多支护体系在深基坑中的运用

邱芸 朱家快

【摘 要】 随着建筑行业的快速发展，各种新技术同建筑工程不断结合创新，在不断刷新建筑高度的同时也在不断加深各种建筑的基坑深度。尤其是在城市中心区域，由于受到周边环境的影响，合理选择基坑支护方式将对工程的安全、投资及工期产生较大的影响。本文主要通过旋挖灌注桩、三轴搅拌桩、预应力管桩施工技术要点进行解析总结，为其它类似工程施工提供借鉴。

【关键词】 深基坑支护 灌注桩 搅拌桩 钢板桩

1 工程概况

电建泛澋公馆项目总建筑面积19.5万m²，有12栋32层楼房（最大建筑高度99m），框架剪力墙结构。两层地下室，负一层基坑深度4.2 m；负二层基坑深度8.1 m。基坑下部5.1m支护采用旋挖灌注桩加预应力锚索。负一层及负二层之间基坑支护采用预应力管桩。整个负二层区域内四周基坑设置止水帷幕，采用三轴水泥搅拌桩进行设计，设计深度32m。

2 地下水文情况

本工程三面临水，离河水边距离16～25m,基坑地下室水位在基坑表面下3.5米左右，常年河水位高出基坑底4m左右。

3 工程地质情况

根据地勘报告，结合现场调查，现场从上到下主要分类情况为砂性素填土，层厚0.70～3.70m；粉质黏土，层厚1.00～5.50m；淤泥质土，层厚1.00～13.60m；粉砂，层厚2.10～22.80m；细砂，层厚1.00～13.50m；淤泥质土，层厚2.00～8.70m；粉质黏土，层厚1.50～6.40m；圆砾，层厚0.80～8.30m；强风化粉砂质泥岩，层厚3.30～20.00m；中风化粉砂质泥岩，层厚2.20～5.88m。

4 灌注桩施工

4.1 埋设钢护筒

护筒用4～8mm的钢板制作，为增加护筒刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5m，保护桩孔顶部土层不因钻头（钻杆）反复上下升降、机身振动而导致坍孔。

4.2 钻孔

根据现场地质情况采用旋挖钻机作为钻孔设备。钻孔时根据施工现场土质情况，调配符合要求的泥浆以便于在钻进过程中保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。

4.3 成孔检查

（1）主要检测方法是根据桩径制做笼式井径器（试笼）入孔检测，笼式井径器采用直径为22mm和18mm的螺纹钢筋制作，其外径等于钢筋笼直径加100mm，但不得大于钻孔的设计孔径，长度等于孔径的4～6倍。检测时，将井径器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径。

（2）孔深和孔底沉渣检测

孔深：采用测针进行测量。孔底沉渣：采用初始刻度相同的测针与测饼相结合的办法进行测量，检测时将测针与测饼同时放入孔内相邻处，然后用卷尺丈量桩顶同一刻度之间的差值，差值即为孔底沉渣厚度。

4.4 第一次清孔

当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深进行检查确认钻孔合格后，即可进行第一次清孔。终孔前1～2小时，开始调整泥浆指标，终孔后，依靠钻机泥浆循环系统的泥浆的持续循环进行第一次清孔。

4.5 钢筋笼加工及吊放

钢筋笼骨架在制作场内采用胎具成型法分节制作，挂上标志牌，便于使用时按顺序装车运出。钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔。为防止钢筋笼掉笼或在灌注过程中浮笼，钢筋笼的定位采用在钢筋笼反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装。

4.6 第二次清孔

安放钢筋笼及导管准备浇注水下混凝土前，为防止孔底会产生新碴，待安放钢筋笼及导管就序后，采用换浆法清孔，以达到置换沉渣的目的。

4.7 灌注水下混凝土

（1）应提前联系商品混凝土供应商，进行浇筑混凝土的拌制，首批混凝土数量应满足导管埋设深度和填充导管底部的需求。

（2）采用直升导管法进行水下混凝土的灌注。导管用直径300mm的钢管，壁厚3mm，每节长2.0或3.0m，配1～2节长0.5或1.0m短管。

（3）混凝土进入漏斗时的坍落度控制在20～22cm之间，并有很好的和易性。混凝土必须连续浇筑，应保证灌注工作在混凝土初凝以前完成。

（4）在灌注混凝土开始时，导管底部至孔底应有300～500mm的空间，且首批混凝土数量必须有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并保证把导管下口埋入混凝土的深度≥1.2m。

