1m，红线以北为宽约38m的市政大道。
根据岩土勘察报告，本工程涉及的地基土包括①层素填土，②层淤泥质粉质黏土，③、④层粉质黏土，⑤层粉砂。
2 支护方案设计
由于本工程地质条件复杂，开挖较深，为了较好地控制基坑变形，确保基坑边坡的稳定性，最终选用排桩+内支撑+锚杆联合支护。基坑安全等级为一级。
基坑围护桩采用钻孔灌注桩，桩径900mm，桩距1200mm，桩长21～25m；排桩间采用高压旋喷桩进行搭接形成止水帷幕，高压旋喷桩桩径800mm，桩长16.2～18.2m。基坑内设1道钢筋混凝土支撑及2道旋喷锚杆，东南角混凝土支撑下方额外设有2道钢管支撑作为局部补强措施。
内支撑平面布置如图1所示，共设2道围檩、1道传力带及40根立柱桩。立柱桩下部采用钢筋混凝土钻孔灌注桩基础，上部采用4根角钢通过缀板连接组成钢立柱。
锚杆杆体采用3～5根由7φ5mm钢丝绞合而成的φ15.2mm预应力钢绞线制作，极限抗拉强度标准值fptk=1860MPa。
3 工程施工重点、难点
3.1 地质条件复杂
场地内局部有条形旧基础及多处废除窨井，给桩基施工带来困难；①层杂填土较厚，灌注桩施工易坍孔；②层淤泥质土，流塑状，土方开挖时易滑坡；旋喷止水桩进入坑底以下2m，降水时若控制不好抽水量易造成周边沉降；支护桩成孔深度为26.5m，入④层粉质黏土，扭矩大，施工难度大，钻孔所涉及地层砂层较厚，黏聚力小，泥浆护壁要求高。
3.2 周边环境复杂
基坑北侧市政大道两侧均布有管线；其余3侧均与现有建筑距离较近，尤其是西侧开挖边线距离商场外挑雨棚结构不到3m，围护桩在其下面施工，雨棚高约6m，而普通GPS钻机桩架高约10m，施工困难。
3.3 现场安全文明要求高
场地南侧距离居民小区较近，对噪声的控制、粉尘的控制等要求高；基坑西侧距离建后已投入使用的商场较近，人流量较大，靠近商场侧的吊运工作需注意；施工大门开设在市政大道旁且主干道两侧为非机动车辆通行车道，车辆进出场时存在安全隐患。
3.4 施工内容多、进度控制难
本次施工内容包括围护钻孔灌注桩267根、高压旋喷桩268根、立柱桩40根、支撑、栈桥、围檩、圈梁约2950m3、井15口、旋喷锚杆311根、土方量约97000m3，总工期243日历天完成。
4 施工工艺流程
为了充分利用工作面并严格控制工期，本工程基坑支护施工组织设计如图2所示。
5 主要施工技术
5.1 钻孔灌注桩
本工程的钻孔灌注桩施工采用正循环回转钻进成孔，人工造浆与孔内原土自然造浆相结合护壁，导管回顶法灌注水下混凝土成桩。由于场地内杂填土较厚，为防止坍孔发生，在埋设护筒时应适当进行埋深处理。
水下混凝土灌注是桩基施工的关键工序，本工程灌注桩混凝土强度为水下C30，开灌后即保持连续灌注。导管提升以孔内混凝土面上升高度为依据，逐步提升将导管埋深控制在2～6m范围内，最终灌注成桩质量良好。
5.2 高压旋喷桩
本工程采用新二管双高压旋喷法进行止水桩施工。新二管双高压旋喷法相对于老二管法增加了射流破碎能力，加大了地层内的细颗粒置换力度；相较于三管法，有效解决了浆液在三管法施工中被高压水稀释的通病。
钻孔采用工程钻机回转钻进，钻头采用硬质合金钻头，钻孔孔径大于喷射管外径20mm以上，以保证顺利下入喷射管。施工时跳槽施工，做一跳十，当靠近建筑物和商场的旋喷桩施工时须严格控制施工压力，加强对邻近构筑物的保护。
5.3 降水井
基坑降水原则上采用明排即可满足施工要求，但明排难以保证土方开挖干作业施工，严重影响土方开挖进度并给基坑带来安全隐患。为保证基坑安全及土方开挖进度，本工程采用深井降水。由于止水桩较短，故在重点保护对象处布设2口观测井以便实时对坑外水位进行监测。基坑内共布设10口深井和5口管井。
由于基坑内抽水量较多，极易造成基坑外侧水位下降过多，进而导致坑外地面沉降。为了避免这些后果，本工程中采取了以下措施:
(1)回灌技术:通过在基坑与要保护的建(构)筑物之间增设回灌井，及时补给坑外的地下水，从而确保坑外水位稳定。
(2)放慢降水速度:对于降水曲线较平缓的土层，将井点管加长，减缓降水速度。
(3)确保井点管周围砂滤层的厚度和施工质量。
5.4 钢筋混凝土支撑
