建筑基坑支护施工技术方案探讨

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摘要：文章通过笔者多年的工作实践，并结合某项目施工案例，着重介绍了钢板桩、混凝土灌注桩、钢筋砼支撑联合支护结构体系在建筑工程深基坑支护中的应用，并且较为详细地介绍了具体的施工工艺及质量控制措施，旨在为类似的工程提供参考。

关键词： 建筑工程 支护技术钢板桩混凝土灌注桩

中图分类号： TU74文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

广州新客站二级基坑支护施工项目，是为了进行站房风道结构施工而设，支护结构的顶面就是一级基坑的底面；支护结构要求能满足挡土和止水的要求。根据需开挖的深度，周边环境状况，工期要求，以及与铁建施工的关系，针对不同的部位设计了不同型式的支护体系。其中竖向风道（3－4＃）采取放坡加钢板桩支护，横向风道（5－8＃）采取钢筋砼灌注桩和一道水平钢筋砼支撑的支护结构，见图1。

图1风道5－8＃剖面详图

2 支护技术总体方案

本工程由于基坑深，场地大，工期紧，基坑的稳定性较好。经过各种方案的认真讨论，结合工程的地质资料及周边建筑物等实际情况，本工程基坑支护主要采取放坡加钢板桩、钢筋砼灌注桩、水平钢筋砼支撑支护结构体系。

2.1放坡加钢板桩

3#风道长325m，分高低两区，高区底板面标高为-4.1m，低区为-9.6m，局部有-11.1m，加上承台地梁的高度，需开挖的深度在-11m和-12.5m，设计采用放坡加两层钢板桩支护的型式，支护深度2～3.5m；因为要在风道内进行桩基础施工及挖土后达到止水效果，须截断二级基坑内外地下水的渗透通路，要求钢板桩穿透透水砂层达到不透水层，采用6～9m长的拉森Ⅴ号钢板桩悬臂支护；竖向风道基坑与横向风道接头处的场地不能放坡开挖，该处的钢板桩须采用12m长钢板桩。

4＃风道由长325m，结构总宽16m，底板面标高-9.6m，顶板面标高-6.1m，加上承台地梁的高度，需开挖的深度在-10.6m，设计采用放坡加两层钢板桩支护的型式，支护深度为2m；加上桩承台施工面宽度，支护宽度达到19m；左侧壁承台边与11轴桥梁承台间的净距为700～1500mm，右侧壁承台边与12轴桥梁承台间的净距为700mm。设计采用6～9m长的拉森Ⅴ钢板桩支护。分段施工时在坑两端也要打钢板桩支护。

2.2 钢筋砼灌注桩

东西侧5－8风道各长178m，宽13.1和19m，考虑施工面的需要，支护结构净宽需16.35和22.3m；底板面标高为-10.6和-6.1m，最深开挖处达到-14.7m，则支护深度达到10.2m。设计采用间距1300、Φ1200钢筋砼灌注桩挡土。

2.3水平钢筋砼支撑

东西侧5－8风道桩顶平面设一道钢筋砼梁内支撑及八字撑，主间距9m，截面700×800和800×1000，八字撑截面为600*800。

3 支护施工技术

3.1钢板桩支护施工要点

（1）施工工艺流程：放线定位钢板桩定位安装导向钢围檩打设钢板桩拆除钢围檩安装支撑装置挖土风道施工完成后回填土拆除支撑装置拔除钢板桩。

（2）施工方法：1）第一根钢板桩插打：桩机前臂吊起钢板桩，打开桩机头夹板夹住桩头，垂直后在设计位置通过打桩机的液压振动锤将钢板桩插入至设计深度。2）后续钢板桩插打：第一根桩打插完成以后，后续钢板桩沿前一根桩的扣槽插入至设计深度，直至形成封闭基坑的钢板桩围护体系；基坑转角处用大扣方式连接，使钢板桩连续。

本工程风道基坑采用拉森钢板桩支护施工。

（1）施工方法：先用挖机沿要施工钢板桩的位置挖深的沟槽，然后由打桩机将钢板桩施打到位。为防止两边同时开挖可能造成的施工临时道路边坍塌，施工时可先施工一边，把挖出的另一边沟槽的土方回填以保证施工安全。

（2）质量控制：1）拉森钢板桩施工前必须按设计图放线，并且转角设控制点，打桩时拉线，钢板桩按线就位。2）钢板桩就位后，检测桩的垂直度，符合规范要求后，再沉桩。严格控制每段第一条桩下沉的垂直度，其后的桩即可靠桩的锁口互锁功能而保持垂直；3）拉森式钢板设计要求，应该相互紧扣，本工程地质根据前次施工经验，地质层有少量流砂层，故二桩相互紧扣就位沉入，以防流砂流入坑内。4）钢板桩长度不宜过长，钢板桩在基坑内深入土层应为桩长的1/2～2/3。沉桩至设计标高位置。5）分段施工时，尤其要处理好基坑端部转角处桩的严密性，必要时需进行注浆止水。

