维普资讯 http://www.cqvip.com ｃＯｎＳＴＲＵＣＴＩＯｎ ＳＡＦＥＴＹ 建筑盔金２００７年第７期 基坑支护 【摘要】城市在不断发展，而城市土地的有限性大大了城市空问的开拓，所以多层地下室 成为高层建筑不可缺少的重要组成部分。这样，深基坑支护显得犹为重要。特别是厦门，海拔较低， 地下水位高，支护面临的问题更加严峻。本文针对一个具体工程举例说明组合方案在基坑支护工 程中的应用。 【关键词】深基坑组合支护 注浆管预应力锚杆 １．工程概况 喷锚支护形式。 ２、１设计概况（见表１） ２．２．１场地岩土层特性及分布。 本工程场地跨越不同地貌单元，地层结构较复 杂，其分布埋深变化较大。根据勘察报告，场地地层 自上而下分为： 厦门罗宾森广场位于厦禾路与湖滨东路叉口 的西北侧，金榜路的东侧，北侧与东方巴黎、邮电广 通毗邻，斜对面为厦门火车站。是集商场、公寓、酒 店、餐饮、休闲等一体的高级商务综合区，总建筑用 地：５３４００．４９ｍ２。罗宾森广场分两段建设，本工程为 ～期工程，建筑面积约为２２万ｍ 。主要功能为商场、 ①素填土，厚０．２０—３．２０ｍ，该土层局部分布，主 要分布在场地东部城市临时绿化带内，其它地段零 大卖场、餐饮、电影院、地下车库和高级公寓等。地 下室二层，基坑开挖深度为一ｌ１．ＯＯｍ，基坑面积约 星分布。该土层呈褐黄、褐红色，松散～稍密状，稍 湿，主要填料为砂质粘土，回填时间大约５年，未经 ３１Ｏ００ｍ 。根据场地条件和地质情况，南侧和西南侧 挖深处采用人工挖孔桩锚索联合结构，东南侧采用 基坑支护设计概况表 序号 １ 专门压密处理，其密实度及均匀性差，未完成自重 固结。 表１ ②砂质粘土：呈灰、灰黄色，湿，可塑， 干强度高，中等韧性，无摇振反应物理力 学均匀性较好。 ⑧残积砂质粘性土：褐色、褐红色具 项目 基坑安 内 容 级 一全等级 ２ ３ 地面标高 ±０．Ｏ０相当于黄海高层７．ＯＯ 围护人工 桩径９００，护壁厚１５０，桩间距２０００，桩深１８．５ｍ。桩身砼强度等 挖孔桩 级Ｃ２５，护壁砼强度等级Ｃ２５，共计２６３根。 锚杆采用３束 １５．２预应力钢绽线，锚索成．ＴＬ＞￣ｂｌ３０，注浆材 料采用水泥净浆，水灰比Ｏ．５５：１，水泥采用３２．５Ｒ．级硅酸盐水 泥，采用二次注浆，其中一次注浆压力Ｏ．５ＭＰａ，二次注浆压力 不小于２．ＯＭＰａ，或二次注浆水泥用量不小于６０ｋｇ／ｍ。 有残余结构强度，主要由长石等易风化矿 物风化形成的次生粘土矿物和石英颗粒 及少量云母碎片组成。 ４ 锚索 ④强风化灰绿岩：呈灰黄色，岩石风 化很强烈，岩芯呈碎片状，手可折断。该层 工程性能好，力学性能高，压缩性低。 ⑤中风化花岗岩：该层呈浅灰、青灰 混凝土强度等级Ｃ２５，钢筋保护层２５，支护桩之间砖砌挡墙， ５ 腰粱 厚度２４０，采用ＭＵ７．５砖，砂浆Ｍ７．５，挡墙砌成反拱，并设置泄 水孔。 监测频率２次／周，底板浇注完成，至地下结构施工结束期间１ 色，中粗粒花岗岩结构，块状构造。工程性 能好，力学强度高，基本不可压缩。 ⑥中风化灰绿岩：呈灰绿色，细粒结 晶结构块状构造，岩芯呈块状和短柱状， ６ 监测要求 ；Ｌ／周，特殊情况或雨天应加密观测。监测预警指标：地面沉降 ５０ｒａｍ，坡顶位移４０ｍｍ，变形速率２．５ｍｍ／ｄ。 ７ 安全有效期 基坑开挖结束后一年 ｌ２ 维普资讯 http://www.cqvip.com ｃＯｎＳＴＲＵＣＴＩＯｎ ＳＡＦＥＴＹ ２．