（5）浇筑开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。浇筑过程中应设专人负责检查、测量孔内混凝土面上升高度，及时提升和分段拆卸上端导管。在整个灌注过程中，导管埋入混凝土的最小深度应控制在2～4m，防止导管拔出混凝土面造成断桩事故。

（6）灌注桩的桩顶标高应高出设计标高不小于0.5米，以保证桩顶混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，剩余桩头应无松散层。

5 三轴搅拌桩施工

5.1 现场沟槽开挖

根据平面图，测放出三轴搅拌桩内外两侧施工轴线，再采用挖掘机沿三轴搅拌桩轴线平行方向开掘工作沟槽，槽宽约1.2m，深度1.0～1.5m，沟槽开挖的同时如遇地下障碍物，利用镐头机将地下障碍物破除干净，以保证正常施工。

5.2主要施工工序

（1）钻机就位

桩机移动就位前应看清上、下、左、右各方面的情况，并由机组专人负责指挥，如发现桩机移动轨迹内存在障碍物应及时清除，对于承载力不够的部位应回填砖渣或铺设钢板。

（2）搅拌桩施工

搅拌桩采用JB180步履式桩机，最大钻孔深度52.5m，配套水泥浆设备采用BZ-20L搅拌机并配相应的水泥罐。搅拌时两喷两搅，施工时提升速度与搅拌头转速应相匹配，提升速度不大于0.8m/min。钻机就位后校正复核桩机水平和垂直度，连接好水泥浆搅拌设备钻头，喷浆并开始下沉搅拌施工至设计标高，达到设计深度后提升钻头到设计顶标高，循环开始下个桩施工。

（3）搅拌桩检测

搅拌桩完成达到强度后采用钻心检测，由于桩身较长且桩径较小，一般钻机钻心检测容易出现偏心导致检测出现不合格，检测时必须控制好钻机的钻进速度和垂直度。

6 预应力管桩施工

6.1 桩位测量放样

根据测量基准点，布设现场控制点，同时根据设计施工蓝图上坐标点，采用全站仪对各个桩位进行测量放线，要求对每个桩进行编号，严格按照桩位编号顺序进行施工。

6.2 桩机就位

桩机安装调试后，行至桩位处，使管桩中心与地面上标识桩位的小木棍基本对准，调平桩机，再次校核无误后，将长步履落地受力。

6.3 打桩施工

桩基就位后，采用桩基自带吊装设备吊起管桩，焊接好桩靴，微调桩机使桩尖对准桩位，缓慢打桩，沉桩过程中随时监测桩在纵、横两个方向是否始终处于垂直状态。打桩过程中要经常注意观察桩身是否发生位移、偏斜，发现问题及时纠正。

6.4 送桩达到设计要求

送桩器的外型尺寸要与工程桩的外型尺寸相一致，并且要有足够的强度与刚度，端面要平整，具备防滑性能。送桩时，送桩器与桩身成一条轴线，当桩达到设计标高时，停止送桩，提出送桩器，拆除送桩器后开始下一条桩施工。

7 结束语

基坑支护是一个系统工程，必须做好每一道工序的质量控制以确保整体基坑支护工程的施工质量。同时基坑支护工作关系到整个基础施工阶段的施工安全，因此在基坑侧壁回填之前需要对整个基坑支护工程进行合理的观测及控制方可保证基础施工的安全及顺利进行。本项目的基坑支护工程施工完毕后通过第三方的定时监测，地下室基础施工期间基坑变形和位移均在规范允许范围内。同时三轴搅拌桩止水帷幕施工质量较好，施工期间基坑侧壁无渗漏，为基础施工创造了良好的作业条件。