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摘要：本文主要讲述了土木工程中的深基坑支护施工技术，其内容主要包括工艺流程及施工操作要点，论证了质量，安全，效益对工程的重要性。
关键词：土木工程；深基坑；桩锚支护
1工艺特点
(1)程序清晰易懂，操作者和管理者容易掌握。
(2)结构可靠度高，抗震性能好，变形易控制。
(3)与后续工序的相互影响较小，施工进度快，节约施工场地。
2适用范围
本工艺适用于除大开挖外的无承压水、深度>10m的各种土质的支护工程。
3工艺原理
采用人工成孔的方法施工支护桩，根据土质情况确定桩距，随后施工桩顶圈梁，待支护桩达到设计强度后，分层开挖土方，当基坑达到预定深度后，施工预应力锚索、腰梁。这样形成以挖孔桩、桩顶圈梁、预应力锚索为主要支档受力构件，预应力锚索为变形控制构件的复合支护体系。
4工艺流程
基坑放线→人工成孔→孔桩钢筋笼制作→钢筋笼、成孔验收→钢筋笼吊装、砼灌注→桩顶圈梁施工→桩芯砼达到强度的75%土方分层开挖→锚索基本试验→锚索制作、锚杆成孔→腰梁施工→锚索张拉验收试验。
5操作要点
5.1施工准备
(1)使施工现场达“三通一平”。四周设置排水沟、集水井和降水深井及回灌观测井。
(2)按施工图准确放线，放出轴线、基坑边线、桩位中心线、桩径、并认真进行技术复核，经有关部门办理签证手续，做好引测桩。
(3)备好钢筋、水泥、砂石、速凝剂等有关原材料及半成品，施工机具及配套设备按机会就位。
(4)确定砂浆、砼设计配合比，做好原材料及焊接试验，验证 是否满足设计要求。
5.2支护桩
(1)支护桩采用人工挖孔桩的形式。
(2)施工挖孔桩时在锚杆位置预埋一节PVC管用来穿锚索。在孔口预埋一块钢垫板作为张拉台座及腰梁的连接件。
(3)挖孔桩土方外运：在市区施工只能夜间外运，如场地有限，可在孔桩内侧挖一条2m宽的沟作为周转土方用。
(4)基坑边停挖掘机处可考虑采用密排桩。
5.3桩顶圈梁
桩顶圈梁是一条b>2h的扁梁。支护桩应锚固在桩顶圈梁中。此外必须预埋连接角撑的铁杆，在圈梁顶设置观测基坑变形的观测点。
5.4土方开挖
支护桩达到设计强度的75%后方可进行土方开挖。基坑土方施工从一边向另一边分层开挖，从开挖开始每天都要进行基坑变形观测，一旦发现变形开始加速就采取紧急加固措施。
5.5锚索施工
当土方挖到锚索标高以下0.5m时，施工预应力锚索。
(1)基本试验。因不同土质情况有不同设计参数必须先做基本试验，以确定或修正设计参数。基本试验一般采用破坏试验。
(2)钻孔及清孔。根据设计孔位、孔径、长度与倾斜度钻孔，采用湿作业法，使用地质钻机合金钻头，钻孔直径Φ 150mm，泥浆护壁，成孔后后用清水冲洗。
(3)锚杆的加工及入孔。插入钻孔的锚索要除锈，孔外部分需作防锈层、做法是涂热沥青并用两层沥青麻布包扎，自由端应套塑料管，沿锚索全长间隔1.5m设一对定位支架。
(4)灌注水泥砂浆。按施工配合比将砂、水泥、水在搅拌机中拌合均匀，经过2.5mm×2.5mm的滤网倒入储浆桶，桶内水泥砂浆在使用前仍需快速搅拌，以防砂浆离析。压浆使用JHB-1.2柱塞式砂浆泵，采用重力灌浆与压力灌浆相结合的办法灌浆。做法是：将内径50mm胶管与锚杆同时送入距锚孔底100mm处，用压浆泵(灌浆压力为0.3MPa左右)将水泥砂浆压入锚杆孔内，随浆液的灌入，把灌浆管从孔底朝孔口缓慢匀速拔出，但要保持管口始终埋入砂浆1.5~2.0m，当砂浆灌至孔口时，立即减压为零，以免在孔口形成喷浆。灌浆管拔出孔口后立即用制作好的封口板塞紧孔口，灌浆结束。为避免孔内产生气垫，压浆泵仓内始终要有一定量的砂浆。每一个孔要制作一组砂浆试件。
