浅析高层建筑复合型式基坑支护技术的应用

浅析高层建筑复合型式基坑支护技术的应用

黄建文

(福建章诚隆建设工程有限公司，福建福州350009)

摘要：我国作为人口大国，对住房的需求特别大，因而房屋

建筑工程广泛开展，高层建筑的基坑支护作为房屋建设的基 础手段显得尤为重要#本文结合实际工程对基坑支护进行 简单阐述，分析其常见形式以及技术，指出目前存在的问题 并进行改进方法分析。

小的深基坑施工场地。

3)

护类型，它利用混凝土灌注粧或的钢粧进行支撑，同时 也能和锚杆或者土地内部设置的支撑结构进行配含。设计 具有多样性，可依据实际情况选择设计方式，常见的方式有 排粧支护施工技术:排粧支护也是一种十分常见的

关键词：高层建筑;基坑支护;施工技术 中图分类号:TU753

文献标志码:B

文章编号：1672 -4011(2017)04 -0080 -03

DOI ： 10. 3969/j. issn. 1672 - 4011. 2017. 04. 036

〇前言

我国是世界上人口数量最多的国家，由于近年来我国经 济水平的提高，越来越多的人口涌人到城市当中，加大了对 城市住房的需求，促进了建筑行业的发展5城市用地越来越 紧张，住宅建筑设计层数大多在20〜30层，地下室设计ft数 大多1〜3层e基坑支护是建筑物高层建筑地下室施工的根 基保障，因此，基于基坑支护的探讨研究工作便具冇重要 意义。

1基坑支护技术

基坑支护是为了保证地下结构施工以及基#C周边环境

的安全，而对基坑侧壁及周边环境采取支挡、加固与保护措 施。它能够有效地提升房屋施工过程地下结构的安全性，改 善基坑和周围环境质羞，防止建筑裂缝、倒塌等情况的发生。

2基坑常用技术

1)

连续墙支护技术：连续墙是通过钢筋笼进行土体控

制，以达到对水土的阻挡目的，同时还能起到承重的作用，从

而满足基坑支护的基本要求。在施工时，当土体挖到设计的 深度，进行钢筋笼的安置，然后进行混凝土浇筑。其优点比 较明显I①墙体具有较好的整体性，隔水性能好，刚度大，结 构和地基变形较小;②所适用的深度范围大，适用于各种条 件的地质，特别是砂卵石地以等恶劣地质条件;®操作要求 简单，施工工期短，对周围环境的影响小。缺点是需要大量 的资金成本，而且对于废浆液的处理非常困难[1]。

2) 土钉和复合土钉支护技术:其原理是通过土钉与土体 之间的摩擦来提商土体的稳定性a以土钉作为主要支护构 件，土钉设置在混凝土面层上，也可将喷锚和土钉进行连接， 能够有效地对边坡土体进行控制，从而起到支护作用。土钉 和复合土钉支护技术具有节省材料、减少工作量、缩短工程 周期等优点;其施工方便简单，对环境影响较小，并且具有良 好的稳定性，不会出现变形，经济效益明显，尤其适用于狭

收稿日期=2017 -02 -16

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列柱式排粧支护、连续排粧支护、组合式排粧支护;常见结构 有拉锚式支护结构、锚杆式支护结构、悬臂式支护结构等;其 优点是施工便利、易于排布、承载力强、没有噪音、对环境影 响小、能够®复使用，缺点是造价成本比较高[1] s4)

钢板粧支护技术:该技术多应用于深度8 m以下

变形相对较小的工程中。施工速度快，成本低，施工简单，通 过钢板粧进行连接，形成钢板墙，与连续墙相类似

5 )深以搅拌粧技术:通过搅拌机进行深W搅拌，使水泥 和软土得到充分混合，然后通过固化剂让水泥和软土发生反 应，形成具有高强度，整体性的挡墙。该技术能有效地提髙 基坑的防土防水性能，其优点是震动幅度小，噪音小，常应用 于沙土地M、淤泥质黏土地层等地质中。

3工程应用

3.1

工程概况

本工程位于宁德市霞浦县三沙镇。由1栋酒店及9栋

住宅楼组成，建筑总面积119 825 m2,地下室1层为1#、4#、 5#、6#、7#、8#、9#楼联体地下室，建筑面积为13 4451112。本 工程基坑开挖深度约为5. 0〜6. 3 m。3. 2

