某深基坑工程综合支护技术探讨
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇某深基坑工程综合支护技术探讨范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：本文主要以南通凤凰国际书城项目为对象，探讨了深基坑工程综合支护中的关键技术，以供与同仁交流探讨。
关键词：项目，深基坑，综合支护
1.工程概况
南通凤凰国际书城项目位于南通市新城区崇川路北侧，中央绿轴东侧。地下二层，地上裙房六层，南塔楼32层，北塔楼35层，总高度163.9米。本工程设计±0.000相当于绝对标高+4.500m，基坑东西长约125米，南北宽约138米 ，基础开挖深度为12.25～16.50米。东西两侧地下室外墙线距市政道路3.8米，地面埋设有煤气、电信移动、电视、给水、电力、雨水等管线；南侧地下室外墙距市政道路25米，北侧与在建中的南通市图书馆共坑，图书馆基坑围护形式采用双排钻孔灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕，开挖深度较本基坑浅1.8米。
2 .地基土的构成与特征
本场地主要由粉性土、砂性土和粉性土夹粘性土土组成。按其沉积的先后、沉积环境、成因类型以及土的工程地质性质，自上而下分为5个工程地质层，分层描述如下：①填土，松散。高压缩性，工程特性差。②粉土夹粉质粘土，稍密，夹软塑状粉质粘土，湿～很湿。中等压缩性，工程特性较差。③粉砂夹粉土，稍密～中密，中等压缩性，工程特性一般。④ 粉砂夹粉土，中密～密实，土质较均匀。中等压缩性，工程特性良好。⑤粉质粘土夹粉土，软塑，夹稍密状粉土，中等压缩性，土质不均匀，中等压缩性。
3 水文地质条件
建筑场地浅层地下水属孔隙潜水类型。补偿来源为大气降水、地表水以及区域水系。勘探期间测得平均初见水位标高为2.17m（埋深1.85m），平均稳定地下水位标高为2.16m（埋深2.00m）。
根据南通市区水文地质资料，场地内历史最高地下水位标高约为3.70m左右，近年场地内最高地下水位标高约为3.50m左右，最低地下水位标高约为1.50m左右，水位年变化幅度约2.00m。
4 基坑支护方案
4.1 地下室东西两侧
地下室东西两侧基坑采用钻孔灌注排桩结合三轴搅拌桩止水帷幕的围护结
构，桩间土采用挂网喷浆保护处理，支撑系统采用对撑结合角撑的支撑体系，并采用钢立柱及柱下钻孔灌注桩作为水平支撑系统的竖向支撑结构体系。如图1-1剖面图。
围护桩采用Ф900、1000钻孔灌注桩，强度为水下混凝土C30。止水帷幕为水泥土搅拌桩，截面形式为三头Ф850@600，水泥土搅拌桩采用标准连续方式施工，搭接形式为套接一孔法。水泥搅拌桩均采用P42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1.5，水泥掺量20%，要求28天无侧限抗压强度不小于0.8MPa，施工时每立方米被搅拌土体加入7～10kg左右的膨润土。
土钉钢筋采用Φ20、Φ48*3.0，土钉水平安放角为15?～25?，水平间距为1.0m～1.5m，均采用梅花布置，成孔直径为110mm。喷射砼设计强度C20，厚度100mm；混凝土配合比为水泥：砂：石=1：2：2，喷射砼中添加水泥重量的3%喷射砼速凝剂；钢筋网规格为Φ6.5@250*250双向联系加强筋为2Φ14，施工段钢筋网之间搭接长度不小于200mm。
4.2 地下室南侧
南侧距市政道路较远，中间位置采用灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕+两道旋
喷锚桩，如图2-2剖面图；两角采用灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕+上部角撑，下
部一道旋喷锚桩。
4.3 地下室北侧