(5)锚索张拉。当砂浆及腰梁砼达到设计强度后，可对锚索进行张拉，张拉程序为：0.1qcon→0.2qcon→0.4qcon→0.6→qcon→0.8qcon→0.9qcon→1.0qcon→1.1qcon→锁定。每次加载程序持续5min，最后一次持续10min。
(6)验收试验。当所有锚索施工完毕以后，抽取总数的5%且≥3根做验收试验。最大试验荷载取锚索向极限值N，以锚头的相对位移和拉断为破坏标准。如果达到N未破坏，可卸载至锚定值锁定，因此验收试验是非破坏试验。
(7)基坑变形监控：土方开挖后每天早晚各觀测一次，待土体稳定后，每星期观测一次，一旦发现变形加剧，马上回填反压，并制定处理方案。
机械设备(见表1)
表1机械设备表
7劳动力组织
挖孔桩支护结构工序多，要求工序衔接紧凑，因此施工组织安排要合理，各道工序要协调动作。
8质量要求
支护桩及压顶梁应按《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》(JGJ4-80)和《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)进行验收。预应力锚索按《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ86-85)进行验收。上道工序验收合格后方可进入下道工序，凡不合格必须返工，使其达到质量标准和设计要求。
9安全措施
本工艺除遵照《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》(JGJ4-80)、建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ86-85)及有关规定外，还应注意以下几点：
(1)现场设专职安全员，检查、监督和落实各项安全操作规章制度。
(2)搞好安全交底、划分安全责任区。
(3)加强安全宣传，做好各种安全警告牌和标记。
(4)各种机械和电器操作人员必须经考试合格持证上岗，并配备各种劳保用品。
(5)桩机、钻机的移动、固定和操作，其他机械的操作、电源电器的安全操作等都必须严格按照操作规程办。
10效益分析
以我公司某商业广场高层商住楼深基坑开挖施工为例做效益分析。正式施工前作了三个方案：一是放明坡开挖方案。施工干扰大，技术和工艺落后，工期无保证，计划投资一千五百多万元；二是采用锚杆及土钉喷射砼复合支护方案。工艺复杂，施工难度大，抗震能力差，由于基坑内有坚石，需要爆破，基坑变形情况不易控制，且土方与支护交替施工，工期不易控制，这一计划投资约一千三百万元；三是用本工艺做支护方案，计划投资一千一百八十万元。
10.1工程实例
该广场为2层地下室，占地面积7700m2，其底板位于自然地坪下10m深处。基坑平面及按本工艺施工的支护范围见图1。
该基础位于覆盖沉积土的山脚，地下水位高，地下3~5m处为含水砂层，以上为回填层，以下为强风化层，其间夹有中风化及微风化层，砂层在水压及土压下，稳定性极差，在支护桩施工中曾出现流砂现象。
在该工程实施过程中，我们曾试图用放坡明开挖和锚杆、土钉、喷射砼复合支护方案，经设计推算、放坡明挖，其边坡为1∶0.67，基坑上口达130m×110m，地界范围不允许，土方来回运输费用大，不经济，雨季施工困难。如采用锚杆、土钉、喷射砼复合支护方案，土方与支护两个工序相互影响工期长，基坑边有旧房，距离近，石方爆破的震动对基坑产生的变形大不安全。实际施工中，采用本方案，基坑变形控制得很好，工期也有保证。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：土木工程；深基坑；桩锚支护
