近年來，隨著大批的高層建筑的建設，開發(fā)商為提高建筑用地率，加之國家有關規(guī)范對基礎埋置深度和人防工程的要求，多層、超高層建筑地下室的設計必不可少，有的地下建筑甚至有三四層，最深的達數(shù)十米，于是，地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程。本文結合工程實例，對深基坑支護技術進行論述。
一、工程概況
某工程占地面積約6000m²，地下三層，地上三十層。本基坑面積約4000m²，深約15.5m，上部10m范圍內(nèi)1：1放坡，坡面采用人工打入式土釘+鋼筋網(wǎng)噴射混凝土護面，下部采用機械鉆孔灌注樁一預應力管式錨桿支護結構。
二、工程地質(zhì)條件
根據(jù)巖土工程勘察報告，該紅線范圍內(nèi)地層分布自上而下依次為：①雜填土：雜色，主要由建筑垃圾、碎石、爐渣、生活垃圾、粘性土等組成，硬雜質(zhì)含量約30%，稍濕～濕～飽和，稍密，層厚7.10～13.00m。②淤泥質(zhì)土：黑灰色～灰褐色～黃褐色，包括淤泥質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粉細砂、淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土等多種軟弱土層，成分混雜，混少量石英巖碎石及圓礫，土層下部圓礫明顯增多，有腥臭味，飽和～濕，軟塑～可塑狀態(tài)，層厚2.20～7.40m。③砂礫石：灰褐色～灰黑色～黃褐色，石英巖圓礫為主，夾中粗砂及石英巖卵石，飽和，稍密狀態(tài)，層厚1.40～6.70m。④ 中風化石英巖：黃褐色～灰白色，層狀結構，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅲ級。
三、 支護施工
1 土方開挖
土方分6層開挖，第l層挖至第一排土釘標高下0.5m，預留出土釘施工工作面后，開挖土釘工作面以外第2層土方；第2層挖至第二排土釘標高下0．5m，預留出土釘施工工作面后，開挖土釘工作面以外第3層土方；第3層挖至第三排土釘標高下0．5m，預留出土釘施工工作面后，開挖土釘工作面以外第4層土方；第4層挖至冠梁頂標高下500mm，預留出灌注樁施工工作面后，開挖灌注樁工作面以外第5層土方；灌注樁施工所產(chǎn)生的淤泥直接排放到基坑內(nèi)，與基坑內(nèi)土方混合后排走；第5層挖至錨桿標高下0．5m，預留出錨桿施工工作面后，開挖錨桿工作面以外第6層土方；第6層開挖錨桿工作面預留土方至坑底；為防止A座基坑內(nèi)地表水流人B座基坑，在A、B座基坑之間挖土時預留高500寬500的隔水土臺。
支護施工應與土方開挖密切配合，以達在保證安全的基礎上充分利用場地，降低造價，縮短工期的目的。每層土方開挖先挖、排基坑四周的土方，首先為支護結構施工創(chuàng)造有利條件，然后進行基坑中間部位的土方施工，此時土方、支護可同時施工互不影響。待支護完畢后，再補挖該部分預留土方，使整個工程平穩(wěn)有序的進行，以達到土方與支護施工的最佳配合狀態(tài)。
土方外運以主坡道為主，施工后期使用副坡道，副坡道根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況設置在已完成支護施工的坑壁部位，使用副坡道時應全力進行主坡道部位的支護結構施工，最后清理副坡道的土方，完成整個工程。
開挖中嚴格控制邊坡的開挖坡度，每層土方嚴禁超挖或欠挖。
2鋪設鋼絲網(wǎng)
鋪設時應保證鋼絲網(wǎng)的平整度及搭接長度滿足要求，在網(wǎng)后放置墊塊，確保混凝土保護層的厚度。
3 噴射混凝土
