林志遠

（杭州大江建設項目管理有限公司福建分公司,福建 泉州 362000）

基坑支護技術與開挖深度密切相關。大部分建筑工程都需要進行基礎開挖，但只有地質條件較差、地下環(huán)境復雜或深度超過5 m 的項目才需要考慮基坑維穩(wěn)措施。為消除深基坑開挖過程中滑坡隱患，確?；影踩?，需要在基坑開挖前或開挖過程中，采取加固及支護措施，以實現擋土、擋水，維護基坑結構穩(wěn)定性等功能[1]。根據工程周邊環(huán)境、現場地質、施工條件、開挖深度及基坑側壁安全等級不同，基坑支護的結構多種多樣，在實際施工中往往是多種形式配合使用。

1 深基坑支護結構類型

1.1 重力式支護結構

重力式支護結構適用于開挖深度較小且基坑邊坡土質較差的基坑，一般開挖深度不大于7 m。重力式支護結構適用于加固淤泥、砂土、粉土含水量較高的軟黏土，當用基坑加固時采用水泥等膠凝材料在基坑開挖前對基坑邊坡部位進行預加固，使松散土體或含水量較高的黏土固結，形成一個具有防滲和擋土的雙重功能的整體，消除臨近基坑邊坡的潛在滑移面，抵御基坑邊坡側向變形、坍塌[2]。

1.2 土釘墻

土釘墻一般為非預應力，屬于被動受力，主要適用于地下水位以上或經人工降水后的人工填土、黏性土和弱膠結砂土的基坑支護或邊坡加固，一般適用于基坑深度不大于12 m。土釘支護是由密集的土釘群、被加固的土體、噴射混凝土面層組成，形成一個復合的、能自穩(wěn)的、類似于重力式擋墻的擋土結構，以此來抵抗墻后傳來的土壓力和其它作用力，從而使開挖基坑或邊坡穩(wěn)定。土釘長度一般為開挖深度的0.5~1.2 倍，間距宜為1~2 m，與水平面夾角宜為5~20°，土釘的安裝可采用鉆孔注漿、直接打入或打入后注漿等方式。

1.3 錨拉式支護結構

錨拉式支護一般適用于基坑開挖深度不大于12 m 的基坑。錨拉式支護結構將鋼筋、鋼管、錨桿或錨索錨固在穩(wěn)定土層中，利用鋼筋、錨桿、錨索的拉力對基坑側壁側向變形形成一種約束，以抵抗基坑邊坡的滑坡及坍塌。

1.4 懸臂式支護結構

單純的懸臂式支護結構適用于較淺的基坑，懸臂式結構依靠足夠的入土深度和結構的抗彎能力來維持整體穩(wěn)定和結構安全。通常是開挖前在基坑邊緣構造剛性豎向構件并伸入基坑底部標高以下，基坑開挖后支擋結構埋入土體的錨固段長度一般為基坑開挖深度的1.5倍。

1.5 支撐式支護結構

支撐式支護結構也稱內支撐，是在基坑內側豎向側壁支擋結構之間，設置桿件支撐，抵抗支擋結構的變形和位移。支撐形式有水平對撐或斜撐；正交或斜交的平面桿系支撐；環(huán)形桿系或環(huán)形板系支撐；豎向斜撐[3]?？蛇x用鋼支撐、混凝土支撐、鋼與混凝土支撐混合支撐。內支撐體系包括腰（冠）梁（亦稱圍檁）、支撐和立柱，一般與豎向支擋結構搭配使用，常在豎向支擋結構施工后開槽施工。

在實際工程中，往往將以上5 類受力形式進行組合，衍生了更多的支護措施，例如，復合式土釘墻、外錨內撐式支擋結構、SMW 工法樁、蓋挖法等等；也可在不同部位使用不同支護形式[4]。例如，當基坑不同部位的周邊環(huán)境條件、土層性狀、基坑深度等不同時，可在不同部位分別采用不同的支護形式；支護結構可采用上、下部不同結構類型組合的形式。

2 工程實例

安溪官橋某高層建筑項目，基坑北側，地下室邊界線距離用地紅線約6 m，基坑開挖深度約5.8 m；基坑東側，地下室邊界線距離用地紅線約13 m，開挖深度7.9~8.6 m；基坑西側，地下室邊界線距離用地紅線約7~12 m，開挖深度約8.9 m；北側、西側外均為已建道路，東南側為一石材加工場，基坑周長545 m，基坑側壁安全等級為二級，重要性系數取1.05。經基坑支護專項設計，北側3-3 剖面采用土釘墻；北側1-1 剖面、西側2-2 剖面、東側4-4 剖面、東側5-5 剖面采用噴錨支護（非預應力錨桿）；東側6-6 剖面、7-7 坡面采用排樁支護+預應力錨索+掛網噴混（基坑支護形式分段布置見圖1）。

