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摘要：本文是作者结合多年工作经验，通过深基坑复合支护施工工程实践，对深基坑工程中复合支护的、土钉支护技术进行了相关的阐述，以供参考。
关键词：深基坑支护；深层搅拌桩；土钉支护
1、工程概况
某住宅小区 C1~ C2 ，+ 0. 00 以上层数分别为C 1：20 层、C 2：25层。建筑面积约8022m2，该工程有2 层地下室，为一整体地下室。基坑开挖最大深度约11.1m。基坑开挖深度较大，基坑东、西及南面附近建筑密集，东北面地下管线分布复杂，因此本基坑支护工程施工难度较大，有较大的安全风险，基坑安全等级均为一级。
2、工程地质水文条件
该工程地层自上而下分别是：素填土、淤泥质土、粉质粘土、 粉细砂~粗砂、淤泥质土、中~粗砂、砂质粉土、残积层、全风化岩、强风化岩、 中风化岩和微风化岩。场区内地下水位埋深0. 7~1. 5 m，平均1. 08 m，地下水主要以上层滞水，孔隙潜水及基岩裂隙水的型式存在。地下水来源主要受大气降水及砂层的侧向泾流补给，据腐蚀性评价标准判定，地层渗透性水对混凝土结构无弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
3、支护方案选择
整个施工场地狭窄，基坑东、西及南面附近建筑密集，东北面地下管线分布复杂，增加了施工的难度。设计采用两排Ф500深层水泥搅拌桩，六排钻孔注浆土钉、喷锚网和一排预应力锚杆复合支护作为基坑围护结构。
4、地下水的控制
因为土中含水量增加，抗剪强度将降低，且水分子在较大土粒表面形成润滑剂，使摩擦力降低，而较小颗粒结合水膜变厚，降低了土的内聚力。因此水的渗流往往控制着基坑的稳定，是深基坑施工主要影响因素，并在开挖过程中始终存在。控制地下水主要是为基坑工程服务，在某些情况下地下水控制的效果是深基坑工程成败的关键之一。
（1）基坑内降水：由于有水泥搅拌桩及喷锚网作围护墙有挡止水作用，不影响基坑外的地下水位，可减少基坑内土壤含水量，使土壤产生固结，便于机械下基坑挖土和运土。本基坑的地下水不是很丰富，采取沿基坑内周边每隔一定距离约30~40米设大集水坑及排水明沟进行降水，及时将施工过程中基坑地下水、坑壁局部渗出的地下水、雨水及其他施工时的地下水集中在大集水坑用抽水设备排至基坑外部。基坑中的大集水坑和明沟随基坑的不断开挖而逐步加深。
（2）基坑外降水：基坑外降水可使土壤产生固结，降低地下水位，减少土压力和水压力，对支护结构有利，但有可能因土壤固结产生过大沉降而带来危害，考虑到本基坑附近有建筑物、道路等设施不考虑基坑外降水，仅结合场地文明施工，在挖土前在基坑周边至围墙处全部用水泥砂浆铺抹实现硬地化并在坡顶设置截水沟，防止基坑施工期间地表水的向下渗入增大水压力而对基坑壁产生危害。
5、深层搅拌施工
施工工艺流程图
搅拌桩施工方法：桩机定位、对中放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中。调整導向架垂直度，采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0%桩长。拌制浆液：深层搅拌机预搅下沉同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。选用水泥标号32.5R普通硅酸水泥拌制浆液，水灰比控制在0.5范围，水泥掺入比10%~12%，纯粘土粉掺入比5%（加强浆体与砂颗粒间的粘结力，防止浆体受地下动水影响流失），根据桩径为Ф500mm，即每米深层搅拌桩水泥用量和纯粘土粉总和不少于45Kg。喷浆搅拌下沉：启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后方可使钻杆沿导向架边下沉边喷浆搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。喷浆搅拌提升：喷浆下沉到达设计深度后，启动搅拌桩机及拉紧链条装置， 边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和直至将搅拌钻头提升出地面。重复喷浆搅拌下沉：搅拌钻头提升至地面后，重复喷浆搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。喷浆重复搅拌提升：下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面。桩机移位：施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。