基坑设计概况1)

本工程基坑支护由福建东辰综合勘察院设计，根据

工图，基坑支护主要采用钢板粧+ 土钉墙的支护形式Q2) 高压旋喷粧支护采用二m管工艺，高压旋喷粧形成水帷幕。且施工完毕后在粧顶位置做钢筋混凝土冠梁。基 坑开挖后粧面采用60 mmC20喷射混凝土，内置钢筋网片。

3) 钢结构支护粧采用HW400 X400 x 13 X21型钢。

钢插入宜在旋喷粧施工结束后30 min内进行Q:

4)

基坑边坡采用土钉锚管喷射混凝土护面支护形式

基坑南北向边坡采用L = 8 m、c|)48 x 3. 0@ 1000钢管做锚杆 加固土体;边坡表面喷射60 mmC20混凝土护面内置+6. 5@ 250 X250钢筋网，锚杆与钢筋网焊牢。基坑西向边坡采用L =1. 5 m、c|)14@ 1500 X 1500 小锚杆加固土体;喷射 60 mmC20 混凝土护面内置c|>6. 5@250 X250钢筋网。3. 3 地质概况

1) 水文地质条件。场地地下水主要为赋存于①填土

②填砂中的上层滞水，地下水综合稳定水位埋深2. 10〜

4. 70 m*

2)

工程地质情况0根据本工程地质勘察报告揭示，程场地土体垂直自上而下分为9个岩土层，见表1 s

本

第43卷第 4 期 f h) !讨 Y〇1.43,N〇.42017 年 4 月________________________Sichuan Building Materials__________________________April ,2017

表1序号1234567

土层杂填土填砂砾砂砂质黏土淤泥质土粉砂砂质黏土强风化花岗石中风化花岗厶

场地层土层厚度/m0. 30-5.51.40-4. 600. 70-5.001.00-18. 501.50-9. 501. 10-11.701.80-12. 850. 30 ~ 12. 85

9.80

.道度7/粘聚力C摩擦 (kN . m _3) /kPa 角小/('

17.518.519. 118.816.918.516.519.521.5

50030.2

15232516.7

3.5锚杆（土钉）施工工艺

定位:锚杆水平间距1.0 m，纵向间距1.5 m，第一道锚 杆标高为-2. 0

第二道锚杆标高为-3. 5 m#

打锚杆(土钉人工将8 m锚杆（或1.5 m+14钢筋）打 人土层，倾斜角度大约为8°〜15°Q

注浆:①注浆材料应根据设计要求确定，本工程采用一

次注浆工艺，水灰比〇. 5: 1的纯水泥浆，可加人一定M的水 泥早强剂;②浆液应搅拌均匀，过筛，随搅随用，浆液应在初 凝前用完;③注浆压力为〇. 4〜0. 5 MPa，待孔口流出浆液时 可停止注浆;④注浆时，+1t边灌注边拔出注浆管。但应注意 管口应始终处于浆面以下，注浆时应随时活动注浆管，待浆 液溢出孔口时全部拔出;⑤拔出套管,立即将孔口用止浆塞 3. 4 高压旋喷桩及钢板桩组合施工工艺

本工程高压旋喷粧采用二m管工艺，浆液采用纯水泥 浆，水灰比宜为1.0。3.4.1高压旋喷桩

1)施工流程:二重管法同时压人水泥浆和压缩空气，使

用小73钢管为注浆管，喷射流为浆液，以30 MPa压力从喷嘴 中喷出s直接冲击切削土体，达到水泥浆置换土体颗粒，满足 设计要求3

2 )施工方法:施工时首先用钻机引孔，再用旋喷机喷射， 即先把浆液管下到预定加固范围最深点，然后自下而i：进行 高压喷射注浆切割土体，将开孔和灌注粧体同时进行，一次 成粧，其工作步骤如下。

(1)钻机就位:钻机需平置于牢顏坚实的地方，钻杆对准 孔位中心，偏差不超过5 cm。

(2 )钻孔下管:钻孔的目的是将注浆管顺利置人预定锻 置，在下管过程中，需防止管外泥砂堵塞喷嘴，确保下管顺 利，下管过程中同时输送压缩气流，直至注浆喷头下到预定 位置（预定加固范围最深点）。

