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摘要：探讨了深基坑工程开挖支护的特点，从支护设计和施工两方面，提出了一些行之有效的方案及措施，成功地完成了地下深达23米的基坑支护和开挖。
关键词：深基坑支护设计开挖技术
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1. 工程概况
龙滩水电开发有限公司南宁基地职工周转房大楼工程，属框支剪力墙结构，总建筑面积49436㎡，地上30层，地下4层，±0.00高程为96.10 m；地下室基坑深23m，长68m，宽58m，大楼基础为筏板基础。该工程场地地貌单元属丘陵地貌，经人工挖填后，现场地地势较平坦，相对高差1.53m。
2. 基坑支护设计
该工程因基坑周边有建（构）筑物和地下管线，必须垂直开挖，采取工程措施进行支护，根据相关规定，确定基坑侧壁安全等级为：一级，设计使用年限一年。经过方案对比，决定选用：“排桩+锚杆（索）支护体系”，该方案相对造价低，安全性高，施工技术成熟。
该基坑土方外运非常困难，利用设计地下室车坡道，在基坑南侧设置一临时斜坡道，外运土方，东端与施工大门口路衔接，西端与西侧壁相接处标高为－11.0m，然后转120度左右，朝东北方向延伸到基坑开挖底部。
支护桩共计222根，选用钻孔混凝土灌注桩，机械钻孔快，对桩孔壁的扰动小，安全性高，质量易于控制，适用于极软岩；桩身及冠梁、腰梁均为C30钢筋混凝土，土壁采用Φ8@200×200钢筋网，喷射C20细石混凝土，厚100mm，并安装Ф50PVC泄水管。
预应力锚索钻孔直径为200 mm，锚索深入基坑侧壁，由锚固段和自由段组成，通过腰梁和锚垫板，拉锚排桩，阻止排桩位移，共计899根（孔）锚索。每根锚索由2～5根Ф15.24 mm（7Ф5）高强、低松弛的钢绞线组成，单根钢绞线抗拉强度为fptk=1860 Mpa，钢绞线不允许搭接；锚索在孔内安装就位后，孔内必须全长两次注浆。
冠梁位于四周混凝土灌注桩的顶部，桩顶主钢筋全部伸入冠梁，将所有桩顶牢固的连接在一起，并且用锚索将冠梁锚固锁定。腰梁位于冠梁以下四周混凝土灌注桩的侧壁，将标高相同的一排锚索连接在一起，被锚索锚固锁定，与灌注桩组成网格状竖直支护系统。
3. 基坑支护及开挖主要施工方法
基坑支护及开挖施工，主要分为两个阶段：先进行钢筋混凝土灌注桩施工，然后土方开挖与锚索、冠梁（腰梁）施工穿插进行。
3.1 混凝土灌注桩施工方法
施工工艺流程：场地布置 →桩位放样→钻机就位→埋设钢护筒→钻孔→成孔检查、清孔→钢筋笼安装→水下混凝土浇注。
3.1.1 统筹规划，合理布置场地
根据设计图纸和施工方案要求，先平整夯实场地，测放出所有桩位，钉好十字桩；再统筹规划好施工道路、旋挖钻机钻孔位置、孔口堆土场、排水渠（井）、泥浆池和桩身钢筋笼制作、堆放场地，以及水、电线路等。旋挖钻机钻孔位置地面要夯实不沉陷，高出渠水面1m，及时排除场内积水，外运孔口堆土。
3.1.2 优化钻孔顺序，提高钻孔效率
（1）灌注桩的钻孔顺序，应遵循以下原则：A、混凝土灌注桩跳桩施工，按《规范》要求确定间隔为2根桩；B、施工四个角及其附近的桩；C、先施工钻孔难度大的，才有时间制定可行施工方案，不会造成旋挖钻机停工；
（2） 旋挖钻机成孔工艺：首先是通过钻杆底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，将渣装入钻斗内，再将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，直至钻进到设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁；而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，采用静态泥浆护壁钻进工艺。
（3）其他成孔方法