1工艺特点
(1)程序清晰易懂，操作者和管理者容易掌握。
(2)结构可靠度高，抗震性能好，变形易控制。
(3)与后续工序的相互影响较小，施工进度快，节约施工场地。
2适用范围
本工艺适用于除大开挖外的无承压水、深度>10m的各种土质的支护工程。
3工艺原理
采用人工成孔的方法施工支护桩，根据土质情况确定桩距，随后施工桩顶圈梁，待支护桩达到设计强度后，分层开挖土方，当基坑达到预定深度后，施工预应力锚索、腰梁。这样形成以挖孔桩、桩顶圈梁、预应力锚索为主要支档受力构件，预应力锚索为变形控制构件的复合支护体系。
4工艺流程
基坑放线→人工成孔→孔桩钢筋笼制作→钢筋笼、成孔验收→钢筋笼吊装、砼灌注→桩顶圈梁施工→桩芯砼达到强度的75%土方分层开挖→锚索基本试验→锚索制作、锚杆成孔→腰梁施工→锚索张拉验收试验。
5操作要点
5.1施工准备
(1)使施工现场达“三通一平”。四周设置排水沟、集水井和降水深井及回灌观测井。
(2)按施工图准确放线，放出轴线、基坑边线、桩位中心线、桩径、并认真进行技术复核，经有关部门办理签证手续，做好引测桩。
(3)备好钢筋、水泥、砂石、速凝剂等有关原材料及半成品，施工机具及配套设备按机会就位。
(4)确定砂浆、砼设计配合比，做好原材料及焊接试验，验证 是否满足设计要求。
5.2支护桩
(1)支护桩采用人工挖孔桩的形式。
(2)施工挖孔桩时在锚杆位置预埋一节PVC管用来穿锚索。在孔口预埋一块钢垫板作为张拉台座及腰梁的连接件。
(3)挖孔桩土方外运：在市区施工只能夜间外运，如场地有限，可在孔桩内侧挖一条2m宽的沟作为周转土方用。
(4)基坑边停挖掘机处可考虑采用密排桩。
5.3桩顶圈梁
桩顶圈梁是一条b>2h的扁梁。支护桩应锚固在桩顶圈梁中。此外必须预埋连接角撑的铁杆，在圈梁顶设置观测基坑变形的观测点。
5.4土方开挖
支护桩达到设计强度的75%后方可进行土方开挖。基坑土方施工从一边向另一边分层开挖，从开挖开始每天都要进行基坑变形观测，一旦发现变形开始加速就采取紧急加固措施。
5.5锚索施工
当土方挖到锚索标高以下0.5m时，施工预应力锚索。
(1)基本试验。因不同土质情况有不同设计参数必须先做基本试验，以确定或修正设计参数。基本试验一般采用破坏试验。
(2)钻孔及清孔。根据设计孔位、孔径、长度与倾斜度钻孔，采用湿作业法，使用地质钻机合金钻头，钻孔直径Φ 150mm，泥浆护壁，成孔后后用清水冲洗。
(3)锚杆的加工及入孔。插入钻孔的锚索要除锈，孔外部分需作防锈层、做法是涂热沥青并用两层沥青麻布包扎，自由端应套塑料管，沿锚索全长间隔1.5m设一对定位支架。
(4)灌注水泥砂浆。按施工配合比将砂、水泥、水在搅拌机中拌合均匀，经过2.5mm×2.5mm的滤网倒入储浆桶，桶内水泥砂浆在使用前仍需快速搅拌，以防砂浆离析。压浆使用JHB-1.2柱塞式砂浆泵，采用重力灌浆与压力灌浆相结合的办法灌浆。做法是：将内径50mm胶管与锚杆同时送入距锚孔底100mm处，用压浆泵(灌浆压力为0.3MPa左右)将水泥砂浆压入锚杆孔内，随浆液的灌入，把灌浆管从孔底朝孔口缓慢匀速拔出，但要保持管口始终埋入砂浆1.5~2.0m，当砂浆灌至孔口时，立即减压为零，以免在孔口形成喷浆。灌浆管拔出孔口后立即用制作好的封口板塞紧孔口，灌浆结束。为避免孔内产生气垫，压浆泵仓内始终要有一定量的砂浆。每一个孔要制作一组砂浆试件。