(3 )制浆:不同地W选取不同注浆材料，本项目旋喷粧喷 射注浆材料采用普通硅酸盐水泥（32. 5 # )，水泥浆液的水灰 比为 0.70:1。

(4)

试管:M注浆管置人土层预定深度后应用清水试压，若注浆设备和高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆，开

始高压注浆作业。

(5) 高压注浆作业:高压射浆自下而上连续进行，注意检

查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转和提升速度等参数，

应符合操作规程要求。开动高压注浆泵，开始注浆，当注浆

压力和电机转速稳定并达到试粧设计参数后，再按试粧设计

提升速度开始提升钻杆，边旋转边喷浆边提升。

(6) 喷浆结束与拔管:喷浆由下而上至设计高度后，喷浆，拔出喷浆管，喷浆即告结東，把浆液填入注浆孔中，多 余的清除掉，但需防止浆液凝固时产生收缩的影响，拔管要

及时，切不可久留孔中，否则浆液凝固后将难以拔出^

(7) 注浆设备清洗：3喷浆结束后，立即清洗高压泵浆管路、注浆管及喷头6

3.4.2钢板桩

本工程钢板粧采用HW400 x 400 x 13 x 21型钢，型钢施 压在高压旋喷粧完成30 min内进行。

施工方法:本工程型钢施压分两种，基坑南面高压旋喷 粧为三排，型钢压人为“压二跳一”方式;基坑东面高压旋喷 粧为二排，型钢压人为“压一跳一”方式^型钢插人前应检查 型钢线直度及型钢焊缝质量。

将锚杆口堵住。

4

基坑支护常见问题

4.1

施工环境复杂

房屋建筑施工位置多处在人口建筑较为密集的区域，其

施工空间比较狭窄，施工受到，导致施工难度的增加。 同时施工过程中各项房屋建筑基坑支护操作非常容易被复 杂的外界环境影响，致使基坑的效果受到，从而谬响整 个工程的质量[3]。

4.2施工方无安全规范的管理制度

因为份屋建筑的基坑支护工程是临时性的，因此，存在 建设方、施工方对其安全监管不够重视的现象，有的项目未 编制基坑支护与土方开挖方案、或方案未进行安全专家论 证、方案中基坑应急救援预案无针对性;施工人员玩忽职守， 安全意识不够、或方案未进行基坑施工。这样非常容易出现 问题，导致基坑风险系数上升，降低施工的安全性Q4. 3 支护与土方开挖操作不合理

房屋建筑的基坑支护操作需要综合考虑到地质因素、环 境因素、水文因素等方面，然后依据地域特性进行合理规划 和施工，这是工程安全顺利进行的前提保障。但是在实际的

施工中，施工单位并不重视以上因素，想

导致支护的效果不理

，进而影响工程质量。

4. 4基坑监测数据准确性不高

基坑支护工程需要考虑土体物理力参数，但是由于工程

工序繁多，结构复杂以及环境的影响，导致施工过程中土体

物理力参数不稳定。在基坑结构设计过程中，为了确保理论

的绝对安全，设计人员往往要提高受力安全系数，但是受力

安全系数影响着工程的投资额度，因此，设计人员的设计方

案就会受到，从而影响工程质^。

5基坑支护改进策略

5.1 做好排水工作高W房屋建筑基坑开挖之后，

基坑深度会越来越接近地 下水位，直至低于地下水位#基坑中就会存有积水，因此基 坑应该做好排水工作，进行排水沟的建设和抽水设备的准 备，随时排除坑中积水。否则，积水过多会导致建筑开裂，或 者出现沼泽化，发生安全事故t5]，同时也要做好雨水天气的 预防工作。

5. 2 遵守基坑土方挖掘的规则

基坑的挖掘是严格按照土方开挖方案从上至下的，分层

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停止 、输 Vol.43 ,N°-4

April, 2017

Sichuan Building Materials

^ hi

第43卷第4期

2017年4月

为了构建完善的深基坑排水网络，在深基坑挖掘的周围应该 定点挖掘集水沟或者集水坑，I般情况下，每隔30 m挖掘一 个集水坑为宜s 土钉墙支护结构大孔的孔径一般要求为〇. 1