圖1 排樁+錨索+掛網噴混支護設計示意圖

圖1 基坑支護形式分段布置平面圖

2.1 土釘墻

本工程基坑西側3-3 剖面土質主要為粉質黏土、殘積砂質粘性土，開挖深度最大為5.8 m邊坡穩(wěn)定性較好，放坡坡率1:1，采用土釘墻支護。土釘采用C20@2000，L=2 000；施工流程：邊坡分層開挖→坡面修整→第一層噴混→土釘定位→土釘制作安裝→掛網→加強筋焊接→噴混→養(yǎng)護。

（1）分層開挖深度不大于3 m，坡面修整后應先噴一層混凝土封閉坡面并作為鋼筋網片保護層，噴混應自下而上，厚度不小于40 mm，泄水孔間距2 m，梅花狀布置。噴射混凝土采用42.5R 硅酸鹽水泥，配合比宜為水泥：碎石：砂=1:2:2，混凝土強度不小于C25。土釘采用C20 螺紋鋼筋制作，可采用振動沖擊鉆、沖擊錘打入邊坡，土釘仰角15°~20°。

（2）土釘承載力檢測采用抗拉拔試驗，檢測數量不小于1%且同一土層不少于3 根，抗拔承載力檢測值不小于土釘軸向拉力標準值的1.3 倍。鋼筋網采用A6@300×300，焊接或綁扎連接，搭接長度不小于300 mm，土釘連接處設置C16 橫縱向加強筋（縱筋在外）及L 型鎖定筋，鎖定筋與縱向加強筋、土釘滿焊。

（3）噴射第二層混凝土并養(yǎng)護，養(yǎng)護時間3~7 d。邊坡開挖后土釘安放及噴射混凝土應在24 h 內完成。噴射混凝土強度達到設計強度70%，方可進行下層開挖。

2.2 非預應力錨桿

本工程基坑北側1-1 剖面、西側2-2 剖面、東側4-4 剖面、東側5-5 剖面基坑最大開挖深度6.27~8.98 m，放坡坡率為1:0.6~1:1，邊坡土質自上而下為素填土、填碎塊石、粉質黏土、殘積砂質粘性土、全風化花崗巖、砂土狀強風化、碎屑狀強風化、碎塊狀強風化等，基坑支護設計為非預應力錨桿（全長粘結型）+掛網噴混。

（1）以2-2 剖面為例，開挖深度8.98 m，放坡坡率1:0.8，錨桿采用1C25@1500，錨桿長度為9~12 m，軸向拉力110 kN,鉆孔孔徑130 mm，坡面掛網噴混，錨固段地質為殘積砂質粘性土。施工流程：邊坡分層開挖→初噴→測量放樣→排水施工→搭設工作平臺→設備安裝就位→鉆孔→清孔→制作錨桿→下錨桿→注漿→坡面綁扎鋼筋網片→分層噴漿→養(yǎng)護。

（2）坡面開挖后應進行初噴封閉，初噴不小于40 mm，泄水孔梅花狀布置間距2 m。鉆孔定位偏差不大于100 mm，傾斜度偏差不大于3°，設計傾角20°，在鉆進中毎鉆進3~5 m 用測斜儀量測一次鉆孔孔斜，及時調整孔斜誤差。如遇地層松軟、破碎時則應跟管鉆進以使鉆孔完整不塌。若遇塌孔，應立即停鉆進行固壁灌漿處理，等水泥砂漿初凝后重新掃孔鉆進。要求干鉆，禁止水鉆，以確保錨桿（索）施工不至于惡化。采用高壓空氣清孔（風壓0.2~0.4 MP），如有積水再用吸管排除積水。成孔后在澆砼前應用棉紗或水泥包裝編織袋堵孔臨時防護。

（3）鋼筋錨桿制作前應對孔深實際長度進行測量，并按孔號截取錨桿長度，錨桿連接應采用機械連接，錨桿支架采用成品橡膠對中支架，注漿管采用高強度PVC 管，將注漿管固定在錨桿上，管頭采用膠帶封堵[5]。注漿采用孔底返漿法，直至孔口溢出新鮮漿液，如有發(fā)現孔口漿面回落，應與30 min 內進行孔底補漿。水泥凈漿采用42.5R 早強型硅酸鹽水泥配置，水灰比0.45，摻速凝劑，強度不小于C20，注漿壓力不小于0.5 MPa。錨桿注漿后，漿體強度達到 15 MPa 或達到設計強度等級的75%時，可進行錨桿檢測。

（4）該項目錨桿抗拉拔設計值110kN,檢測數量不小于5%，不少于5 根。坡面掛網噴混工藝與土釘墻類似，鋼筋網設計為A8@150×150，設置橫縱向C16 加強筋（縱向在外）及L 型鎖定筋，鎖定筋與縱向加強筋、錨桿伸出端滿焊，噴射混凝土復噴，強度不低于C25,終凝2 h 后養(yǎng)護，養(yǎng)護不少于7 d。

