对某高层住宅深基坑支护施工问题的分析

对某高层住宅深基坑支护施工问题的分析

摘要：在高层及多层建筑工程施工过程中，都应用到基坑支护施工技术。基坑支护工程的设计与施工，既要保证整个支护结构在施工过程中的安全，又要控制结构和周围土体的变形，以保证周围环境的安全。本文主要针对某工程基坑支护的设计方案及施工问题分析，并且支护形式、重力式挡土墙、及喷锚设计、施工中遇到的问题及边坡变形监测。

关键词：高层住宅；基坑支护；检测分析；施工技术；

0 工程概括

该工程位于某市区内，施工场地狭小。占地面积1069m2，建筑面积16376 m2，地下1层，地上21层，地下室层高4.5m。抗震设防烈度为七度，基础采用桩基承台式，建筑物基坑深度为5m，为自然地面至地下室底板素混凝土垫层。该综合楼为框架剪力墙结构。

该工程基坑呈长方形，外形56m×26.6m，基坑面积约1500m2，基坑开挖深度为5.3m。拟建场地临和平大道，人行道下有电缆、上下水、煤气管道和人防设施，这些设施离基坑边3～10m不等，基坑东北角为人防入口，人防设施埋深在自然地面以下2～5m。距基坑东南角2m处有一幢4层楼房，该楼为20世纪50年代所建的办公楼，条形基础，埋深2.0m，天然地基。基坑南侧为一幢7层综合住宅楼，该楼为桩基础，且距基坑仅4.5m。

1 工程地质条件分析

拟建场地在勘探深度范围内，地层由杂填土、硬壳层粘土、淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土、砾砂混卵石等九个工程地质层和十三个亚层组成，牵涉到本工程基坑支护开挖的土层为：

①杂填土：杂色，由碎块石、砖瓦砾混砂土、粘性土等组成，局部有生活垃圾分布，成分复杂，均一性差，土性呈湿、稍密，层顶高程为0.29～5.30m，层厚0.4～4.1m，全场分布。

②粘土：灰黄、灰色，可一软塑，含铁锰质斑点及少量腐植物，底部逐渐向淤泥过渡，层顶高程1.90～4.20m，层厚0.30～2.10m，局部分布。

③淤泥：青灰色，流塑，含零星贝壳碎片、腐植物，不均匀夹粉细砂薄层，局部含量较高。层顶高程-0.46～3.07m，层厚11.60～15.10m，全场分布。

2 基坑支护体系及重要性

基坑支护作为一个结构体系，应要满足稳定和变形的要求，基坑支护型式的

合理选择，是基坑支护设计的的首要工作，应根据地质条件，周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。一般当地质条件较好，周边环境要求较宽松时，可以采用柔性支护，如土钉墙等；当周边环境要求高时，应采用较刚性的支护型式，以控制水平位移，如排桩或地下连续墙等。同样，对于支撑的型式，当周边环境要求较高地质条件较差时，采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全，应采用内支撑型式较好；当地质条件特别差，基坑深度较深，周边环境要求较高时，可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。

3基坑工程分析与评价

3. 1有关基坑设计、施工岩土计算参数

基坑围护深度内地层为①杂填土；②粘土；③淤泥，现将基坑深度范围内该土层的基坑设计和施工所需的岩土数建议如下表1 所示。

表1 基坑支护岩土所需技术参数表

层号 土层 层厚m 压缩模量ES1-2（Mpa） 重度γKN/m3 摩擦角φ 水平渗透系数K（CM/S） 垂直渗透系数KV（CM/S） 承载力标准值fk(Kpa) 含水量W（%） 凝聚力C（Kpa）

