中山市尚都文化传播有限公司 528400
摘要：结合具体工程实例，介绍了两种深基坑支护方案：钢筋混凝土排桩加预应力锚索支护体系和土钉墙加预应力锚索支护体系，并具体阐述了施工方法和操作工艺，结合实际应用效果指出这两种支护方案有效降低了基坑支护成本并保证施工安全，值得推广。对中國（大涌）紅木文化博覽城一期住宅深基坑的工程地质条件及水文地质条件进行分析，结合工程的特点，详细地介绍了该住宅楼深基坑的支护方案及支护施工过程，综合分析出适合的施工支护方案，确保工程在复杂条件下，安全有效的进行。
关键词：深基坑，支护方案，钢筋混凝土灌注桩，预应力锚索，土钉墙
深基坑支护是近年来因高层建筑发展而来的一项热点和难点工程。深基坑的护壁，不仅要求保证基坑内正常作业安全，而且要防止基坑及坑外土体移动，保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。因此选取一种在技术上合理的支护方案尤为重要。本文结合某办公楼施工的工程实例，浅谈建筑工程深基坑支护方案的设计与施工。
1 工程概况
1. 1 场地地形及地质地貌概况
据勘察报告显示，本工程场地地貌单元为汾河东岸 Ⅱ级阶地，属第四世纪全新洪冲击堆积物，在工程影响范围内，由杂填土、素填土、湿陷性粉土、粉质黏土、粉细砂、中粗砂和砂卵石等组成，中软场地土，场地类别为Ⅲ类，地下稳定水位埋深 10. 25 m～10. 8 m，地下水类型为潜水，水位随季节变化，变化幅度在 1. 00 m左右，主要受大气降水径流补给。本基坑开挖深度在地下水位以上，局部电梯设计标高在地下水位以下，整体可按无水基坑考虑。
1. 2 基坑支护设计条件
根据本基坑工程的特点，根据中山地区地质勘查报告，支护形式选择桩撑、桩锚支护结构体系。本工程基坑平面形状呈不规则矩形，南北长 95. 1 m，东西宽25. 1 m，开挖深度 9. 0 m。该基坑周边环境较为复杂，四周近邻市政马路及既有建筑物。北侧临市政马路和四层建筑物（距基坑边线 5. 2 m）；南侧临市政马路和三层建筑物（距基坑边线 7. 0 m）；东侧紧邻某单位车间（距基坑边线约 5. 6 m）；西侧近邻市政道路，距基坑边缘 8 m 处有电缆涵洞，深 7 m，两层，内有国防光缆等各种管线数十条；东北端近邻 6 层住宅，距基坑边线 8. 2 m。东侧及北侧距基坑边 5 m 处有纵横交错的防空洞，无具体施工图纸参考，进深及高低方向两条或多条不规则布置。
2 支护方案的选择
根据本工程实际情况，组织技术专家组分别进行了计算和论证，最终决定采取多种支护方案相结合的基坑支护体系。即钢筋混凝土排桩加预应力锚索支护体系和土钉墙加预应力锚索支护体系两种支护方案。具体理由如下：1）为桩基及承台施工提供足够的作业空间，与工程桩可同时施工；2）保证周围环境的相对稳定性，可有效防止基坑边坡位移过大、基坑隆起等质量通病；3）两种支护方式相结合，优势互补，可降低造价，确保施工方便、经济；只要作业面许可，可上多台锚索机同时施工，施工工期缩短。
2. 1 钢筋混凝土灌注桩（排桩）加预应力锚索支护结构体系根据本工程实际情况，北侧、南侧和北端东侧考虑到基坑附近建筑物的影响，旁边马路上机车等动载荷的影响土压力较大，对支撑结构的刚度和抵抗弯矩的要求也比较高，故采用钢筋混凝土灌注桩（排桩）加预应力锚索支护结构体系。设计灌注桩桩径700 mm，桩间距 1. 2 m，桩长分别为 12. 0 m 和 14. 0 m，桩顶标高-2. 8 m，冠梁 900 mm×600 mm，混凝土强度等级C30。预应力锚索支点设在冠梁中心点位置，即-2. 5 m 处，设计锚索孔径 150 mm，入射角 15°，自由端长度 7. 0 m。锚固段长度为 18. 0 m，拉力设计值360 kN，水平间距 2. 4 m，锚索选用 3 束 7Υ 5 低松弛预应力钢绞线（见图 1）。