２．２地下水特征 建筑盔金２００７年第７期 基坑支护 为较硬岩，工程性能好，力学强度高，压缩性极低。 场地地下水主要有贮存和运移于杂填土①一２ 中的空隙上层滞水以及贮存和运移于含泥中粗砂、 轻砂质粘土、残积土及基岩风化带中空隙、裂隙承 压水。场地地下水主要接受大气降水的下渗及南侧 地下水的侧向补给，通过蒸发及北侧地下径流排 钢筋笼下入孔内后，应立即进行校正，以保证 保护层和钢筋顶端标高等能满足设计要求和规范 规定。另外，由于孔底并非绝对水平，为便于钢筋笼 固定，采用每孔用４根６２２钢筋架住钢筋笼防止偏 位及下沉。并在钢筋笼四周放置一定数量的砼垫 块，以确保钢筋笼居中，做到主筋保护层厚度及钢 筋笼顶标高符合设计要求。钢筋笼吊放之前应将桩 泄。上层滞水含水层及其下的潜水一承压水含水层 在部分地段相互连为一体，在其余地段被粘土及淤 泥质土隔开，致使后者具承压性质。根据场地地形 地貌及地层特征，结合区域资料，最后统一测得混 合地下水位埋深在０．７￣４．２５ｍ，标高一４．４￣＿３．２ｍ。 ３．人工挖孔桩施工方法 ３．１基本情况，详见设计概况。 ３．２桩心测量 用经纬仪依据设计图纸要求定出各桩中心位 置，以桩中心为圆心以该桩半径加上第一节护壁压 顶的厚度为半径进行画圆；并沿该圆撒上灰线，然 后以该圆为内环用标准砖砌筑导向圈；并在导向圈 上标明每根桩东西及南北向两条控制线。在第一节 护壁砼浇筑完毕，即可将此根桩导向圈上的东西及 南北向两条控制线引测至护壁压顶上，并用红油漆 作上醒目标记；并在砼护壁压顶上沿东西、南北向 各钉一只水泥钉（东西与南北连线务必正交，其交 点必须与桩孔中心重合），供施工中检查桩孔垂直 度之用。 ３．３成孔施工 ①严格按桩位平面图，用砖砌好导向圈以控制 桩径（导向圈内径为桩径＋２倍护壁厚度），桩位复核 无误后逐节开挖，逐节支护。 ②人工进行开挖，每开挖０．９５ｍ，绑扎好护壁钢 筋，支好模板，校正桩孔中心后，浇筑护壁砼，分层 振捣密实，经１４—１６ｈ养护后，方能进行下一节护壁 施工。护壁搭接长度为５￣ｌＯｃｍ。围护桩的开挖采用 控制标高，确保桩端深度达到设计要求。 ③降水措施：利用部分桩作为集水井，以降低 其它桩在开挖过程中的地下水位。 ④堵水措施：由于施工场地内，含水层厚度较 大，在施工过程中，难免有渗水现象发生，拟针对具 体情况采取处理措施。 ３．４钢筋笼制作与吊装 底积水、浮土及松散岩体彻底清除干净。 ３．５桩芯砼浇筑 依据设计要求和场地地质条件，采用干法集中 投料浇筑桩 砼工艺。选用合适导向漏斗，并下接 ｌ一２节串筒，将拌制好的砼通过漏斗、串筒快速投入 孔内，首次投入砼高度为１．２￣１．５ｍ左右用插入式振 动器振捣一次；然后采用分段浇筑，每次浇筑高度 为１．０—１．２ｍ左右振捣一次，如此反复，直至浇筑完 毕。 ４．喷锚支护施工方法 根据场地条件和地质情况，南侧和西南侧挖深 变化处采用人工挖孔桩锚索联合结构，东南侧采用 喷锚支护形式。锚索设计长度分别为１６ｍ，２１ｍ， ２６ｍ。自由长度５．Ｏｍ，锚索间距２．Ｏｍ，锚杆体系采用３ 柬 １５．２预应力钢绞线，注浆材料采用水泥净浆， 水灰比Ｏ．５５：１，采用二次注浆，其中一次注浆压力 ０．５ＭＰａ，二次注浆压力不小于２．ＯＭＰａ，或二次水泥 用量不小于６０ｋｇ／ｍ。 ４．