浅谈高层建筑深基坑复合支护技术的应用

浅谈高层建筑深基坑复合支护技术的应用

作者：丁俊 蔡群 马建国

来源：《城市建设理论研究》2012年第35期

[摘要]：达鑫龙庭工程基坑开挖深度约8米，基坑采用深层搅拌桩止水、钢管桩超前支护、预应力锚索控制基坑位移的复合型喷锚支护结构方案；采用该方案后，基坑及周边建（构）筑物各种变形均在控制范围内，保证了施工安全。 [关键词]：深基坑；复合支护技术

Abstract]: Xin Dragon Court engineering excavation depth of about 8 meters, foundation by deep mixing pile water stop, steel pipe pile, pre-stressed anchor cable to control the advance support of foundation pit displacement of composite ejector anchor retaining structure scheme; by adopting the scheme, foundation pit and surrounding buildings (structures) of various deformation structures are in the control range, to ensure construction safety.

Key words: deep foundation pit; composite supporting technology 中图分类号: TV551.4文献标识码:A 文章编号: 1、概述

达鑫龙庭工程位于广东省东莞市南城区的市行政中心区域，占地面积9407m2。工程总建筑面积60693m2，地下2层，地上5栋，其中1、2、3栋为24层住宅楼、4栋为9层住宅楼、5栋为17层办公楼。 基坑开挖深度约8m。

场地东侧为居民区，基坑边线距居民楼最近点距离为7m左右，最远点距离约15m；此侧居民区住宅楼基础大部分为天然地基，楼高4～5层，属待拆迁旧房，此侧基坑安全等级按一级基坑考虑控制变形，以提高邻近居民住宅楼的安全系数。南侧为小区道路；西侧为城市道路，这两侧基坑安全等级按二级考虑控制变形。北侧为一在建工地。

本施工现场十分狭小，不可以采用自然放坡法施工，需对基坑侧壁进行加强支护来保证施工期间的基坑及周边建（构）筑物的安全。 2、方案的选择

根据场地情况、地质条件及周边环境，经过多方研讨和专家论证，决定在本工程深基坑支护施工技术上采用：深层搅拌桩止水、钢管桩超前支护、预应力锚索控制基坑位移的加强型喷

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锚支护结构的复合型支护方案，即在东侧距居民区较近处采用桩锚支护；在场地较为宽松的地段坑壁顶部适当放坡的支护方案。 3、复合支护技术的应用 3.1土钉、锚索设计 3.1.1土层参数

场区土层物理力学指标表1 3.1.2设计参数

1)基坑开挖深度约8.0m，东、南、西侧边坡为垂直支护；北侧边坡采用放坡开挖，坡度为1:0.4，并将此侧地面标高降低3m。

2)超前钢管采用φ89×2.7钢管，成孔直径φ110；土钉采用φ25，孔径110，倾角为15°；锚索采用2×7Φ5钢绞线，成孔直径为130，倾角为25°；自由段5m，锚固段大于20m。 3)基坑侧壁安全等级：东侧为一级，重要性系数为1.10；南侧、北侧、西侧为二级，重要性系数为1.0。

4)基坑边线外1m范围内不得堆载，1m以外地面超载不得超过15kPa。 3.1.3计算结果

（1）东侧（离建筑物较近的部分）

1)土钉采用Φ25钢筋，长度12～16m、竖向间距上部是1.3m，下部1.0m；水平间距锚索部分为2.4m，土钉部分为2.4m。土钉长度均不含外露部分，下料时在此尺寸的基础上加200（锚头长度）。

2)本侧采用超前钢管桩，间距为0.8米。

3)本侧设二道预应力锚索来控制基坑变形：自由段5m，锚固段20m，设计抗拔力为280KN，锁定力为200KN。 （2）西侧、南侧

1)土钉采用Φ25钢筋，长度15～16m。竖向间距：上部为1.3～1.5m，下部为1.3m；水平间距：锚索部分为2.6m，土钉部分为2.6m。

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2)本侧超前钢管桩间距为1.0米。

3)采用二道预应力锚索来控制基坑变形，自由段5m，锚固段20m；设计抗拔力为280KN，锁定力为200KN。 （3）北侧

采用放坡结合土钉支护，坡度按1:0.4进行，土钉采用Φ18钢筋。 （4）喷射面配筋

分布筋均为φ8@200×200mm，土钉在坡面水平方向用2φ16加强钢筋连接，加强筋穿过锚头里边，并与锚头焊接，焊接长度为160。 （5）注浆、细石砼坡面

1)注浆采用32.5R水泥，水灰比为0.5，压力为0.4～0.6Mpa。

2)细石砼坡面C20砼配比为水泥:砂:石子＝1:1.7:1.9，厚100，采用32.5R水泥。 3.1.4典型剖面示意图 图1 支护结构典型剖面示意图 3.2施工方法

总体施工顺序：搅拌桩施工→超前钢管桩施工→土方开挖→边坡土钉（锚索）施工。 边坡支护土钉和锚杆施工顺序为：

1)普通土钉：修理边坡→成孔→土钉安装→清孔、注浆→挂网→锚头固定→喷射细石砼。 2)预应力锚索施工顺序：修理边坡→成孔→锚索安装→清孔、一次注浆→二次注浆→挂网→喷射细石砼→腰梁施工→预应力张拉。 3.2.1搅拌桩施工

因本工程砂层较厚，采用单排搅拌桩很难达到止水效果，故采用了双排搅拌桩。深层搅拌桩：采用大功率的搅拌桩机四搅四喷施工工艺，搅拌桩要求穿越砂层进入砂质粘性土不小于1000，相互搭接200，双排搅拌桩平面布置如图2所示。 图2 双排搅拌桩相互搭接示意图

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水泥搅拌桩采用32.5R普通硅酸盐水泥配浆，水灰比0.55～0.6，每米桩身水泥用量为65kg/m。施工搅拌轴转速宜为中档，提升速度为0.8～1.2 m/min，不得太快，以免影响搅拌效果。施工前按图纸间距做好标志桩及控制线，施工过程中控制好桩身垂直度、有效桩长、桩顶及桩底标高。

3.2.2超前钢管施工

钢管桩：钢管桩主要是在土方开挖过程中，当土钉及锚杆还未施工（受力）时起超前支护作用。钢管采用φ89×2.7，成孔直径φ110，要求穿越砂层进入砂质粘性土不小于1500，且嵌固段不小于2000。用32.5R普通硅酸盐水泥配浆，水灰比0.55～0.6，清孔后由下往上注浆，注浆压力宜为0.5～0.8MPa。施工前必须放出搅拌桩中心线，以防止钢管桩偏出搅拌桩，降低钢管桩作用。

3.2.3开挖土方及修整边坡

基坑开挖：搅拌桩龄期达到10天后，方可进行基坑开挖及喷锚支护施工，要求分层分段开挖，每层开挖深度应与锚杆竖向间距相匹配，超挖深度不得大于0.2m；土方开挖必须紧密配合土钉支护施工，严格做到开挖一层，支护一层，上一层未支护完或达不到注浆体强度的70%(即土钉龄期不得少于4天)，不得开挖下一层，每段开挖长度宜为15～20m。机械开挖后，及时配合人工修整壁面，要求达到平整、坡度一致，边坡的轴线位置要准确；严禁护壁后掏挖，且边壁周围不得积水。