料以及钢筋笼放人深基坑之中c*接下来，便向孔内注人高压 的混凝土浆，最终形成完整的护坡粧。

2.3建筑工程深基坑支护中土层锚杆施工技术分析

土层锚杆施工技术的主要工具是锚杆钻机，与护坡粧施 工一样，土)i锚杆施工技术需要先进行护壁施工，然后再询 孔内穿放钢绞线，再进行灌浆。土层锚杆施工技术中锚杆位 置的测定十分重要，在实际施工过程中锚杆位置确定之后， 需要对锚杆的倾斜角度以及水平位置进行调整，达到科学的 位置与角度之后再进行钻孔Q

m，使用的土钉要严格选择，不能有锈蚀或缺损。在土钉钉人

为了增加灌浆之后砂浆与钢筋结构的握紧力，并按照设计要

墙体的过程中要同时将灌浆用的管道一同顶人墙体之中。 求将土钉顶人预定的位置中，需要用土钉焊接托架。灌浆过 程中对水泥浆的物理性质有一定的要求。首先，灌浆用的水 泥浆要对水灰比进行严格的控制，经过大量的实践证明，水 灰比为〇. 45〜0. 55的水泥浆最佳。水泥浆中速凝剂的使用

M—般为水泥总量的30%左右，而水泥浆的强度要控制为 0. 2〜0. 4 MPa才能够将水泥浆成功地灌注到孔内。在第一 次注人水泥浆之后的30 min左右，即在水泥浆彻底凝固之前 需要进行第二次灌注t钢筋网对水泥浆灌注体进行挂网需 要在水泥浆灌注之后的4 h之后0此外，需要在支护面的竖 直方向与水平方向均预埋泄水管，泄水管以PVC管道为最

佳，泄水管预埋的周围要用水泥浆进行固定处理，挂网完成 之后要喷射混凝土在结构表面。2. 2

建筑工程深基坑支护结构中护坡桩施工技术

护坡粧施工技术的核心是钻孔压灌技术。首先，护坡粧 施工技术需要先用水泥进行护壁施工，然后，再用无砂混凝 土与碎石制成粧基础结构。护坡粧施工过程中，等到螺旋钻 杆达到预定的位置之后，就可以向孔内注人水泥浆。水泥浆 注射的过程中，钻杆应该自下而上注人水泥浆，且边注人边 提升钻杆的位置，待水泥浆灌注的厚度达到设计的厚度之 后，就可以将钻杆完仝提拉出基坑，然后再将填充基坑的骨(上接第81页)

分片开挖t因此，在挖掘过程中要做好基坑边坡的支撑工 作，同时严格控制挖掘的宽度和深度。挖掘产生的土方绝对 不能进行堆积，应该及时进行清理;合理把控挖掘进度，避免 挖掘工作受到外界影响，保证基坑不能长时间处在支护的 状态下;做好协调工作，使挖掘机与运输车密切配合;由于基 坑较深，为防止发生坠落事件，应在周围建立防护栏，竖立明 显的安全标识。5. 3 以人为本

房建筑多在市K内，建筑物较多，人口密集，由于施工 周期较长，所以施工势必会对周丨韦丨人造成一定的影响。施工 材料的运输与存放会给人们的出行便利带来影响;尤其是噪 音方面，应该开发并使用先进的技术设备以从源头上减小噪 音;同时注意建筑垃圾的归放，及时清运，绝对不能长时间随 意码放，以杜绝污染事件[6]。5.4 时刻注意安全问题

城市房屋建筑工程缺点是工期紧，场地小，因此，一定要

在安全可靠的前提下进行，将安全工作落实到位。不能为了

3结束语

建筑工程深基坑支护技术的探究，对于建筑工程施工质

量的提升以及建筑工程安全性施工理念的实现都是十分重 要的，因此，积极探究建筑工程深基坑支护施工技术，并不断 改进或研究新的深基坑支护技术十分重要。

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6结束语

通过基坑支护技术能够有效的保证工程行进的安全性，

因为其操作简单、应用面广、可靠性强而得到了广泛的应用， 但是存在的风险较大，因而优化完善基坑支护技术已经成为 房屋建筑行业的共同呼声e

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赶工期而忽略安全事故的预防工作，安监人员做好细致的巡 查和监督工作，排除安全隐患，管理人员在保证施工人员安 会的前提下对工程进行合理安排$

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