(5)锚索张拉。当砂浆及腰梁砼达到设计强度后，可对锚索进行张拉，张拉程序为：0.1qcon→0.2qcon→0.4qcon→0.6→qcon→0.8qcon→0.9qcon→1.0qcon→1.1qcon→锁定。每次加载程序持续5min，最后一次持续10min。
(6)验收试验。当所有锚索施工完毕以后，抽取总数的5%且≥3根做验收试验。最大试验荷载取锚索向极限值N，以锚头的相对位移和拉断为破坏标准。如果达到N未破坏，可卸载至锚定值锁定，因此验收试验是非破坏试验。
(7)基坑变形监控：土方开挖后每天早晚各觀测一次，待土体稳定后，每星期观测一次，一旦发现变形加剧，马上回填反压，并制定处理方案。
机械设备(见表1)
表1机械设备表
7劳动力组织
挖孔桩支护结构工序多，要求工序衔接紧凑，因此施工组织安排要合理，各道工序要协调动作。
8质量要求
支护桩及压顶梁应按《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》(JGJ4-80)和《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)进行验收。预应力锚索按《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ86-85)进行验收。上道工序验收合格后方可进入下道工序，凡不合格必须返工，使其达到质量标准和设计要求。
9安全措施
本工艺除遵照《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》(JGJ4-80)、建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ86-85)及有关规定外，还应注意以下几点：
(1)现场设专职安全员，检查、监督和落实各项安全操作规章制度。
(2)搞好安全交底、划分安全责任区。
(3)加强安全宣传，做好各种安全警告牌和标记。
(4)各种机械和电器操作人员必须经考试合格持证上岗，并配备各种劳保用品。
(5)桩机、钻机的移动、固定和操作，其他机械的操作、电源电器的安全操作等都必须严格按照操作规程办。
10效益分析
以我公司某商业广场高层商住楼深基坑开挖施工为例做效益分析。正式施工前作了三个方案：一是放明坡开挖方案。施工干扰大，技术和工艺落后，工期无保证，计划投资一千五百多万元；二是采用锚杆及土钉喷射砼复合支护方案。工艺复杂，施工难度大，抗震能力差，由于基坑内有坚石，需要爆破，基坑变形情况不易控制，且土方与支护交替施工，工期不易控制，这一计划投资约一千三百万元；三是用本工艺做支护方案，计划投资一千一百八十万元。
10.1工程实例
该广场为2层地下室，占地面积7700m2，其底板位于自然地坪下10m深处。基坑平面及按本工艺施工的支护范围见图1。
该基础位于覆盖沉积土的山脚，地下水位高，地下3~5m处为含水砂层，以上为回填层，以下为强风化层，其间夹有中风化及微风化层，砂层在水压及土压下，稳定性极差，在支护桩施工中曾出现流砂现象。
在该工程实施过程中，我们曾试图用放坡明开挖和锚杆、土钉、喷射砼复合支护方案，经设计推算、放坡明挖，其边坡为1∶0.67，基坑上口达130m×110m，地界范围不允许，土方来回运输费用大，不经济，雨季施工困难。如采用锚杆、土钉、喷射砼复合支护方案，土方与支护两个工序相互影响工期长，基坑边有旧房，距离近，石方爆破的震动对基坑产生的变形大不安全。实际施工中，采用本方案，基坑变形控制得很好，工期也有保证。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。