１锚索支护布置 腰梁 ‘、 － －● ＿ ●● ・ ＿ ， ● 一 ● ●・ －‘ 图１ 锚索支护布置示薏图 （１）Ｈ——Ｈ剖面、东南侧Ｅ——Ｅ剖面由于设计 了二道腰梁及锚索，分别位于一４．Ｏｍ，一８．０ｍ。且南侧 设计围护结构为ｑｂ９ＯＯｍｍ人工挖孔桩。因此，在预应 力锚索施工时，第一步先将土方开挖至一４．５ｍ，进行 １ ３ 维普资讯 http://www.cqvip.com ｃＯｎＳＴＲＵＣＴＩＯｎ ＳＡＦＥＴＹ 建筑盔金２００７年第７期 基坑支护 第一道锚索施工，再进行腰梁施工，待达到设计强 度后，进行张拉、锚固。然后再将土方开挖至一８．５ｍ， 依照上面方法进行第二道锚索及腰梁施工，张拉锚 固后方可将土方开挖继续往下进行，直到坑底设计 标高。具体如图１： （２）东南角设计采用４，２５锚杆土钉支护，因为 实际地形形成一个剩余三角区域。该区域支护应充 分考虑与实际地形形式的衔接，喷浆护坡的钢筋网 片应有效连接，支护分层进行，具体见图２： 自然地面 图２分层支护示意图 ４．２施工控制要点 （１）预应力锚索施工，先注浆加固土体后，一般 应需停歇养护３～４ｄ，达到一定强度才能开挖。 （２）一层喷锚支护施工结束，切忌立即向下开 挖，应在其它地段开挖，养护ｌ～２ｄ才能向下开挖。 （３）开挖坡面暴露应加快支护施工，一般要求 坡面暴露后在１６ｈ内完成支护施工，对未经加固的 杂填土、淤质土宜在８ｈ内完工，若遇大雨应在坡面 暴露后立即喷射砼面，并在５ｈ内完成支护施工。 （４）基坑开挖支护施工后，土体仍在徐变，喷锚 支护抗徐变力量弱于其它支护手段，所以要求在地 下结构工程施工过程中应及时夯实回填土。 ４．３无天然粘（内）聚力的杂填土加固处理 无天然粘聚力的松散状杂填土，其破坏往往没 有征兆，会突然塌下来，喷锚支护在杂填土中发生 塌跨事故屡见不鲜，所以对杂填土需先加固处理后 开挖。采用注浆法处理杂填土，其粘聚力可从无提 高到１０ｋＰａ以上，又降低杂填土渗透系数起到防渗 作用。 ４．４有筋喷浆护坡的施工 （１）喷锚护坡用于缓坡开挖，土质较好、土压力 较低、坑壁侧压力较小，钢筋网为４，６双向＠２００ｘ １４ ２００，加强筋４，１２，挂网钢筋钉４，２０＠１０００ｘ１０００菱 形，翻边宽ｌｍ，使坑边做成硬化地坪。 （２）喷锚（打人式锚杆）支护，钢筋网一般用４，６ 双向＠２００ｘ２００，加强筋４，１４～１６，挂网钢筋钉 ，４２５＠１０００ｘ１０００菱形，打人式锚杆（４，２５钢筋）间距 ＠２０００，焊牢于加强筋上（图３），翻边宽同为ｌ～２ｍ．。 （３）预应力锚索支护，钢筋网采用４，６．５－４，８双 向＠２００ｘ２００，加强筋４，１６，挂网钢筋钉４，２５＠１０００ｘ １０００方形，翻边宽ｌ～２ｍ。孔４，１００－１３０ｍｍ，锚杆杆体 配筋直径按抗拔力设计值计算确定。注浆材料宜用 水泥浆或水泥砂浆，抗拔力小则用水泥浆，大则用 水泥砂浆。抗拔力设计值大的宜引进“注浆袋”加压 法注浆，增加锚固体与土体面的粘结力。锚杆固定 于腰梁锚板上，具体详见图３： 。，…系： 锚板 索 自 ：ｌ 焊． 图３锚杆固定示意图 ４．５基坑开挖过程中土体有较大变化地段应调 整支护结构 基坑开挖必须分层分段均衡开挖，且应留０－３～ ０．５ｍ的原状土用手工挖至坑底标高。在开挖过程中 如土体有较大变化应通知设计单位调整支护结构， 开挖发现有暗河存在，立即进行电算测算，增加锚 杆数量确保基坑安全。 ５．基坑变形监测及应急措施 ５．