① 杂填土 0.4～4.1 - - - - - - - -

② 粘土 0.3～2.1 3．84 18.07 7.5 - 7.86E-0.7 85 37.2 21．5

③ 淤泥 11.6～15.1 1．60 16.18 6.1 6.02E-0.6 2.52E-0.6 45 61.4 11．1

3. 2地下水

本场地杂填土、粘性土中的砂夹层、砾砂混卵石、风化基岩裂隙带透水性强，一般粘性土层微弱透水性。据区域水质资料分析，地下水无环境污染，对砼及建筑材料不具侵蚀性。

场地第四纪地层地下水属潜水，其水位受降雨、地表水等因素影响有所变化，根据地区经验下水位变动幅度小，勘察期间测得钻孔的地下稳定水位埋深为0.1～2.2m。

4基坑支护工程施工技术

根据场地地面标高，基坑分两次开挖至地下室底板下约3.5m。设定的施工方案为：基坑边坡采用放坡+锚喷网挡土墙支护结构，地下室底下电梯井周边采用水泥搅拌桩重力式挡土墙支护结构。

4. 1放坡十锚喷网挡土墙支护施工技术

4.1.1 施工工艺流程

挖土修坡→初喷封闭→锚杆孔定位→成孔→安放锚杆→锚孔灌浆→安装钢筋网及焊接加强筋→终喷。

(1) 土方开挖：土方开挖的顺序为先挖出基坑东西两侧喷锚支护段周边6m宽的支护施工工作面，后挖中间及南北重力式挡土墙支护段。周边分4次开挖到底，中间分两层开挖到底。周边每段开挖长度，第一层不超过15m，第二层及以下不超过10 m。开挖时在坡壁留出150mm土方由人工修整。

(2) 成孔：成孔由人工采用洛阳铲完成。

(3) 锚杆钢筋制作及安放：锚筋长度及直径均严格按照设计要求实施，同时施焊的支撑架必须能确保锚筋的保护层厚度。

(4) 注浆：注浆方式采用底部注浆，注浆压力为0.3～0.6MPa，一般每根锚杆均进行3次加压补浆，以确保锚杆的抗拔力。

(5) 喷射混凝土面层施工：锚孔注浆结束后，立即初喷30mm厚混凝土面层，然后铺设钢筋网及焊接加强筋。钢筋网之间，锚头钢筋与加强筋之间均为点焊连接。再次喷射50mm厚混凝土面层。

(6) 布设泄水管：在支护面上，每隔6m左右设一根长度为1m的泄水管，将支护壁附近的地下水及时排出，以减少对支护结构的压力。

4.1.2 施工要求：

(1)杆体采用Φ22钢筋及φ48钢管，锚头焊Φ14拉筋，面筋Φ6@200双向；

(2)32.5R普硅水泥，水灰比0.5，固结强度20Mpa；

(3)锚杆孔径Φ110mm,锚杆长5m(钢管长7m)，纵横间距1.5m，倾角5～15度；

(4)土体喷射C20细石混凝土，l00mm厚。

4.1.3施工技术

(1)挖土修坡时锚喷工人要和挖土司机协同作业，挖土高度视土质而定。本次挖土施工分二次挖土，采用人工修坡，尽量将坑壁修整平顺，以便喷射混凝土作业，挖土至设计标高时，沿基坑四周设置排水沟，以便尽快排除积水；

(2)坡顶处理：在坡顶上500mm范围内，每隔1.5m打长2mΦ22钢筋的摩擦锚杆，挂Φ6@200双向钢筋网，并喷射混凝土，外围设置排水沟；

(3)成孔作业尽量采用干作业，增加锚固体与土体的摩擦力，增加临时稳定性，并采用人工洛阳铲成孔；

(4)为保证杆体Φ22钢筋安放在锚孔中心，防止拉杆产生过大挠度和插入土体时不搅动土壁，增加拉杆与锚固体的握裹力，在每根锚体底部每隔2m设一对中器，对中器由三根Φ6钢筋组成；

(5)灌浆浆液采用32.5R普硅水泥制成纯水泥浆，灌浆时要求注浆管管口距孔底200mm，待孔口返出水泥浆后，方可拔出注浆管，并随即补浆至孔口；

(6)当锚杆孔水泥浆有一定强度后，可安装钢筋网及焊接加强筋，加强筋节点压锚头；

(7)喷射混凝土作业时，混凝上由水泥、5-10mm细石、中砂组成，配合比1:2:1.5，终喷混凝土厚度l00mm。

4. 2重力式挡土墙支护

4.2.1施工工艺流程