1)本工程噴射混凝土強度等級為C20，嚴格按照實驗室提供的配比單攪拌干料，施工時先噴一層20mm厚的素混凝土，鋪設鋼絲網(wǎng)。然后再噴射30mm厚至設計厚度(或鋼筋網(wǎng)后墊小墊塊，一次性噴射完成)。2)混凝土噴射機的輸送距離滿足施工要求，供水設施保證噴頭處有足夠的水量和水壓(不大于0．2Mp)。3)空壓機應滿足噴射機工作風壓和風量要求，選用風量10—17m³／min、壓力大于0．5Mp的空壓機。4)遇坡面以里管道滲水時，應在混凝土中加入適量速凝劑，防止混凝土脫落，以保證噴射效果，并在適當部位加入瀉水孔。5)噴射時要按一定順序，先下后上，逐層加厚，達到設計要求。6)噴混凝土材料應采用堅硬的中砂或粗砂，細度模數(shù)宜大于2.5，含水率宜控制在5～7％。
4 降水井施工
1)降水井嚴格按設計深度鉆孔，鉆孔結束后將護壁泥皮清洗干凈。2)嚴格控制降水井的垂直度，傾斜度控制在O．5％范圍內(nèi)，以確保水泵的順利放下和取出，同時要保證周邊慮水層的厚度一致。3)在鋼筋籠上設定位筋，確保鋼筋籠在降水井的中心。4)下鋼筋籠前要清洗井內(nèi)護壁泥漿，掏凈井底沉渣，確保降水效果。5)為了防止地面雜物落入井內(nèi)，井口鋼筋籠應高出自然地面300mm，同時井口設木質(zhì)蓋板。6)填充慮料選用5～30mm礫石或卵石。7)排水設備選用深井潛水泵，排水量大于20m³／h，揚程大于25m。8)為保證連續(xù)降水，設置雙套電源電路。
5 錨桿施工
5.1施工程序
1)施鉆前，必須根據(jù)支護樁鉆孔記錄并結合巖土勘察報告，確定第3層砂礫層的層頂、層底標高，據(jù)此標記錨桿點位，保證錨桿在砂礫層的有效錨固長度。2)錨桿定位時，其水平方向孔距誤差不應大于50mm，垂直方向孔距誤差不應大于100mm。3)錨桿桿體選用上海寶鋼產(chǎn)Φ50(壁厚t=6．5mm)專用地質(zhì)鉆桿，鉆頭采用Φ150mm螺旋鉆頭，鉆頭前端設置導向器。錨桿材料進場后立即將材料出廠合格證上報監(jiān)理工程師。4)專用錨桿鉆機在錨桿標高下0．5m工作平臺上就位，按設計錨桿傾角調(diào)整鉆機角度和平整度，將鉆頭及第一根鉆桿(標準鉆桿長度為3.0m)安裝在鉆機上，鉆頭對準錨桿點后開始施鉆，鉆人地層后通過接手連接第二根鉆桿，繼續(xù)連接鉆桿并鉆進直至錨桿長度滿足設計要求。5)為確保錨桿注漿壓力，在錨桿自由段和錨固段交接處設止?jié){裝置并對孔口采用水泥砂漿密封。止?jié){裝置的具體做法為，在交接處焊接橫向短鋼筋數(shù)道，然后纏繞化纖編織袋，外層纏繞干海帶。止?jié){裝置長度不小于250mm，直徑不小于150mm。6)錨桿鉆頭和部分錨固段鉆桿為花管，孔眼直徑2mm，間距300mm，孔眼交錯布置。
5．2錨桿注漿
1)錨桿注漿采用雙液注漿工藝，雙液為純水泥漿液和硅酸鈉溶液。水泥采用R32.5普通硅酸鹽水泥，外加劑摻量：膨脹劑10％、減水劑3％。純水泥漿水灰比控制在0.6～0.8；硅酸鈉溶液濃度現(xiàn)場試驗確定，具體水泥漿液的配比試驗在開工前一個星期進行并進行壓塊試驗(一組)。注漿體設計強度等級為M30。2)采用雙液高壓注漿泵，最大工作壓力不小于10Mpa。注漿前應檢查注漿泵，保證正常運轉，管路暢通。3)工作注漿壓力宜控制在2．0Mpa～3．0MPa，終止注漿標準：注漿壓力不小于4．0Mpa。4)注漿漿液應攪均勻，隨攪隨用，漿液應在初凝前用完。5)作好注漿記錄，掌握每根錨桿的注漿情況。6)注漿完成后，應立即將注漿管、壓漿泵、攪拌機等設備用清水洗凈。
5．3錨桿腰梁制作、安裝
1)腰梁采用熱軋普通槽鋼。2)嚴格按設計施工圖制作鋼梁，確保焊接質(zhì)量，滿足焊縫高度、寬度的設計凄求。3)確保腰梁支托鋼筋錨固可靠。
5．4錨桿張拉
1)錨桿張拉前應對張拉設備進行標定。2)張拉螺栓應與鉆桿焊接牢靠，連接位置不宜靠近鋼梁錨墊板，避免張拉過程中因鉆桿前端頂緊錨墊板而使張拉中斷。3)注漿體強度達到15MPa時方可張拉。預應力張拉以張拉力值單控，先施加預緊力30～50KN，確保鋼粱與支護樁緊密結合；然后正式張拉至設計超張拉值，并持荷不小于3分鐘。持荷結束后立即擰緊螺母，卸荷完成張拉。4)根據(jù)位移監(jiān)測反饋的信息，必要時進行補償張拉。
