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摘要：建筑工程深基坑支护技术是建筑地基工程建设中非常重要的一项施工技术,对于建筑工程地基施工质量的提升有着非常重要的作用。文章结合施工案例，着重分析探讨复杂地质条件下的深基坑支护施工技术要点,以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。
关键词：深基坑；支护施工；围护结构设计；施工技术
近几年建筑事业蓬勃发展，为了合理地利用空间，深基坑工程越来越多。其中，基坑支护技术是建筑地基工程建设中非常重要的一项施工技术,对于建筑工程地基施工质量的提升有着非常重要的作用,它具有牢固地基、独待性、抵抗损害能力较强等一系列优点,在建筑工程项目建设施工中的应用范围十分广泛。目前，基坑工程的规模、深度以及复杂程度不断加大，这对基坑支护施工技术提出了更高的要求。那么，在复杂环境条件下，如何设计一个安全、经济的基坑支护方案，确保基坑支护施工的质量，保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，就成为当前的一个重要课题。
1 .工程概况
某项目工程总建筑面积280 000 m 2 ，由4栋32～45层的超高层建筑组成。项目整体设2层地下室，局部3层地下室。工程设计±0.00 m相当于绝对高程＋92.60 m。基坑开挖面积约39 600 m 2 ，呈方形，基坑周长约926 m，基坑深12.40 m，基坑安全等级为一级。基坑距用地红线平均距离约6.5 m，周边离已建道路约12 m，道路下分布有多种市政管线，分别为供水管、电力管线、弱电管线、污水管。.
2 .工程水文地质条件
项目现场场地较平坦，影响基坑开挖的土层自上而下为：①杂填土、②坚硬-硬塑状黏土、③坚硬-硬塑状粉质黏土、④稍密-中密状圆砾、⑤硬塑状黏土。
孔隙水初见水位一般在3.50～13.20 m之间，稳定地下水位在2.00～7.58 m之间，无统一的地下水位，属上层滞水，其水量一般在丰水期较大，枯水期较小。岩溶地下水稳定水位埋深一般在7.20～8.12 m之间，基本具统一水位。
3 .基坑围护结构设计
基坑围护体系采用旋挖灌注排桩，桩径1 000～1 300 mm，有效桩长20.55～25.35 m，为C30水下灌注混凝土。支撑体系采用1道钢筋混凝土支撑，支撑中心标高-3.00 m，混凝土强度C35，截面尺寸有1 600 mm×800 mm、1 100 mm×750 mm、800 mm×750 mm。立柱桩采用 φ 800 mm钻孔灌注桩，为C30水下灌注混凝土，型钢格构立柱插入灌注桩3.0 m。基坑北侧周边止水体系采用 φ 850 mm@1 200 mm三轴深搅桩进行止水，有效桩长11.5～14.7 m，套接一孔施工。基坑南侧周边支护桩桩间采用高压旋喷桩进行止水，高压旋喷成桩直径700 mm，桩长11.3～12.6 m。支护结构剖面如图1所示。
图1支护结构剖面示意
降排水体系在北侧填土层较厚处采用深井降水用以疏干或降低基坑开挖范围内的地下水，并将地下水降至坑底以下1.0 m，管井井深14.0 m，坑外设深26.0 m监测井。降水井结构如图2所示。
4 .总体施工步骤
(1）平整场地，施工硬地坪、临时道路等前期准备工作。
(2）施工支护桩（钻孔灌注桩）→止水桩（三轴深搅、高压旋喷）→坑内暗墩加固（三轴深搅）→立柱及立柱桩→降水井。
(3）开挖至圈梁及第1道支撑顶标高，开槽浇筑混凝土圈梁及第1道支撑系统。
(4）第1道支撑全部形成后，向下分区、分层开挖至基坑底标高，及时浇筑垫层、底板。
(5）在地下1层楼板及换撑块达到设计强度的80%后，拆除第1道支撑。