本工程支撑施工流程为:测量定位→开挖土方至设计标高→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土。
混凝土浇筑时会产生较大的竖向及侧向压力荷载，为保证支撑在浇筑时不发生偏移，按照图3做法支设模板。支模板时严格按弹好的压顶、圈梁、混凝土支撑边线进行。压顶、圈梁、混凝土支撑梁外围上口用麻线拉直以确保构件平整度。
5.5 旋喷锚杆
根据本工程的地质条件，场地内主要为淤泥层及砂土层，锚杆施工过程中易产生坍孔等现象，使锚杆无法送至设计孔底，故本工程采用XL-50型全液压履带式钻机施工，同时采用一次性旋喷成锚工艺成桩。该工艺利用锚头钻进过程中同时带入锚索，钻至孔底后，钻头与钻杆分离，锚头与锚索按设计要求放入锚孔中，然后钻杆边拔出边旋喷扩孔成桩。
5.6 土方开挖
本工程采用放坡开挖，②层淤泥质土黏聚力及摩擦角较小，易滑动，开挖时适当增加坡度系数。考虑到本项目开挖面以下软土层较厚，在强降水时，可以进一步增加软土的流动性，影响土体的稳定性，故采取以下补充措施:
在开挖平台的水平方向上放置φ90mm@200mm的木桩，木桩方向垂直挖机行驶方向，以防土体松软，造成挖机沉陷、倾覆；在角撑部位开挖土方后，及时焊接角撑下立柱之间的钢结构剪刀撑，增加立柱之间整体稳定性，防止因土体挤压或挖机碰撞造成立柱失稳的现象。
土方开挖过程中应特别注意钢立柱、支撑围檩、降水井及管线的保护。在需要保护的结构、构筑物附近开挖时提前留好保护距离，并采用人工挖掘使其暴露；钢立柱及支撑围檩附近土方采用垂直运输的方法清至场外。
5.7 钢支撑拆除
本工程钢支撑采用机械和人工相结合的方法拆除。钢支撑拆除时用吊车把钢支撑固定住并切割开与围檩预埋铁的接触面；然后整个钢管直接吊至基坑外，把螺栓卸掉后直接吊车装车撤场。
6 基坑监测
本工程各监测项目根据不同施工阶段调整监测频率，大致为2～3d一次。
6.1 周边地下管线竖向位移
根据周边管线的分布情况，在基坑周边的管网上共布设20个变形监测点，每条管线上测点间距为20m，报警指标为累计10mm、2mm/d。地下管线的最大累计竖向位移为2mm，每天变化值低于2mm。
6.2 周边邻近建筑物竖向位移
对3倍基坑开挖深度范围内的主要建筑物进行竖向位移监测，并注意裂缝观测。在周边邻近建筑物上共设置36个竖向位移监测点，报警指标为累计20mm、2mm/d。所有监测点的竖向位移均无变化。
6.3 支护体顶部竖向、水平位移
在基坑周圈围护顶面上布设14对监测点，分别监测支护体顶部的竖向位移和水平位移，报警指标为累计30mm、3mm/d。测点利用长8cm带帽钢钉直接布置在新浇筑的围护顶部上，并测得稳定的初始值。支护体最大累计竖向位移及水平位移分别为5.2mm及10mm，每天变化值均低于2mm。
6.4 基坑坑外水位
在基坑周围5m范围内布置6个水位观测孔，孔深约18m，水位孔间距20～50m，报警指标为累计下降800mm、300mm/d。坑外水位最多降低659mm，每天下降值低于300mm。
6.5 周边地表及道路竖向位移
对3倍基坑开挖深度范围内的地表及道路进行竖向位移监测，并注意裂缝观测。在基坑周边地表及道路共设置8个竖向位移监测点，报警指标为累计35mm、3mm/d。所有监测点竖向位移均无变化。
6.6 立柱竖向位移
每隔4～7个立柱布置1个竖向位移监测点，共6个，报警指标为累计沉降10mm、2mm/d。立柱最大累计沉降2mm，每天沉降低于2mm。
7 结束语
综上所述，监测结果显示，该工程采用的施工方案，安全有效的对基坑变形进行了控制，保证了基坑在挖掘施工中的顺利进行，提供了良好的止水效果，提高了工程的实际施工效益，也保证了工程的施工质量，因此，为类似工程的施工设计积累了宝贵的经验。
参考文献
[1]罗先校.深基坑支护(排桩+内支撑)工程施工技术[J].房地产导刊, 2014(17).
[2]黄进先，邓杰.浅谈排桩锚杆联合结构在深基坑支护工程的运用[J].城乡建设, 2012(12).
论文作者:刘志斌
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/5
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