6 支護樁施工
6．1護筒埋設
護簡采用鋼制護簡，護筒采用5mm鋼板制作，護簡內(nèi)徑大于樁徑0.3m，護筒長2.0m，護筒的埋深控制在1.5m左右，同時保證筒頂應高出地面0.3m以上。埋設護筒時，要求位置準確，護筒平面位置偏差不得大于5cm，傾斜度偏差不得大于1％ ，護筒的底部及外側采用粘土夯實，確保護筒的穩(wěn)定。同時要求護筒連接處筒內(nèi)無突出物，耐拉壓，不露水。
6．2鉆機就位施鉆及下籠。
1)鉆機就位準確，平面位置偏差不得大于5cm，傾斜度偏差不得大于1％。2)鉆孔施工嚴格按照施工規(guī)范進行，做好施工記錄，施工前，應備有足夠的數(shù)量的粘土或膨脹土，淘渣后應及時補水。沖擊鉆的沖程大小和泥漿稠度，應按照通過土層的情況決定，當通過砂礫、砂、卵石層時，采用小沖程，并加大泥漿稠度，反復沖擊使孔壁堅實，防止塌孔，當通過堅硬的孤石層時，采用大沖程，使孤石破碎。在任何情況下最大沖程不易超過6m，防止卡鉆，沖壞孔壁，或使孔不圓。在易坍塌或鉆孔漏水地段，宜采用小沖程，并提高泥漿的粘度和比重。3)鉆進過程中，每進尺2～3m，應檢查孔徑和豎直度，確保鉆孔直徑和豎直度附和要求。4)開鉆前應調(diào)制足夠數(shù)量的泥漿，鉆進過程中如泥漿有損耗、漏失，應與補充。并按有關技術規(guī)范檢查泥漿指標，遇土層變化應增加檢查次數(shù)，并適當調(diào)整泥漿指標。5)每鉆進2m或在地層變化處，應在泥漿池中撈取鉆渣樣品，查明土類記錄，以便與設計資料核對。6)鉆進過程中鉆孔往律會發(fā)生一定程度的偏斜，若偏斜較大．琳續(xù)施工會發(fā)生困難，改變樁的受力狀態(tài)，甚至鉆孔不能使用。造成鉆孔傾斜主要是地質(zhì)條件、技術措施和操作方法等三方面的原因，如發(fā)生鉆孔偏斜，多采用掃孔方法，將鉆頭提到發(fā)生偏斜位置，吊住鉆頭緩緩回轉掃孔，并上下反復進行，使鉆頭逐漸正位。7)鉆孔達到設計標高并清孔后，對孔徑、孔深、孔形、豎直高和孔底地質(zhì)是否與設計相符．孔底泥漿沉淀厚度等進行檢查，經(jīng)監(jiān)理工程師核查后，吊放鋼筋籠。8)鋼筋籠下放時，應設置墊快，確保鋼筋籠居中及混凝土保護層厚度，下放鋼筋籠時，應輕輕震動搖晃鋼筋籠，確保鋼筋籠下到樁孔底部。
6．3清孔
鋼筋籠安放好后，再進行清孔，保證孔底沉淀厚度不大于技術規(guī)范及圖紙要求。清孔時應注意保持孔內(nèi)水頭，以防坍塌。清孔后，泥漿的稠度應達到規(guī)定的要求。在澆注砼前，用空壓機風管對孔底進行擾動，以減少泥漿的沉淀量，使孔底泥漿的沉淀厚度不大于設計要求。
6．4澆注混凝土
灌注水下混凝土采用豎向導管法混，混凝土現(xiàn)場攪拌，漏斗和儲料斗應有足夠的容量，保證一次澆注樁長4m為宜(約2.5m³)。導管下端距孔底沉渣0.3～0.5m為宜。水下混凝土的塌落度以180～220mm為宜，并有良好的流動性，灌注水下混凝土的施工應迅速，防止塌孔和泥漿沉淀過厚。每根樁灌注時間不應太長，盡量在8h內(nèi)灌注完畢，以防止頂層混凝土流動性減小，提升導管困難。導管埋入混凝土的深度應控制在2～4m內(nèi)，埋深達到4m，上提導管，繼續(xù)澆筑，如此循環(huán)操作，直到澆注完畢。澆注過程中，應下壓鋼筋籠，防止?jié)沧⒒炷翆摻罨\浮起。灌注標高應高出樁頂設計標高0.2～0.3m，以便清除浮漿和消除測量誤差。在施工過程中認真做好施工記錄。
四、位移監(jiān)測
為了監(jiān)測土體變形與支護結構的水平位移，保證支護結構的安全，基坑支護施工中及主體完成回填前應對基坑進行變形觀測。通過變形結果及時準確地反饋出來各部位位移大小，發(fā)展趨勢，以確定基坑是否達到穩(wěn)定狀態(tài)，做到對支護結構安全l生的全面掌握，和預測，對可能出現(xiàn)的問題及時反饋及時解決，保證支護結構安全穩(wěn)定。