A．该工程基坑北边与已建业务大楼地下室相接，不能钻孔；只能将基坑北边挖深形成机械作业平台，再向下将剩余的回填土挖运出去，拆除了钢筋网，用反铲式破碎机和风镐凿除了伸入的毛石混凝土，然后，每根桩砌一个厚120水泥砂浆砖壁井，至平台作业面，将深槽回填密实，安排旋挖钻机钻孔完成。
B．基坑东北边回填土深达1～9米，钻孔时上部塌孔严重，每根桩回填土部分人工挖孔，钢筋混凝土护壁，剩余部分再用旋挖钻机钻孔完成。
3.1.3 吊装钢筋笼，浇注混凝土
吊装钢筋笼为了有利于汽车起重机吊装，超过15米长的钢筋笼分两节制作，先吊起下段钢筋笼，移至孔口，在人的扶持下将钢筋笼下入孔内；在钢筋笼的顶吊圈下插两根平行的槽钢，将整个笼体支托于护筒顶端两侧的枕木上，槽钢横放在枕木上，防止落于孔中。
（2）浇筑混凝土每个钻孔内水位高低差异很大，都采用导管法浇筑水下混凝土，在浇筑过程中应注意埋管深度控制在2～6m范围以内，并做好记录；浇筑混凝土时，导管、储料斗用汽车起重机吊挂，人工配合安装和拆卸；应保证混凝土的连续供应，超过设计桩顶最少0.5m，作为浮浆层凿除。
3.2 锚索和土方开挖的施工方法
3.2.1 土方开挖
为了确保基坑施工安全，土方开挖根据基坑四侧锚索高度布置的情况，分层分段开挖，该基坑分为6层，每层标高与四边侧壁当排锚杆高度基本一致，高差为±1.0m左右；每层开挖时，还要分区分段开挖，先开挖锚索工作面，宽度是8m，并且每段开挖长度不宜大于30m，先开挖段中还要有一个拐角，拐角一边直段长不小于10m，这样就才能避免钻孔与腰梁施工时，不互相抢占工作面，使开挖、锚索、腰梁施工形成流水作业。
土方外运20公里，每层土方开挖顺序为：先从基坑西北角两边开挖锚索工作面，再依次开挖西边、北边、东边和南边的锚索工作面，然后开挖中部剩余土方；遇到反铲挖不动的坚硬土方，采用反铲式破碎机破除。
3.2.2 锚索的施工方法
锚索施工工艺：施工准备 →锚索钻机就位 →钻孔→退出钻杆 →安装锚索及注浆管 →灌注水泥浆 →二次灌注水泥浆 →腰梁（冠梁）施工 →安装锚固板 →预应力锚索张拉锁定。
（1）施工准备 预应力锚索施工前应进行基本试验，试验锚索数量不少于3根，以確定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚索设计参数和施工工艺。锚索要提前制作好，单根锚索采用Ф15.24钢绞线，自由段的钢绞线需要外套φ20塑料软管，注浆后能滑动.
（2）钻锚索孔钻机就位稳固后，对准孔位、调正角度，钻进过程中要反复进、退钻杆，清理孔内残土，防止“卡钻”，钻孔完毕应及时注入高压水清孔，将孔内残留废土清除干净，否则锚索安装困难，甚至还要拔出，重新清孔。
（3）安装锚索及注浆先把验收合格的锚索人工抬运到孔口处，待钻机拔出钻杆后，要人工立即向孔内插入锚索，尽快注入水泥浆，以防塌孔。采用二次注浆工艺，注浆材料采用0.45～0.55纯水泥浆，注浆压力不宜过大，待水泥浆回流到孔口，一次注浆完成；然后等待4～6小时进行二次注浆，待浆液流出孔口时，用湿粘土封堵孔口，并严密捣实，再加压灌浆。
（4）钢筋混凝土腰梁（冠梁）施工将冠梁底面以上的土方开挖后，用风镐将多余的桩头凿除，就可以钻孔、安装锚索了；然后安装冠梁钢筋、模板，浇筑混凝土。
（5）预应力锚索张拉锁定待锚索注浆8～11天，锚固段强度大于15MPa并达到设计强度等级的75%后方可进行张拉，腰梁（冠梁）混凝土也达到了一定的强度，安装锚固板，准备张拉锚索；先通知有资质的检测单位抽样张拉锚索，合格后才能张拉到期锚索。若锚索预应力没有明显衰减时，即可将锚索锁定。锁定后若发现有明显应力损失时，应继续进行张拉。
4. 变形观测结果及处理措施
该基坑施工期间的变形观测，主要是对周边建筑物的沉降观测，和对支护桩顶冠梁的沉降、位移观测；并委托有检测资质证书的单位，于2010年9月14日至2011年7月3日对各个观测点进行了观测。
2011年7月3日的位移观测结果中，西侧冠梁的10#、11#、12#三个观测点的累计位移值分别为72mm、82mm、78mm；东侧冠梁的4#、5#两个观测点的累计位移值分别为33mm、36 mm，均超过了设计图纸的预警值（20mm）。经多次实地观察，基坑四周地面没有出现明显的裂缝和沉降现象，周边建筑物也没有出现裂缝等现象，使用正常，也没有影响施工。