图书馆和书城两个项目地下室共坑，两基础底板之间土体放坡开挖。为解决两个围护结构体系衔接问题，图书馆基坑支护在接头处设置整浇钢筋混凝土盖板与书城冠梁在接头处起坡进行搭接。
5 基坑位移报警界限：
坡顶水平位移：变化速率大于5mm/d，累计位移大于45mm；
坡顶沉降位移：变化速率大于5mm/d，累计位移大于45mm；
围护桩顶水平位移：变化速率大于3mm/d，累计位移大于35mm；
围护桩顶沉降：位移变化速率大于3mm/d，累计位移大于25mm；
深层水平位移：变化速率大于4mm/d，累计水平位移大于60mm；
支撑轴力：支撑承载能力设计值的70%；
坑外水位：>500mm/d，≥1000mm；
立柱桩沉隆：累计变形大于30mm；
道路、管线沉降：连续两天以上变化速率>3mm/d，累计达30mm，相邻两测点差≥8mm；
6 施工步骤
第一步：平整场地，施工硬地坪。
第二步：施工工程桩、立柱桩、止水帷幕、围护桩、降水井。
第三步：分层开挖，施工土钉。
第四步：向下分区、分层开挖至圈梁标高，施工锚索、混凝土圈梁及支撑系统。
第五步：支撑全部形成后，向下分区、分层开挖至第二道锚索标高，施工南侧锚索部分。
第六步：锚索施工完成后，向下分区、分层开挖至基坑底标高，垫层、底板及周边传力带。
第七步：待基础底板及其传力带达到设计强度的80%后，施工地下1层楼板及其传力带。
第八步：待地下1层楼板及其传力带达到设计强度的80%后，拆除支撑，施工地下室顶板。
7 施工技术
7.1 止水帷幕
施工前做好场地平整、清理障碍物，桩机设备安装，同时安装灰浆制备系统包括工作平台、制浆设备及泵送设备、灰浆流动制备站。做好浆管、电缆线连接工作，最后进行机械调试。
在DH608桩机上安装PAS-200型三轴搅拌机成桩，成桩后DH608桩机移到下一桩位施工；在搅拌下沉过程中，利用0.9m?空压机压缩空气使周围土体松散，保证水泥浆液与周围土体充分接触，提高成桩的强度和防水性能，水泥浆液采用BW-200（BW320）压浆泵注入。
工艺流程及现场施工顺序如图所示：
三轴深层搅拌桩施工工艺流程图
1）开挖导沟
采用0.4m3小型挖掘机挖沟槽，并人工清理沟槽内土体。
2）搅拌机定位、调正
施工时确保有足够的平整度和垂直度，控制桩位布置与设计的误差不大于±20mm，标高误差±100mm，桩机垂直度偏差不超过5‰。
3）搅拌及注浆速度
桩身采用“两次下沉，两次提升”工艺，水泥和原状土须均匀拌和，为保证水泥搅拌均匀，必须控制好钻具下沉及提升速度，钻机钻进搅拌速度一般为0.4m/min，重复搅拌提升速度一般为0.6-0.8m/min，在桩底部分重复搅拌注浆，提升速度不宜过快，避免出现真空负压、孔壁塌方等现象，桩施工时，不得冲水下沉。
4）制备水泥浆及浆液注入
在开机前进行水泥浆液的搅拌，水泥浆液的水灰比为1.5，水泥掺量20%，膨润土为7～10g/ m?，注浆压力为1.0MPa左右。水泥土搅拌桩养护期不得少于28天，无侧限抗压强度大于0.8Mpa时方可开挖基坑。
5）成桩
搅拌机在下沉过程和提升过程中注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。
6）施工技术要求：严格按设计要求配置浆液；土体要充分搅拌，严格控制下沉速度，使原状土充分破碎有利于同水泥均匀拌和；浆液不能发生离析，水泥浆液严格按预定配合比配制，为防止灰浆离析，注浆前必须搅拌30s再倒入存浆桶；压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层；发生浆管堵塞，立即停钻处理，待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆，等10～20s恢复向上提升搅拌，以防断桩。
7）搅拌桩施工应有连续性，不得出现24小时施工冷缝。如因特殊原因出现施工冷缝，则需补强并在图纸及现场标明位置以便最后统一考虑加强方案，超过48小时或出现冷缝时须在接头旁采用高压旋喷桩补强。