3.2 钻孔灌注桩施工及质量控制

由于支护桩量大集中，工期紧，而现在站房桩基施工已全面展开，场地有限，难以布置大量冲桩机，决定采用旋挖机施工，每个风道安排4～6台机。为了保证质量和安全，须采取跳打的方式施工，相邻桩的施工间隔时间不能少于5天或邻桩的砼强度达到50％。

（1）施工工艺顺序为：定位放线埋设护筒成孔清孔下钢筋笼灌注水下砼。

（2）施工工艺。钻机钻孔前，应做好场地平整，挖设排水沟，设泥浆池制备泥浆，做试桩成孔，设置轴线定位点和水准点，防线定桩位及其复核等施工准备工作。钻孔时，先安装桩架及水泵设备， 桩位处挖土埋设孔口护筒，以起定位、保护孔口、存储泥浆等作用，桩架就位后，钻机进行钻孔。钻孔时应在孔中注入泥浆，并始终保持泥浆液面高于地下水位 1.0m 以上，以起到护壁、携渣、钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作用。钻孔深度达到设计要求后清孔，该工程采用原土造浆，所以清孔时，钻机空转不进尺，同时注入清水，待孔底残余的泥块已磨浆，排出泥浆比重降至1.1左右，即认为清孔已经合格。清孔完毕后，立即吊放钢筋笼和水下浇注混凝土。钢筋笼埋设前在其上设置定位钢筋环， 确保保护层厚度。水下浇注混凝土采用导管法施工。

（3）质量控制。护筒中心要求与桩中心偏差不大于50mm，埋深不小于1m；泥浆比重控制在1.1～ 1.2；孔底沉渣厚度不得大于 150mm；水下浇注混凝土应连续施工，孔内泥浆用潜水泵回收到贮浆槽里沉淀， 导管应始终埋入混凝土中0.8～1.3m，并始终保持埋入混凝土面以下1m。

3.3钢筋砼支撑施工及注意事项

（1）钢筋砼支撑安装

1)根据土方开挖的速度，提前配齐所需要的钢支撑及垫块等，并将管装配成设计长度，等待工作面挖出后进行安装。钢支撑施工按“支撑一段挖一段”的原则进行，使其能及时发挥支护作用减小围护结构的变形。

2)钢支撑所在之处的土方挖完以后，通过测量放出该道支撑与围护结构的接触点，以保证支撑与墙面垂直，位置适当。量出两个相对应的支撑点之间距离，以校核已在地面上拼装好的支撑的长度。

3)钢支撑的一端为活络头。钢管拼装时按设计长度分节通过法兰盘和螺栓连接拼装偏差不大于20mm。预先在支撑要加预应力的一端焊好千斤顶底座，底座由三块钢板焊接而成，钢筋两边对称各焊一个座底。

4)钢支撑吊装(采用现场设的吊机配合桁吊)到位后，先不松开吊钩，将一端的活络头拉出顶住钢围囹，再将2台液压千斤顶放入顶压位置，为方便施工并保持千斤顶加力一致，用千斤顶用自制托架固定。千斤顶一端顶在钢围囹上，一端顶在底座上，接通油管后即可开泵施加预应力，预应力施加到位后，用钢锲块撑紧端头处的缝隙并焊牢。然后回油松开千斤顶，解开起吊钢丝绳，完成这根支撑的安装。

（2）钢筋砼支撑拆除

在进行基坑土方回填时，要拔除钢板桩，以便修整后重复使用。本工程钢板桩的拔除采用振动拔桩机进行振动拔桩。根据工程实际情况选用合适的拔桩机械，钢板桩拔除的难易取决于打入时顺利与否，尤其是打入时咬口产生变形或垂直度很差，则拔桩时会遇到很大的阻力。钢板桩拔除时由于产生的空隙会引起土层扰动，会使基坑内已施工的结构产生沉降，为此在拔除钢板桩时要采取措施，对拔桩造成的空隙及时回填。

钢板桩拔除需注意的事项：1）作业前详细了解土质及板桩打入情况、基坑开挖后板桩变形情况等，以此判断拔桩的难易；2）基坑内结构的施工结束，要进行回填，尽量使钢板桩两侧的土压力平衡，有利于拔桩作业；3）拔桩设备有一定的重量，如压在土层上，由于地面荷载较大，需要时设备下应放置路基箱或枕木；4）钢板桩拔出会形成孔隙，必须及时回填，否则会造成位移及地面沉降，宜用膨润土浆液填充。

4 结束语

综上所述，本工程采用钢板桩、混凝土灌注桩、钢筋砼支撑相结合的联合支护方式， 最大限度地利用边壁土体的自稳能力，使结构处于最佳受力状态。特别是在周边环境复杂的情况下，因所需设备简单、所需场地较小而具有较大的优越性。实践证明，工程施工效果良好， 取得了良好的经济效益。

参考文献

[1] 高大钊，陈汉忠等.深基坑工程[M].机械工业出版社，2006.

[2] 李钟.深基坑支护技术现状及发展趋势[J].岩土工程界，2004.