2. 2 土钉墙加预应力锚索支护结构体系与南、北侧相比，东、西侧土体压力相对较小，采用土钉墙加预应力锚索已能满足工程要求。从施工方便、工期及经济性考虑，此方案最为合理。土钉选用 50 钢管（锚管），锚索孔径 150 mm，锚管与锚索共设置 6 层，其中 1 层，3 层，5层，6 层为锚管，2 层，4 层由锚索间隔代替锚管（见图 2）。
锚管水平间距 1. 2 m，竖向间距 2. 4 m/ 1. 2 m，锚索水平间距为2. 4 m。基坑东侧：1 层，3 层锚管 12. 0 m，5 层，6 层锚管8. 0 m，2层，4 层锚索自由段长度均为 5. 0 m，锚固段长度分别为14. 0 m，16. 0 m 和 13. 0 m，轴向拉力设计值分别为 280 kN，320 kN和260 kN。基坑西侧：1 层，3 层锚管 10. 0 m，5 层，6 层锚管8. 0 m，2 层，4 层锚索自由段长度均为 5. 0 m，锚固段长度分别为12. 0 m，14. 0 m 和 11. 0 m，轴向拉力设计值分别为 240 kN，280 kN和220 kN。锚索选用 3 束 7Υ 5 低松弛预应力钢绞线，围檩选用2 根 20b 槽钢。预应力锚索加土钉墙表面做喷射 100 mm 厚混凝土面层，C20 混凝土，内配 Ф 8@200×200 钢筋挂网。
3 施工方案
3. 1 施工顺序
本工程采用深基坑支护与土方开挖、工程桩同时施工相结合的办法，总体施工顺序为：南、北侧基坑支护桩及冠梁施工北侧、南侧支护桩施工※土方开挖至-3. 2 m※第一道土钉及护坡混凝土施工※土方开挖至-4. 54 m※第一道预应力锚索施工同时工程桩进行施工※土方开挖至-5. 88 m※第二道土钉及护坡混凝土施工※土方开挖至-7. 22 m※第二道预应力锚索施工※土方开挖至-8. 56 m※第三道土钉及护坡混凝土施工※护坡混凝土施工※土方开挖至-9. 9 m※第四道土钉及护坡混凝土施工，同时可进行人工凿桩头※后续工程施工。
3. 2 施工方法
1）土方开挖。土方开挖总体顺序为由北向南分层分段开挖，先基坑周边后中心岛，待周边锚索或土钉施工完成后再挖除中心岛。设计要求每段长度为 6 m～ 10 m。有建筑物处 3 m～ 4 m，但考虑工期因素，本工程分段以两个轴距为一段，即 16 m 为一段。挖土共分五层，第一层开挖深度 3. 2 m，第二层开挖深度 1. 8 m，第三层开挖深度 1. 5 m，第四层开挖深度 1. 3 m，第五层开挖深度1. 3 m。2）土钉的施工。土钉选用 50 钢管（锚管），锚管按设计长度下料后，锚入端做成锥形，并将缝隙焊死，防止锚进土层时泥水进入锚管，注浆孔按双向每隔 0. 6 m 设置，直径为 5 mm，先用洛阳铲成孔，待达到设计要求后，将锚杆放入，或用手持式冲击锤将锚管锚入土体。注浆孔处用角钢焊上与锚杆成 30° 倒刺，防止锚管进入泥土时堵住注浆孔。3）预应力锚索的施工。成孔选用正循环钻孔机，采用套管跟进技术开孔，泥浆通过泥浆泵在孔内反循环后带出泥浆，待达到设计深度后，先进行锚索安装，锚索上绑扎好注浆管后退出钻杆。4）注浆与张拉。锚索置入后应立即注浆并及时封闭。锚管和锚索孔固结体材料选用纯水泥浆液，注浆时应对水泥浆量和压力两个指标进行控制，锚管注入水泥量不小于35 kg/ m，锚索孔注入水泥量不小于 65 kg/ m，压力控制不超过2 MPa。