基坑支护及降水具有保证地下结构施工和基坑周边环境的重要作用。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，要根据具体问题具体分析，选择安全、经济、适用的支护结构。复合土钉墙基坑支护技术的发展扩充了基坑支护，尤其是土钉墙支护的应用范围，并提高了支护体系的安全可靠度。它在多种地质条件下的适用性和显著的经济技术效果，将使该方法得以迅速发展。

 

 

　　 某地区在建的5#地块建设项目由2幢37层的住宅楼和2幢22层住宅楼及楼层间2层地下车库组成。本基坑由住宅楼基础开挖和地下车库基础开挖组成，住宅楼基坑开挖线距用地红线较远，大部区域与红线距离超过8.3m，局部区域距离约为6.9m；地下车库东西两侧距用地红线较近，东侧与红线的最小距离约为4.Om，且有道路和供水管线需要保护，距离基坑开挖线5～1Om，西侧与红线距离仅为3.Om，施工场地比较狭小。

 

 

　　 该工程承台底标高-10.93m，场地自然标高约-0.90m，地下水位约-7.50m，开挖深度10.0m。鉴于本工程地质情况，结合该区域内其他基坑工程的设计及施工经验，经理论计算和综合分析，确定本基坑工程支护方案如下：场地周边邻近施工道路荷载较大采用双排深层搅拌桩作为止水帷幕，东西两侧距场地围墙距离很近，只能采用单排深层搅拌桩作为止水帷幕。深层搅拌桩设计桩径d=550mm，单排布置时咬合200mm，双排布置时咬合150mm。场地南侧采用台阶式放坡复合土钉墙支护，北侧及东西两侧采用锚拉式排桩支护。土钉及锚杆设计为植入式，长度9～12m。降水采用管井降水，设计井深20m，间距25m梅花形均匀布置。

 

　　(1)施工工序：钢筋混凝土灌注桩→深层搅拌桩→降水工程施工→土方开挖。

 

　　(2)基坑北侧及东西两侧支护灌注桩采用潜水钻机施工，泥浆护壁，混凝土灌注采用商品混凝土。

 

　　(3)基坑四周深层搅拌桩施工采用深层搅拌桩机，水灰比为0.6，水泥掺入量60kg/m3，采用四搅两喷施工工艺。

 

　　(4)基坑内设管井6口，呈梅花形布置。管井孔径Ф700，选用Ф400无砂混凝土井管，井管外包塑料纱窗5层，用竹板夹紧，10号铅丝绑扎牢固。井管四周填3～5mm混合滤料，经抽水洗井后至水清，然后用粘土封井四周。降水井中用50mm潜水泵抽水，扬程25m，用DN65帆布管接至闸阀处与主管道相连。降水主管道全部采用DN100焊接钢管，外接城市排水管网。

 

　　4、基坑支护施工技术

 

　　4.1土方开挖

 

　　基坑面积较大，故土方开挖时对基坑进行合理分区或分段组织施工。基坑挖土应遵循先施工锚杆(支撑)后开挖的原则，采用盆式、分层、抽条、对称开挖，围护墙无锚杆(支撑)暴露时间应控制在20h之内，开挖面围护墙无锚杆(支撑)暴露长度不大于20m；

 

　　采用盆式开挖时，基坑周边边坡留土范围不小于1Om，中部开挖至基底时应及时浇筑垫层，待中部垫层形成并达到设计强度要求后，分块、抽条开挖基坑周边的边坡，并及时浇筑分块垫层，最后浇筑贯通整个垫层；不得超挖，开挖面的高差应控制在1m以内，并宜按不大于1：1.5放坡。在基坑开挖过程中，施工单位应采取有效措施，确保边坡留土及动态土坡的稳定性，慎防土体的局部坍塌造成现场人员损伤和机械的损坏。

 

　　4.2围护钻孔灌注桩施工

 

　　工程围护桩采用GPS-10型工程钻机正循环回转钻进成孔，开孔及钻进过程中均采用原土造浆，并根据土层情况人工造浆或掺入一定的化学剂，以充分维护孔壁的稳定性，钻进结束后进行一次清孔；钢筋笼现场分节制作，安放钢筋笼时在孔口进行焊接；下完钢筋笼后将导管插入孔内，利用导管进行二次清孔，成桩采用商品混凝土泵送注入料斗，导管回顶法连续灌注的方法。

 

　　4.3预应力锚杆施工

 

　　土层预应力锚杆成孔采用机械成孔，在一般土层中施工选用国产液压锚杆钻机成孔，其特点是：施工效率高，成孔质量直观、环保，不会对周围场地造成不良影响。

 

　　当遇有特殊、复杂地质情况时用全套管锚杆钻机施工，其特点是．对各种不同地层的适应性较强，锚杆质量高，土层预应力锚杆成孔直径设计为Ф11Omm，锚杆杆体采用二级钢制作而成。工程锚杆均采用一次常压注浆，养护5—7天后，待锚固结体强度达到15MPa后，进行锚杆的张拉、锁定施工。