三轴搅拌桩冷接头理示意图
8）桩机每次就位，必须检查桩架的平整、垂直度，以及钻头对位准确率。制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，施工中因故停浆，应将搅拌头下沉至停浆面以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升。
两班制施工作业交接班时，严禁在桩体搅拌过程中进行。
7.2 钻孔灌注桩
1）施工流程：桩孔定位埋设护筒钻机就位成孔、清孔下钢筋笼、导管二次清孔浇混凝土。
2）钻机钻进设置导向装置，护筒埋设完成后，钻机应立即就位进行对中、整平工作。钻机调整后，应在钻机底部采取可靠措施固定，防止钻进时受力引起机架位移。
3）刚开孔时，不宜用清水钻进，应准备高塑性粘土用泥浆搅拌机制配泥浆，填充泥浆池。开钻初期钻进时应轻压慢进，同时应根据不同的土层变化，合理选择钻进参数。
钻进过程中应根据不同土层合理调配泥浆指标，以防止孔壁坍塌、缩颈、扩颈等现象发生。成孔过程中泥浆要正常循环，废浆要及时排放，泥浆池要定期清理。施工期间护筒内泥浆液面应保持高于地下水位1.00m以上。
4）加强箍按钢筋笼设计参数制作，接头采用双面焊，螺旋筋、加强箍与主筋应点焊牢固、对称，防止因钢筋收缩引起主筋间距变化；每节钢筋笼顶部两侧应加焊吊耳，以方便起吊。钢筋笼外形应圆直，严禁咬筋搭接；每隔4m对称安装4个?50mm预制砼保护轮，既可防止钢筋笼下放时碰撞孔壁，也起到了砼保护层的作用。
钻孔桩钢筋笼分两节制作时，钢筋接头必须在基坑底面2m以下，且采用焊接接头，单面焊10d，双面焊5d；主筋接头间距应大于1m，并在同一连接区段上的接头数不得多于总数的50%。
主筋焊接完成后将接头处螺旋筋补齐，隔点点焊牢固。钢筋笼必须自由下放，不得强行压入孔内。
5）安放导管、二次清孔
二次清孔后的泥浆性能参数、孔底沉渣符合设计和规范要求后，方可停止清孔，并报监理工程师验收。清孔后的沉渣厚度不宜超过200mm。灌注砼时，孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25，含砂率不得大于8%，粘度不得大于28s。
6）、桩身砼灌注
砼灌注前将导管提离孔底300-500mm后固定好，然后安放料斗，以保证首灌量。首灌量需经计算，确保其埋管深度大于1.0m。灌注桩超灌量1.0m，充盈系数为1.1～1.2，混凝土须连续浇灌。
混凝土坍落度控制在18-22cm之间，满足泵送及水下砼需要的和易性与流动性。砼灌注过程中，导管埋深宜控制在3-5m，灌注时防止堵管。起拔导管前由专人负责测量砼面高度，以防导管底端提离砼面而发生断桩。
7.3 钢格构立柱
立柱采用4L140*14钢格构柱，立柱桩采用直径Φ800钻孔灌注桩，混凝土强度等级为水下C30。
立柱桩施工要求：
1）护筒中心与桩位中心偏差小于30mm；
2）成桩中心与桩位中心偏差小于50mm；
3）桩身垂直度偏差不大于1/300；
4）成渣厚度不大于100mm（浇灌混凝土前）；
5）格构立柱中心与钢筋笼中心应在同一轴线上，成桩后立柱垂直度应满足不大于1/300，立柱顶标高与设计标高偏差小于30mm。
7.4 支撑系统及圈梁
挖土至压顶梁底标高后，按设计要求施工5cm厚的1：2水泥砂浆找平层绑扎钢筋架设模板浇筑支撑梁和圈梁混凝土。
素垫层必须浇至围护桩。底板与围护桩间的混凝土，采用与底板同等级的混凝土。底板、地下车库外墙及楼板浇注后，须设砼传力带，待传力带达到80%设计强度后方可对称拆除支撑。
7.5 旋喷锚桩
1）直径Φ500斜向锚桩采用P.O.42.5级水泥，水泥掺入量22%， 水灰比0.7 ；旋喷搅拌的压力应为15-20MPa。
2）水泥土桩锚桩钻孔前按施工图放线确定位置，做上标记；钻孔定位误差小于50mm，孔斜误差小于3°。钢绞线插入定位误差不超过30mm，底部标高误差不大于20cm。每根钢绞线由7根钢丝绞合而成，桩外留1.0m以便张拉。在做主体结构防水处理时，可将外露部分切去。锚桩桩径偏差不超过2cm，并严格按照设计桩长施工。