2.3 排樁+錨索+掛網噴混

本工程基坑東南側6-6 剖面、7-7 剖面，基坑臨近一石材加工廠，主要地質：上部為人工填土、石材碎塊、碎屑廢料等，下部為粉質黏土、殘積砂質粘性土等。上方有加工廠建筑及內部道路，周邊環(huán)境較為復雜；基坑開挖深度7.99~8.59 m，邊坡穩(wěn)定性較差。

（1）基坑支護設計采用排樁支護+錨索+掛網噴混（見圖1）。共設計支護樁72 根，樁徑1.0 m，樁芯間距1.5 m，樁長為14.5~16 m，排樁頂部設置冠梁及錨索，樁間面板為C25掛網噴砼厚100 mm，掛網鋼筋C20@1500、L=2 000 mm，鋼筋網為Ф8@200×200。

（2）施工流程：場地平整→放線、定樁位→樁機就位→埋護筒,同時挖泥漿池,安裝泥漿泵→沖孔至設計標高→終孔驗收→鋼筋籠制作→下鋼筋籠→二次清孔→澆灌樁身混凝土→養(yǎng)護→所有排樁施工完畢→破樁頭→預應力錨索施工、冠梁施工→錨索張拉→分層開挖→噴混面板施工。

（3）支護樁采用沖孔灌注樁，隔二跳孔施工。沖孔灌注樁，泥漿具有護壁出渣作用，應控制好泥漿質量[6]。開孔進尺不宜過快，采用密錘底擊，提錘高度約50 cm，沖擊次數20~25（次/min）泥漿濃度1.5~1.7，這樣產生的沖擊力小，使孔壁逐漸受水平擠壓力擠壓密實，有利于孔口孔壁穩(wěn)定。正常沖孔可適當增加提錘高度至1.5~2 m，降低泥漿濃度，減小泥漿阻力和黏錘，泥漿比重1.1~1.15、黏度10~25 s、含砂率小于8%，采用換漿清孔（如出渣困難可采用抽漿法，但應及時調整泥漿濃度），二次清孔沉渣厚度不大于100 mm。鋼筋籠長度應根據孔深確定，并預留冠梁錨固鋼筋。水下混凝土澆筑采用導管法，混凝土強度C25 導管內設置隔水浮球，初始澆筑時導管距離孔底30~50 cm，提管過程中，導管埋深應為2~6 m，嚴禁導管提出混凝土面。混凝土澆筑應高出樁頂設計標高0.8 m，以確保樁身強度符合設計要求。

（4）根據邊坡支護專項設計預應力錨索采用鋼絞線2AS15.2@2 000，錨索長度L=22 m、錨固段長度La=14 m、自由段長度Lf=8 m，抗拉拔力不小于208 kN，錨索與水平夾角25°，錨固段為殘積砂質粘性土；鉆孔直徑150 mm，鉆孔采用全套管干成孔施工工藝。

（5）錨索采用無粘結鋼絞線（PE 套管），使用前將錨固段去皮、洗油，錨索長度應考慮伸入冠梁內長度及錨具、張拉工藝所需長度。錨索定位采用成品對中支架，間距1.5 m，錨索端頭設置導向帽。注漿采用二次注漿，注漿設備應提前標定合格，并在有效期內；一、二次注漿管與錨索綁扎，做好端頭及花孔封堵，與錨索一同穿入錨孔。注漿材料強度不小于30 MPa，一次注漿采用低壓多次注漿，注漿壓力0.5 MPa，穩(wěn)壓注漿應持續(xù)兩分鐘以上；二次劈裂注漿，注漿管應設置花孔并做好封堵，避免一次注漿時水泥漿阻塞二次注漿管。二次注漿一般在一次注漿強度達到5 MPa 時（4~6 h），注漿壓力2~3 MPa。冠梁施工時應注意錨墊板及相關加強筋設置，錨墊板承壓面應與錨索垂直。冠梁強度達到15 MPa、錨索水泥漿強度達到設計強度80%可以進行錨索張拉及鎖定。錨索施工后應對抗拉拔進行檢測。錨索張拉后繼續(xù)分級開挖，施工樁間支護面板，面板施工與土釘墻施工工藝類似，不再贅述。

3 結語

綜上所述，建筑工程基坑支護形式靈活多樣，應根據現場實際情況合理選型，做好基坑支護設計及施工方案的選擇，確保各個施工環(huán)節(jié)所使用的工藝和技術足夠科學、足夠合理，為建筑主體施工奠定基礎，從而提升項目管理水平，為建筑工程進度管理、成本管理、質量管理、安全管理做出貢獻。