采用二次补浆施工法，待第一次注浆终凝后，再进行二次注浆。锚索二次补浆完毕后 7 d 方可施加预应力，要求施加的预应力不小于 75%轴向拉力设计值。5）铺设钢筋网片。按设计要求铺设钢筋网片，采用绑扎制作，网格允许偏差±10 mm。制作网片时相邻两网片接头应错开 20 cm 以上。网片应牢固地固定在边壁上，向基坑外延伸 1 m，网片铺设时搭接长度不小于 20 cm，用 12 的螺纹钢与锚管十字焊接。6）喷射混凝土。喷射混凝土采用干喷法并分片按自下而上的顺序进行，喷头与受喷面的距离宜控制在 0. 8 m～ 1. 0 m 范围内，射流应垂直指向喷射面。施工时喷射混凝土必须连续施工至坡顶排水明沟的位置，确保地表水不能流入喷射混凝土和土体之间，以增强在雨季冲刷下抗剥落的能力。7）施工监测。a. 监测内容：周围结构的位移及沉降、地表开裂状态、基坑渗漏及支护安全的水害来源、基坑底部土体有无隆起、围护外侧土体有无下沉。b. 监测点的设置：监测点、后视点、水准基点应设置在基坑施工影响范围外。沉降和位移监测点应设在基坑边壁及底部，间距不大于 30 m。地表开裂，采用标记法进行观察和比较，有裂缝时，先测量其宽度并做好记录，然后用水泥浆灌实抹平。
4 应用效果
本支护工程深基坑设计路径清晰，受力合理，充分发挥了各支护体系的受力优势，施工时用了各种手段保证工程的施工质量。该工程基础阶段施工跨越了雨季，在降雨量达到 110 mm 的大暴雨侵袭下，基坑支护体系经受住了严峻的考验，基坑周边无明显变形或裂缝。南侧、北侧道路完好，邻近建筑物无变形和沉降。采用钢筋混凝土支护排桩加预应力锚索支护体系和土钉墙加预应力锚索支护体系相结合的方式对深基坑进行支护，使得复杂地质条件下的深基坑支护方案有多种选择，针对不同的边坡条件及环境条件，选用多种支护方案相结合的支护，有效地降低了基坑支护的成本，并能充分保证支护效果。通过工程量和质量的统计，本工程与同类型施工规模的工程相比，质量较好。
5 结语
针对红博城项目地处繁华地带，占地小、基坑深、工程地质条件差、施工难度大的特点，采用多种支护方案，取得了很好的社会、经济效果，尤其在东南侧临近已建非机动车库，需要重点考虑开挖过程中对非机动车库的保护，西北侧临近越河，施工期间需要围堰封闭，采用排桩加抛撑、排桩加锚杆施工，成功克服了以上困难，对今后类似深基坑工程具有一定的参考价值，尤其在东部地区的地下水位较高的粘土层地质条件中可以推广。
参考文献：
[1]郭晔华，楼迪光，徐菊芳。某深基坑支护设计与施工[J]. 山西建筑，2008，34（10）：123-124.
[2]YB9258-97 建筑基坑工程技术规范 [S]. 冶金工业出版社，1997.
[3] 江苏省地质工程勘察院 . 岩土勘察报告 [R].2013435.
[4] 朱兵见. 地下室基坑围护方案设计与施工[ J] . 施工技术，2008（10）：20-22.
[5] 江苏省建苑岩土工程勘测有限公司 . 基坑支护设计文件 .ES201339 .
[6]余志成，施文华. 深基坑支护设计与施工[ M] . 北京：中国建筑工业出版社，1997.
[7]GB50007-2011 建筑地基基础设计规范 [S]. 中国建筑工业出版社，2011.
论文作者:周启军
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/5
标签：基坑论文; 预应力论文; 工程论文; 土方论文; 混凝土论文; 方案论文; 深基坑论文; 《基层建设》2016年11期论文;