深层搅拌桩施工技术要点：为了使水泥浆具有较好的和易性和较好的加固土效果，必须严格根据现场情况控制水灰比（0.5内）。针对含水量较多的土层，应采用较低的水灰比。送浆压力：0.5～0.6Mpa。针对本工程土质特点，桩上部采用较低的送浆压力，桩下部采用较高的送浆压力。搅拌提升速度：根据设计要求为1.0m /min，下沉速度控制在1.0～1.2m/min左右。复搅次数：2次。按照设计要求，采用“四喷四搅”工艺，上、下各搅拌两次（即来回四次），以保证水泥与土充分搅拌均匀和搅拌桩成桩质量。严格控制搅拌桩垂直度和桩搭接长度，要求垂直度小于1.0%桩长，搅拌桩横向搭接长度为200mm，纵向搭接长度为200mm。
主要施工措施：深层搅拌桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比，水泥加固土的掺入比和外加剂的品种掺量，必须符合设计要求。在施工前要标定深层搅拌机械的灰浆泵输送量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷口的时间和钻杆提升速度等施工参数，并根据设计要求通过成桩试验，确定搅拌桩的配比和施工工艺。在施工过程中要注意调整桩架底盘的平整度和导向架的垂直度，保证搅拌桩的垂直度偏差不得超过1%桩长，桩位偏差不得大于50mm。水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，为防止水泥离析，灰浆机应不断搅动，待压浆前才将水泥浆倒入料斗中。深层搅拌桩施工过程中，输浆应保持连续，同时控制好重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加每一深度内，得到充分搅拌及设计水泥用量。在成桩过程中，由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌钻头下沉到停浆点以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。在施工过程中，若发现搅拌桩垂直度超过规范要求时，视该桩为废桩，需调整导向架的垂直度，符合设计要求后重新施工。确保桩的连续性，按设计要求桩体要搭接一定长度，相邻桩体施工间隔时间不得超过24小时。搅拌机喷浆提升的速度和次数要符合施工工艺的要求，要有专人对每根桩的水泥用量、成桩过程（下沉、喷浆提升、复搅时间）进行详细记录，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况要注明。如遇孤石及地层较硬时，造成设备无法钻进，常用处理方法是：旋喷桩与搅拌桩接驳高度不少于1.5米，且连续施工到设计有效桩长。
6、土钉支护施工
初喷速凝混凝土：土方开挖后，辅以人工修整坡面，清除坡面虚土，保证坡面平整度偏差在±20mm，并于坡面初喷一层速凝混凝土。土钉杆成孔施工：按设计孔位布孔，采用钻机成孔，保证孔深偏差≤200mm，孔径允许偏差：-3mm，成孔倾角允许偏差：1°~3°。制土钉杆、下杆：土钉杆长度偏差为±50mm，沿杆体轴线方向每隔2.5m设置一个锥状定位支架，以保证锚固性能，杆间连接采用帮条焊，焊接长度不小于5倍的焊筋直径。杆前端应绑好底部注浆管，并在注浆管位于杆孔锚固端处开一个V形口，在V形口左右绑实布袋作为控制灌满浆塞孔用。
清孔、注浆： 注浆前采用压缩空气清孔，清除孔内泥浆和孔壁泥皮，确保土钉杆抗拔力满足设计要求。采用底部压力注浆工艺，压力灌注水灰比0.45~0.5的普硅水泥净浆，注浆压力0.5~1.0Mpa，加压前须将孔内泥浆与空气排干净。水泥净浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完。土钉杆内的水泥浆灌注应连续均匀，保证灌实灌满。
挂网、焊筋：网筋采用φ8@200×200双向钢筋，钢筋网距坡壁3~6cm，钢筋网钢筋间距允许偏差为±20mm，坡面上下段钢筋网搭接长度大于300mm，每排土钉杆采用2 16通长钢筋焊接，紧压钢筋网。喷射混凝土：喷射前应埋设厚度标志，保证坡面混凝土层喷射厚度偏差为±10mm，喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm，多遍完成。注意事项如下：（1）在坡壁上含水量丰富且渗水量大的位置加设泄水管进行导引（2）在搅拌桩施工时加插钢筋并在桩顶浇筑压力梁作为挂网的拉结受力处。
7、结束语