3）扩大头的旋喷搅拌的进退次数比桩身增加二次，以保证扩大头的直径，水泥浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完。
4）锚桩内插钢绞线，应进入旋喷桩底，旋喷搅拌桩及压顶梁强度达到70%后方可进行张拉锁定。使筋体与腰梁、锚具连接牢固。每根钢绞线的锁定拉力为90KN。
5）加筋水泥土桩锚施工必须按照分段分层开挖，分层厚度必须与施工工况相结合且不大于3000mm。下层土开挖时，上层的斜锚桩必须有5天以上的养护时间并已张拉锁定。
6）腰梁采用16#工字钢与钢板焊接而成，腰梁对焊连接时，两根工字钢之间的连接焊缝间距不应大于2mm，垫板采用150X180X20钢板，锚具采用QVM15-2锚具。
7）锚具采用QVM系列，锚具和夹具应符合（JGJ85-2002）。
8）采用高压油泵和100吨穿心千斤顶进行张拉锁定。正式张拉前先用20%锁定荷载（按每根钢绞线90KN确定）预张拉一次，再以50%、100%的锁定荷载分级张拉，然后超张拉至110%锁定荷载，在超张拉荷载下保持5分钟，观测锚头无位移现象后再按锁定荷载锁定。若达不到要求，应在旁边补桩。
7.6 土钉墙
1）施工工艺流程
2）土钉注浆
孔内采用全程注浆，注浆材料采用水灰比为0.55水泥浆液，水泥标号为P4.25级普通硅酸盐水泥。注浆压力0.2～0.6MPa，每米注浆量不小于20kg。水泥浆、水泥砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的水泥浆、水泥砂浆应在初凝前用完。
注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净；注浆开始或中途停止30min时，应用水或稀水泥浆注浆泵及其管路。注浆时，注浆管应插至距孔底250～500mm处，孔口部位宜设置止浆塞及排水管。
3）喷射砼及配筋
焊接土钉头，层与层之间的竖筋用对钩连接，竖筋与横筋之间用扎丝固定。喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm。喷射混凝土时，喷头与喷面应保持垂直，距离宜为0.6～1.0m。喷射混凝土终凝2h后，喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7h。
机械开挖后，应辅以人工修正坡面，坡面平整度允许偏差为±20mm，在坡面喷射砼支护前，应清除坡面虚土。上层土钉注浆体及喷射砼面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。
7.7 基坑开挖
当钻孔桩、支撑、圈梁和水泥土搅拌桩达到设计强度80%后，方可进行基坑土方开挖。基坑开挖应注意不损伤工程桩、止水帷幕、支撑结构及降水井等，土方开挖施工严格实行“分层分段、留土护壁、限时开挖支撑”，考虑时空效应，对称均匀出土。
施工车辆在支撑上行走，覆土300mm并铺设走道板，架于支撑上方。但不得在底部掏空的支撑构件上行走与操作。
基坑开挖过程中，随着土的挖除，下层土因逐渐卸载而有可能回弹。所以基坑开挖完毕，应尽快浇注垫层、施工基础和主体结构。
为防止支护结构变形漏水，现场备有压密注浆机械，若有渗漏，在止水桩后进行高压注浆堵漏处理。同时备有钢管、水泥、草袋、压密注浆机械等抢险物资，一旦发生事故隐患或险情，立即处理，并报有关部门，以实施进一步处理方案。
8 结语
目前，该工程地下室四周土方已回填完毕，根据施工过程中监测数据反映，
所有监测累计数据均在基坑位移报警界限内，周边路面无明显位移，在类似地质条件及周边环境下采用灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕+水平支撑梁并结合设置旋喷锚桩、土钉墙的支护形式切实可行。