(6）施工地下1层地下室结构，按主体设计要求进行基坑回填。
5.2.2 钻孔施工
灌注桩采用旋挖钻机ZR250A成孔，选择钢护筒直径比设计桩径大100～200 mm，以预先测放好的桩中心点为控制中心，人工挖深1.5 m左右的圆形坑，坑直径比筒径略大，护筒口高出地面100～200 mm，护筒中心对正桩中心，周边用黏土填实。泥浆贮浆池用3.5 kW泵往返循环进行。开孔钻进时应轻压慢转，以确保钻具的导向性和稳定性，穿过钢护筒1～2 m后，转入正常钻进，钻进过程中根据地层变化及时调整钻进参数。基坑北侧分布较厚的填土区，灌注桩成孔时易出现坍孔、颈缩现象。钻进施工时采用黏土（陶土）制作优质泥浆护壁，适当时加大泥浆相对密度和黏度，加强对泥浆液面的监控，保证孔内泥浆面始终高出地下水位1 m以上，发生漏浆时应及时填补足够泥浆。钻至设计孔深时，钻机采用慢钻速不进尺，并大泵量地进行第1次清孔。
5.2.3 钢筋笼制作安装
钢筋笼螺旋箍筋的焊接采用间隔点焊固定，由于单桩钢筋笼质量较大，故吊筋采用 φ 14 mm的钢筋制作。钢筋笼安放时在底端稍弯折成倒锥台状，并保持垂直状态对准孔口缓缓放下，避免碰撞孔壁。
5.2.4 下放导管及二次清孔
工程采用长2.0～3.0 m、 φ 250 mm的导管，配备适量的短管。下孔前导管内外均要全面清洗干净，导管入孔内要加“O”形封密圈，以保证导管不渗漏。导管下放到底端距孔底300～500 mm时，进行二次清孔，每1 h换1次泥浆，并随时检查沉渣厚度和泥浆相对密度。
5.2.5 混凝土灌注
工程利用钻机提升导管进行混凝土的灌注。先将导管沉至孔底，再提离孔底300～500 mm，装上初灌斗，在管内放置起隔水作用的铁板隔水塞，用清水湿润灌浆斗及导管，然后向初灌斗内储足初灌量的混凝土，快速提吊隔水塞，使混凝土快速下落，以保证初灌注顺利。灌注过程中控制导管埋深在2～6 m之间，严禁把导管拔出混凝土面，依此施工直至规定标高。应严格控制好最后一次浇筑量，桩顶不得偏低，超灌量应满足设计要求。
5.3 高压旋喷桩
高压旋喷桩主要用于填土层较厚区支护桩间的止水，采用XP-20旋喷钻机双重管连续施工，水泥用量不少于400 kg/m，水灰比1∶1左右，桩径不小于700 mm，有效长度11.3～13.6 m。在施工前进行现场试验以确定施工参数，并在施工中严格执行，以确保止水帷幕的有效性。在施工过程中，应保证钻杆与桩位对中、垂直，插管伸到规定的深度后，先高压试喷，待调整参数符合要求后再进行喷浆施工，注浆管自下而上分段提升的搭接长度不应小于100 mm，并一定要注意检查注浆流量、压力、旋转提升速度等参数。在旋喷桩施工过程中将产生10%～20%的返浆量，应引入预先准备的沉淀池。
5.4 立柱及立柱桩
支撑立柱桩采用钻孔灌注桩，桩径800 mm，定位时避开工程桩、柱、地梁及承台。格构钢立柱采用由4根140 mm×14 mm角钢和4根160 mm×14 mm角钢制作的型钢结构，在工厂预加工好后再运输到施工现场。格构钢立柱与钢筋笼通过 φ 14 mm钢筋（格构柱每侧2根）焊接固定。孔口装置固定好后，将格构钢立柱缓慢自然地垂直安放至设计标高，并进行临时固定，利用测斜管随时掌握格构钢立柱的垂直度情况，在浇筑水下混凝土过程中及时调整纠偏，混凝土浇筑完毕且格构钢立柱垂直度满足规定要求后再进行固定。格构钢立柱拼接时，应采用与格构钢立柱角钢相同的型材拼接，拼接处另加缀板，拼接部位周边施满焊。
5.5 基坑降水及封井
在基坑坑内北部填土层较厚区布置14口疏干降水井，管井井深14.0 m。坑外布置20口监测井，管井井深26.0 m。降水井孔径800 mm，井管和过滤器外径360 mm，内径300 mm，滤管与井壁间填绿豆砂。浅部潜水采用明（暗）沟集水坑排水。基坑坑顶均应设置排水管，以排除地表水。