施工期间每开挖一段测一次或多次至基坑开挖支护完毕。沉降观测结果表明，沉降值控制在规定范围内，基坑开挖期间地面沉降速率极少，累计沉降量也少，最大沉降量仅2.2mm，证明施工时基坑和坑周安全稳定。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：深基坑支护；深层搅拌桩；土钉支护
1、工程概况
某住宅小区 C1~ C2 ，+ 0. 00 以上层数分别为C 1：20 层、C 2：25层。建筑面积约8022m2，该工程有2 层地下室，为一整体地下室。基坑开挖最大深度约11.1m。基坑开挖深度较大，基坑东、西及南面附近建筑密集，东北面地下管线分布复杂，因此本基坑支护工程施工难度较大，有较大的安全风险，基坑安全等级均为一级。
2、工程地质水文条件
该工程地层自上而下分别是：素填土、淤泥质土、粉质粘土、 粉细砂~粗砂、淤泥质土、中~粗砂、砂质粉土、残积层、全风化岩、强风化岩、 中风化岩和微风化岩。场区内地下水位埋深0. 7~1. 5 m，平均1. 08 m，地下水主要以上层滞水，孔隙潜水及基岩裂隙水的型式存在。地下水来源主要受大气降水及砂层的侧向泾流补给，据腐蚀性评价标准判定，地层渗透性水对混凝土结构无弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
3、支护方案选择
整个施工场地狭窄，基坑东、西及南面附近建筑密集，东北面地下管线分布复杂，增加了施工的难度。设计采用两排Ф500深层水泥搅拌桩，六排钻孔注浆土钉、喷锚网和一排预应力锚杆复合支护作为基坑围护结构。
4、地下水的控制
因为土中含水量增加，抗剪强度将降低，且水分子在较大土粒表面形成润滑剂，使摩擦力降低，而较小颗粒结合水膜变厚，降低了土的内聚力。因此水的渗流往往控制着基坑的稳定，是深基坑施工主要影响因素，并在开挖过程中始终存在。控制地下水主要是为基坑工程服务，在某些情况下地下水控制的效果是深基坑工程成败的关键之一。
（1）基坑内降水：由于有水泥搅拌桩及喷锚网作围护墙有挡止水作用，不影响基坑外的地下水位，可减少基坑内土壤含水量，使土壤产生固结，便于机械下基坑挖土和运土。本基坑的地下水不是很丰富，采取沿基坑内周边每隔一定距离约30~40米设大集水坑及排水明沟进行降水，及时将施工过程中基坑地下水、坑壁局部渗出的地下水、雨水及其他施工时的地下水集中在大集水坑用抽水设备排至基坑外部。基坑中的大集水坑和明沟随基坑的不断开挖而逐步加深。
（2）基坑外降水：基坑外降水可使土壤产生固结，降低地下水位，减少土压力和水压力，对支护结构有利，但有可能因土壤固结产生过大沉降而带来危害，考虑到本基坑附近有建筑物、道路等设施不考虑基坑外降水，仅结合场地文明施工，在挖土前在基坑周边至围墙处全部用水泥砂浆铺抹实现硬地化并在坡顶设置截水沟，防止基坑施工期间地表水的向下渗入增大水压力而对基坑壁产生危害。
5、深层搅拌施工
施工工艺流程图
搅拌桩施工方法：桩机定位、对中放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中。调整導向架垂直度，采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0%桩长。拌制浆液：深层搅拌机预搅下沉同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。选用水泥标号32.5R普通硅酸水泥拌制浆液，水灰比控制在0.5范围，水泥掺入比10%~12%，纯粘土粉掺入比5%（加强浆体与砂颗粒间的粘结力，防止浆体受地下动水影响流失），根据桩径为Ф500mm，即每米深层搅拌桩水泥用量和纯粘土粉总和不少于45Kg。喷浆搅拌下沉：启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后方可使钻杆沿导向架边下沉边喷浆搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。喷浆搅拌提升：喷浆下沉到达设计深度后，启动搅拌桩机及拉紧链条装置， 边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和直至将搅拌钻头提升出地面。重复喷浆搅拌下沉：搅拌钻头提升至地面后，重复喷浆搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。喷浆重复搅拌提升：下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面。桩机移位：施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。