关键词：深基坑支护设计开挖技术
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1. 工程概况
龙滩水电开发有限公司南宁基地职工周转房大楼工程，属框支剪力墙结构，总建筑面积49436㎡，地上30层，地下4层，±0.00高程为96.10 m；地下室基坑深23m，长68m，宽58m，大楼基础为筏板基础。该工程场地地貌单元属丘陵地貌，经人工挖填后，现场地地势较平坦，相对高差1.53m。
2. 基坑支护设计
该工程因基坑周边有建（构）筑物和地下管线，必须垂直开挖，采取工程措施进行支护，根据相关规定，确定基坑侧壁安全等级为：一级，设计使用年限一年。经过方案对比，决定选用：“排桩+锚杆（索）支护体系”，该方案相对造价低，安全性高，施工技术成熟。
该基坑土方外运非常困难，利用设计地下室车坡道，在基坑南侧设置一临时斜坡道，外运土方，东端与施工大门口路衔接，西端与西侧壁相接处标高为－11.0m，然后转120度左右，朝东北方向延伸到基坑开挖底部。
支护桩共计222根，选用钻孔混凝土灌注桩，机械钻孔快，对桩孔壁的扰动小，安全性高，质量易于控制，适用于极软岩；桩身及冠梁、腰梁均为C30钢筋混凝土，土壁采用Φ8@200×200钢筋网，喷射C20细石混凝土，厚100mm，并安装Ф50PVC泄水管。
预应力锚索钻孔直径为200 mm，锚索深入基坑侧壁，由锚固段和自由段组成，通过腰梁和锚垫板，拉锚排桩，阻止排桩位移，共计899根（孔）锚索。每根锚索由2～5根Ф15.24 mm（7Ф5）高强、低松弛的钢绞线组成，单根钢绞线抗拉强度为fptk=1860 Mpa，钢绞线不允许搭接；锚索在孔内安装就位后，孔内必须全长两次注浆。
冠梁位于四周混凝土灌注桩的顶部，桩顶主钢筋全部伸入冠梁，将所有桩顶牢固的连接在一起，并且用锚索将冠梁锚固锁定。腰梁位于冠梁以下四周混凝土灌注桩的侧壁，将标高相同的一排锚索连接在一起，被锚索锚固锁定，与灌注桩组成网格状竖直支护系统。
3. 基坑支护及开挖主要施工方法
基坑支护及开挖施工，主要分为两个阶段：先进行钢筋混凝土灌注桩施工，然后土方开挖与锚索、冠梁（腰梁）施工穿插进行。
3.1 混凝土灌注桩施工方法
施工工艺流程：场地布置 →桩位放样→钻机就位→埋设钢护筒→钻孔→成孔检查、清孔→钢筋笼安装→水下混凝土浇注。
3.1.1 统筹规划，合理布置场地
根据设计图纸和施工方案要求，先平整夯实场地，测放出所有桩位，钉好十字桩；再统筹规划好施工道路、旋挖钻机钻孔位置、孔口堆土场、排水渠（井）、泥浆池和桩身钢筋笼制作、堆放场地，以及水、电线路等。旋挖钻机钻孔位置地面要夯实不沉陷，高出渠水面1m，及时排除场内积水，外运孔口堆土。
3.1.2 优化钻孔顺序，提高钻孔效率
（1）灌注桩的钻孔顺序，应遵循以下原则：A、混凝土灌注桩跳桩施工，按《规范》要求确定间隔为2根桩；B、施工四个角及其附近的桩；C、先施工钻孔难度大的，才有时间制定可行施工方案，不会造成旋挖钻机停工；
（2） 旋挖钻机成孔工艺：首先是通过钻杆底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，将渣装入钻斗内，再将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，直至钻进到设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁；而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，采用静态泥浆护壁钻进工艺。
（3）其他成孔方法
A．该工程基坑北边与已建业务大楼地下室相接，不能钻孔；只能将基坑北边挖深形成机械作业平台，再向下将剩余的回填土挖运出去，拆除了钢筋网，用反铲式破碎机和风镐凿除了伸入的毛石混凝土，然后，每根桩砌一个厚120水泥砂浆砖壁井，至平台作业面，将深槽回填密实，安排旋挖钻机钻孔完成。