降水井点布位时注意避开桩位、土体加固区、支撑立柱、结构墙板、梁、柱子等位置。护口管底口插至原状土层，上部高出地面100～300 mm。待成孔深度达到要求后，用高压水冲井换水清水，将深井井管吊入孔中，在管下口位于孔底上方500 mm处作固定，在井管四周均匀投入绿豆砂或中粗砂，将疏干降水井填至自然地面以下4.5 m处，上部填黏土封口，以防漏气。抽水与排水系统安装完成后，开始洗井。管井降水注意按需降水，严禁降水过度。若因基坑大量渗漏而造成坑外水位下降超过规定值的，则应控制好抽水量或停止抽水，必要时对基坑外进行回灌，以保持水位高度。
工程降水井主要为疏干井，部分疏干井封井时间为基坑开挖结束后、垫层浇筑前，部分疏干井及减压井封井时间宜至上部结构结束后，经相关单位确认后结束降水井降水工作。基坑开挖结束、垫层浇筑前的封井方法如图7所示。保留水井穿底板止水、封井如图8所示，当降水井封井时，在底板顶面下100 mm处将钢管切断，水井下部用粗砂砾石回灌，上部4 m左右用高强度等级素混凝土浇灌至底板顶面下100 mm处，加焊厚6 mm、 φ 261 mm钢盖板，最后用比底板混凝土高一个强度等级的微膨胀混凝土灌平。
图7 未浇筑底板前封井大样 图8 管井穿底板止水、封井大样
5.6 圈梁、围檩及支撑施工
工程设1层钢筋混凝土内支撑，支撑中心点相对标高为-3.00 m。基坑挖土时遵循先撑后挖的原则，分层、对称施工，按支撑施工要求合理地分区、分层开挖。梁底板及侧模板安装采用胶合模板、木方龙骨、 φ 48.3 mm×3.6 mm压土。
(1)对于渗漏处基坑上部的堆载，包括材料、大型机械等，应立即移走，同时拉警示带。
(2)较大的流水止住后，开始进行缝隙的封堵处理，整体的处理顺序是从上到下进行处理：
① 清理接缝两侧的泥土，利用堵漏灵快干水泥将缝隙处堵死，对于缝隙较大的，将棉絮塞入缝隙内，再配合堵漏灵封堵。
② 将接缝处两侧的地下连续墙简单打凿，露出工字型钢板、钢筋后，采用长1 m、宽30 cm的钢板，与接缝两侧的工字钢板、地下连续墙钢筋进行焊接、封堵。从上至下一块块地进行钢板焊接，继而形成整体的封堵。
③ 根据水量的大小，在中部、底部预留导流水管，将水排出至基坑集水井内，抽至基坑上部排水沟内。在处理过程中，从上向下，将反压土挖除。
(3)针对渗漏的范围，在基坑顶部施打高压旋喷止水桩，旋喷桩原则上施工至岩面，或者基底以下5 m。
(4)待高压旋喷止水桩施工完成7 d后，同时观察到导流水管内流出清水时，即可以进行下一步的基坑土石方开挖和结构施工，但仍应加强观测，尤其是地下水位的变化情况。
(5)导流管可以从上向下逐步拆除，底部最后一根导流管应根据水量来判定是否拆除。
(6)对于造成地面塌陷的，应对塌陷范围从地表至岩面进行高压单管旋喷桩加固，对上部进行回填、硬化。
6.结语
总的来看，深基坑施工经常会遇到许多复杂的施工条件。在具体的工程实践当中，设计人员要结合工程的实际，对基坑支护方案进行合理的综合设计，同时采取先进的施工工艺对基坑支护进行施工，做好施工质量控制工作，确保深基坑支护施工的质量和安全，提高建筑工程的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]李华军.复杂条件下深基坑工程支护设计[J].建筑设计管理, 2016(12):86-88.
[2]郑云刚,王自忠,杨世相等.城市复杂条件下超深基坑支护技术的研究与应用[J].施工技术, 2014, 43(1):73-77.
论文作者:范杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/28
标签：基坑论文; 立柱论文; 导管论文; 混凝土论文; 工程论文; 底板论文; 泥浆论文; 《基层建设》2017年第36期论文;