深层搅拌桩施工技术要点：为了使水泥浆具有较好的和易性和较好的加固土效果，必须严格根据现场情况控制水灰比（0.5内）。针对含水量较多的土层，应采用较低的水灰比。送浆压力：0.5～0.6Mpa。针对本工程土质特点，桩上部采用较低的送浆压力，桩下部采用较高的送浆压力。搅拌提升速度：根据设计要求为1.0m /min，下沉速度控制在1.0～1.2m/min左右。复搅次数：2次。按照设计要求，采用“四喷四搅”工艺，上、下各搅拌两次（即来回四次），以保证水泥与土充分搅拌均匀和搅拌桩成桩质量。严格控制搅拌桩垂直度和桩搭接长度，要求垂直度小于1.0%桩长，搅拌桩横向搭接长度为200mm，纵向搭接长度为200mm。
主要施工措施：深层搅拌桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比，水泥加固土的掺入比和外加剂的品种掺量，必须符合设计要求。在施工前要标定深层搅拌机械的灰浆泵输送量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷口的时间和钻杆提升速度等施工参数，并根据设计要求通过成桩试验，确定搅拌桩的配比和施工工艺。在施工过程中要注意调整桩架底盘的平整度和导向架的垂直度，保证搅拌桩的垂直度偏差不得超过1%桩长，桩位偏差不得大于50mm。水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，为防止水泥离析，灰浆机应不断搅动，待压浆前才将水泥浆倒入料斗中。深层搅拌桩施工过程中，输浆应保持连续，同时控制好重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加每一深度内，得到充分搅拌及设计水泥用量。在成桩过程中，由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌钻头下沉到停浆点以下0.5m，待恢复供浆后再喷浆提升。在施工过程中，若发现搅拌桩垂直度超过规范要求时，视该桩为废桩，需调整导向架的垂直度，符合设计要求后重新施工。确保桩的连续性，按设计要求桩体要搭接一定长度，相邻桩体施工间隔时间不得超过24小时。搅拌机喷浆提升的速度和次数要符合施工工艺的要求，要有专人对每根桩的水泥用量、成桩过程（下沉、喷浆提升、复搅时间）进行详细记录，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况要注明。如遇孤石及地层较硬时，造成设备无法钻进，常用处理方法是：旋喷桩与搅拌桩接驳高度不少于1.5米，且连续施工到设计有效桩长。
6、土钉支护施工
初喷速凝混凝土：土方开挖后，辅以人工修整坡面，清除坡面虚土，保证坡面平整度偏差在±20mm，并于坡面初喷一层速凝混凝土。土钉杆成孔施工：按设计孔位布孔，采用钻机成孔，保证孔深偏差≤200mm，孔径允许偏差：-3mm，成孔倾角允许偏差：1°~3°。制土钉杆、下杆：土钉杆长度偏差为±50mm，沿杆体轴线方向每隔2.5m设置一个锥状定位支架，以保证锚固性能，杆间连接采用帮条焊，焊接长度不小于5倍的焊筋直径。杆前端应绑好底部注浆管，并在注浆管位于杆孔锚固端处开一个V形口，在V形口左右绑实布袋作为控制灌满浆塞孔用。
清孔、注浆： 注浆前采用压缩空气清孔，清除孔内泥浆和孔壁泥皮，确保土钉杆抗拔力满足设计要求。采用底部压力注浆工艺，压力灌注水灰比0.45~0.5的普硅水泥净浆，注浆压力0.5~1.0Mpa，加压前须将孔内泥浆与空气排干净。水泥净浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完。土钉杆内的水泥浆灌注应连续均匀，保证灌实灌满。
挂网、焊筋：网筋采用φ8@200×200双向钢筋，钢筋网距坡壁3~6cm，钢筋网钢筋间距允许偏差为±20mm，坡面上下段钢筋网搭接长度大于300mm，每排土钉杆采用2 16通长钢筋焊接，紧压钢筋网。喷射混凝土：喷射前应埋设厚度标志，保证坡面混凝土层喷射厚度偏差为±10mm，喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm，多遍完成。注意事项如下：（1）在坡壁上含水量丰富且渗水量大的位置加设泄水管进行导引（2）在搅拌桩施工时加插钢筋并在桩顶浇筑压力梁作为挂网的拉结受力处。
7、结束语
施工期间每开挖一段测一次或多次至基坑开挖支护完毕。沉降观测结果表明，沉降值控制在规定范围内，基坑开挖期间地面沉降速率极少，累计沉降量也少，最大沉降量仅2.2mm，证明施工时基坑和坑周安全稳定。
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