 

　　4.4土钉施工

 

　　坡面经检查合格后，放线定土钉孔位置，用洛阳铲成孔(直径为Фl1Omm)：土层土钉机械成孔定位误差应小于5Omm，孔斜误差小于±10；检查孔深、孔径、锚筋长度合格后，及时插入锚筋和注浆管至距孔底250—500mm处，及时注水泥浆并二次压浆，孔口部位宜设置止浆塞：杂填土处成孔困难，可采用Ф48钢管打入，管内注浆：水泥浆水灰比宜为0.45～0.50，注浆压力不得小于0.3MPa。根据现场实际情况看注浆效果，必要时采用二次补压浆：钢筋设计长度包括弯钩长度，弯钩长20cm；弯钩处采用冷弯，与锚筋成90°；锚筋沿长度方向每隔2m用Φ6钢筋焊一个三角形托架，使土钉居于锚孔中心：土钉墙须设置泄水管，泄水管采用Ф50PVC管，上下(左右)间距为1．5m，梅花型布置；土钉压浆完成应及时挂网喷混凝土，混凝土厚度不小于8cm，强度为C20。

 

　　4.5混凝土面层施工

 

　　在锚筋头部做喷射混凝土厚度8Omm的标记。将Φ6的钢筋编成15Omm×15Omm的网片，用插入土中的钢筋固定，用加强筋压紧与锚头焊接。钢筋网片均应与上部搭接，给下步留茬，搭接长度不小于20cm，接茬避免在同一直线上，经检验合格后喷射80±2Omm厚C20细石混凝土。
 

　　4.6冠梁施工工艺

 

　　锚杆施工完毕后，进行桩顶冠梁施工，其具体施工工艺为流程为：在剔凿桩头完成后，将桩头附近及桩间土挖除，绑扎冠梁钢筋；冠梁钢筋绑扎基本完成后，根据设计标高调整冠梁钢筋使之满足设计要求并保证钢筋平直；冠梁钢筋绑扎完成后，支设基坑内侧面模板并灌注混凝土：配合冠梁顶面以上坡面做法在冠梁上预埋构造钢筋。

 

　　4.7锚杆施工

 

　　土层锚杆钻孔定位误差应小于50mm，孔斜误差小于±10，孔斜偏离轴线不大于3％的钻孔深度，钻孔深度同场比锚杆长度增加30cm；

 

　　锚杆的安放应有定位装置，以保证锚固段有足够的保护层厚度：锚杆的自由段应与注浆锚固体隔离，隔离材料可用PVC管处理；

 

　　锚固段注浆进行一次灌注水泥浆，压注纯水泥浆，注浆压力不大于上覆压力的2倍，也不大于2.0mpa；

 

　　注浆浆液配比：第一次水泥砂浆水灰比为0.5，根据压注浆效果看是否采用二次注浆；

 

　　锚固体强度达到75％的设计强度时，方可进行张拉施加预应力，符合要求后锁定；

 

　　锚杆正式施工前须进行基本试验，基本试验的数量不少于施工工程锚杆的3％，且不少于3根；

 

　　锚杆强度的验收试验宜与施加预应力结合进行、验收试验应分级加荷到设计荷载，锁定荷载，宜取设计荷载的O.65倍，并根据锚杆内应力损失情况，重复张拉补足预应力。

 

　　4.8施工监测

 

　　对深大基坑的监测内容通常包括：支护结构的位移和内力(弯矩)；支撑轴力变化；立柱的水平位移、沉降或隆起；坑周土体位移及土压力变化；坑底土体隆起；地下水位及孔隙水压力变化：相邻建(构)筑物、地下管线、地下工程等保护对象的沉降、水平位移与异常现象。

 

　　 施工期间对围护结构和环境进行全面监测。监测过程要保持监测的连续性，及时整理分析数据，一旦出现危害工程安全的趋势，及时发出警报，以便及时采取紧急措施。

 

 

　　5.1支护效果

 

　　 在基坑开挖过程中，通过观察基坑支护结构的变形，南侧的变形最大达到14mm，由于有拉锚桩起作用，北侧变形最大只有4mm，东西两侧最大变形为5mm。在基坑开挖和地下结构施工中，周围地面和住宅楼未发现任何损害现象。基坑内地下水位降至施工操作面以下，在开挖过程中，地基土方呈干燥状态。

 

　　5.2止水效果

 

　　 基坑开挖后，周围无渗漏，经观察，回灌井水位无变化，降水速度快，效果好，对周围建筑无大的影响等。

 

　　5.3经济效益显著

 

　　 降低了降水施工的费用。如果采用大面积井点降水，至少需要12眼降水井，实际只打了6眼降水井，按照打井费和降水台班费综合计算至少节约施工费用20万元。

 

 

　　 该工程实践表明，针对不同的地质条件，采用多种结构形式相结合的支护和止水方案是可行的。特别是搅拌桩施工工艺，既加强了挡土的作用，又有效利用基坑施工操作面，具有较高的经济效益，因此具有推广应用价值。