１基坑变形监测 基坑开挖前在基坑边及邻近建筑物布置监测 点，监测点间距一般不大于２０ｍ；在距基坑周边不 小于２Ｈ（Ｈ为基坑深度）布置监测基准点，数量不少 于两个；基坑开挖前进行监测点及基准点测量，测 量至少两次，以取得初始值。 基坑开挖及支护施工期间每天监测一次，当监 测结果变化速率较大时，每天监测两次，当有事故 征兆出现时，应连续监测。支护施工结束后，地下结 构工程施工期间每周监测一次直至基坑回填土结 束。 维普资讯 http://www.cqvip.com ＣＯｎＳＴＲＵＣＴＩＯｎ ＳＡＦＥＴＹ 建琵宠金２００７年第７期 基坑支护 ５．２基坑保护等级及警戒值 （１）基坑保护等级 参考厦门市区基坑变形控制保护等级标准，建 立基坑变形控制保护等级标准。本工程基坑开挖深 度一１ １．０ｍ为一级基坑支护。 （２）警戒值：一级基坑警戒值宜为８ｍｍ，每天变 形不超过２～３ｍｍ，达到警戒值均应报警，研究措施， 阻止变形发展，达到稳定，确保基坑安全。 ５．３应急措施 （１）地面出现裂缝，顺裂缝注入水泥与水玻璃 混合液，防止地表水灌人增加坑壁压力，地面用水 泥砂浆抹平，在裂缝外侧布置钢筋钉，增加抗拉力， 稳固变形土体。 （２）水平位移达到报警值，采用水平或斜支撑， 在地下结构施工过程中，可采用脚手架加水平支 撑，水平位移发展。 （３）坡脚滑移，采用砂石草包堆叠坡脚，阻止坡 脚继续滑移。 （４）基坑底隆起，用砂石草包等增加坑底上覆 荷载，平稳土压力，限止隆起。 （５）基坑底发生管涌，加强井点降水，降低地下 水位。 ６．基坑地下水的降排和回灌 ６．１为避免水体浸泡软化基坑土体，并利于基 坑内的作业施工，在基坑内部坑壁底设置排水沟及 降集水井。 ６．２上排水沟应夯实地基土体，再铺设ｌＯＯｍｍ 厚防渗混凝土，砌筑排水沟或者采用ＰＶＣ管（￣ｂ３００－ ４００ｍｍ）。 ６．３下排水沟位于基坑壁底部，距坑壁一定距 离，宽度及深度约为０．３０ｍ，基坑挖至底时修筑，修 筑时可以做成明沟或盲沟。在基坑角点和基坑边中 点等部位设置￣８００￣ｌＯ００ｍｍ，深度１．５￣２．Ｏｍ的积水 坑（井）、降排水井点，及时将坑内积水排出。为了防 止周围建筑物的不均匀沉降，我们设置了一系列的 回灌井，以保证基坑外的水位降得不太严重。 ７．结论与建议 ７．１值得提出的是基坑工程设计前期准备阶段 一定要把工程相关资料收集齐全，特别是既有建筑 物附近施工的工程，这个问题显得更加突出。主要 包括：既有的地下电力线、通讯线、引用水管、排污 管等的设计及布置图等。本工程在施工时就发生了 挖断了市政管道的情况，结果不但对群众造成了损 失，而且罚款也对自身造成了很大的经济损失。为 了避免类似的情况的发生，即便是在设计初收集了 上述资料，因为年代久远等原因这些管线都或多或 少地发生了些位置上的变化，在大型机械开挖前最 好还是采用人工挖探坑或人工开挖出这些管线的 办法，这样会避免很多不必要的麻烦和经济损失。 ７．２对于一级基坑工程，特别是在水位比较浅 的情况下，排水显得很重要。因为如果排水回灌处 理不好，很容易造成周围建筑物产生不均匀沉降或 产生裂缝，必然会造成重大的损失。所以一定要处 理好水的问题。 ７．３对于深大基坑的工程，在土质允许条件下， 采用土层锚杆与支护桩共同工作，与内支撑方案相 比要经济，而且便于土方机械开挖，方便施工。采用 各种措施的组合支护，不仅能降低工程造价，而且 能够大大缩短工期，是值得推广的一种支护方法。 （本文收稿：２００７－０３－１７） ｌ５