B．基坑东北边回填土深达1～9米，钻孔时上部塌孔严重，每根桩回填土部分人工挖孔，钢筋混凝土护壁，剩余部分再用旋挖钻机钻孔完成。
3.1.3 吊装钢筋笼，浇注混凝土
吊装钢筋笼为了有利于汽车起重机吊装，超过15米长的钢筋笼分两节制作，先吊起下段钢筋笼，移至孔口，在人的扶持下将钢筋笼下入孔内；在钢筋笼的顶吊圈下插两根平行的槽钢，将整个笼体支托于护筒顶端两侧的枕木上，槽钢横放在枕木上，防止落于孔中。
（2）浇筑混凝土每个钻孔内水位高低差异很大，都采用导管法浇筑水下混凝土，在浇筑过程中应注意埋管深度控制在2～6m范围以内，并做好记录；浇筑混凝土时，导管、储料斗用汽车起重机吊挂，人工配合安装和拆卸；应保证混凝土的连续供应，超过设计桩顶最少0.5m，作为浮浆层凿除。
3.2 锚索和土方开挖的施工方法
3.2.1 土方开挖
为了确保基坑施工安全，土方开挖根据基坑四侧锚索高度布置的情况，分层分段开挖，该基坑分为6层，每层标高与四边侧壁当排锚杆高度基本一致，高差为±1.0m左右；每层开挖时，还要分区分段开挖，先开挖锚索工作面，宽度是8m，并且每段开挖长度不宜大于30m，先开挖段中还要有一个拐角，拐角一边直段长不小于10m，这样就才能避免钻孔与腰梁施工时，不互相抢占工作面，使开挖、锚索、腰梁施工形成流水作业。
土方外运20公里，每层土方开挖顺序为：先从基坑西北角两边开挖锚索工作面，再依次开挖西边、北边、东边和南边的锚索工作面，然后开挖中部剩余土方；遇到反铲挖不动的坚硬土方，采用反铲式破碎机破除。
3.2.2 锚索的施工方法
锚索施工工艺：施工准备 →锚索钻机就位 →钻孔→退出钻杆 →安装锚索及注浆管 →灌注水泥浆 →二次灌注水泥浆 →腰梁（冠梁）施工 →安装锚固板 →预应力锚索张拉锁定。
（1）施工准备 预应力锚索施工前应进行基本试验，试验锚索数量不少于3根，以確定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚索设计参数和施工工艺。锚索要提前制作好，单根锚索采用Ф15.24钢绞线，自由段的钢绞线需要外套φ20塑料软管，注浆后能滑动.
（2）钻锚索孔钻机就位稳固后，对准孔位、调正角度，钻进过程中要反复进、退钻杆，清理孔内残土，防止“卡钻”，钻孔完毕应及时注入高压水清孔，将孔内残留废土清除干净，否则锚索安装困难，甚至还要拔出，重新清孔。
（3）安装锚索及注浆先把验收合格的锚索人工抬运到孔口处，待钻机拔出钻杆后，要人工立即向孔内插入锚索，尽快注入水泥浆，以防塌孔。采用二次注浆工艺，注浆材料采用0.45～0.55纯水泥浆，注浆压力不宜过大，待水泥浆回流到孔口，一次注浆完成；然后等待4～6小时进行二次注浆，待浆液流出孔口时，用湿粘土封堵孔口，并严密捣实，再加压灌浆。
（4）钢筋混凝土腰梁（冠梁）施工将冠梁底面以上的土方开挖后，用风镐将多余的桩头凿除，就可以钻孔、安装锚索了；然后安装冠梁钢筋、模板，浇筑混凝土。
（5）预应力锚索张拉锁定待锚索注浆8～11天，锚固段强度大于15MPa并达到设计强度等级的75%后方可进行张拉，腰梁（冠梁）混凝土也达到了一定的强度，安装锚固板，准备张拉锚索；先通知有资质的检测单位抽样张拉锚索，合格后才能张拉到期锚索。若锚索预应力没有明显衰减时，即可将锚索锁定。锁定后若发现有明显应力损失时，应继续进行张拉。
4. 变形观测结果及处理措施
该基坑施工期间的变形观测，主要是对周边建筑物的沉降观测，和对支护桩顶冠梁的沉降、位移观测；并委托有检测资质证书的单位，于2010年9月14日至2011年7月3日对各个观测点进行了观测。
2011年7月3日的位移观测结果中，西侧冠梁的10#、11#、12#三个观测点的累计位移值分别为72mm、82mm、78mm；东侧冠梁的4#、5#两个观测点的累计位移值分别为33mm、36 mm，均超过了设计图纸的预警值（20mm）。经多次实地观察，基坑四周地面没有出现明显的裂缝和沉降现象，周边建筑物也没有出现裂缝等现象，使用正常，也没有影响施工。