深基坑钢构柱斜桩组合支护施工应用

深基坑钢构柱斜桩组合支护施工应用

郑立锋

33068219811101123X 山东临沂 276000

摘要：相比较常见的深基坑支护方案，钢格构柱斜撑组合支护方法具有施工方便、安全、经济等优点。结合工程项目案例现场具体使用情况，介绍水泥搅拌桩、水泥土搅拌墙、钢构柱斜撑桩组合支护施工工艺，为类似深基坑围护工程提供了宝贵经验。

关键词：钢格构柱，斜撑桩，深基坑

深基坑的围护是建筑施工中重要部分。深基坑支护方案必须做到技术可行、安全可靠、经济合理的原则，以保证深基坑周边环境及现场的安全和施工进度。本文介绍实际工程项目深基坑围护工程中使用的水泥搅拌桩、水泥土搅拌墙、钢构柱斜撑桩的组合技术的运用。

1 工程概况

该工程位于浙江省杭州市滨江区浦乐单元0203地块内，东至汤家河绿化，南至浦乐单元R22-04、R22-05、R22-06地块，西至汤吴家巷。由 6 栋20F高层住宅、1栋16F和1栋17F高层住宅、7栋2F商业、整体地下一层的机动车库，部分区域地下二层机动车库，部分住宅设置地下一层的非机动车库及小区其他配套用房组成。总建筑面积146559.4m²。

勘察揭露深度范围内本场地地基土表层主要为杂填土，上部主要为近代冲海积和海相沉积的粉（砂）性土地层，中部为海相沉积软土层，中下部为冲湖积沉积的粉质黏土层和河流相沉积的细砂、圆砾层。

2 基坑围护设计概述

本项目为1～2层地下室基坑，基坑开挖深度为5.350～11.800m，基坑外施工空间小。本基坑采用上部放坡+TRD工法桩和PC工法组合钢管桩的支护形式，部分区域结合钢格构斜桩，在部分角部位置设置水平钢筋混凝土支撑，地下一层与地下二层部分交界处以及地下二层范围内部分较深的集水井、电梯井周边坑底采用三轴水泥搅拌桩进行加固。地下一层与地下二层部分交界处采用单排单轴水泥搅拌桩+等厚度水泥土搅拌墙+钢格构柱斜撑支护。地下一层集水井和电梯井采用放坡+深坑坡面喷射80厚C20钢筋混凝土支护形式。

本文主要介绍地下一层与地下二层部分交界处采用单排单轴水泥搅拌桩+等厚度水泥土搅拌墙+钢格构柱斜撑支护方案。

图1 基坑支护平面图

3 组合支护的施工

3.1水泥搅拌桩^[1][2]

1）设置单轴水泥搅拌桩，桩径800mm，内插19m长H700×300×13×24型钢，间距1400mm。

2）单轴水泥搅拌桩采用42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺入量为22%，水灰比为0.8～1.0，水泥应新鲜、干燥、无结块现象。

3.2等厚度水泥土搅拌墙(TRD)

1. 采用800mm等厚度土搅拌墙,内插19m长H700×300×13×24型钢，间距700mm。

2）水泥土搅拌墙采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量不小于25%，建议水灰比

1.5，挖掘液采用钠基膨润土拌制，每立方被搅土体掺入100kg/^m的膨润土。墙体抗渗系数不应大于1x10-7/cm/s，等厚度水泥土搅拌墙28d无侧限抗压强度标准值不小于1.2MPa。

3）施工主要工艺流程图如下：

机械组装﹥放样复核﹥桩机定位﹥打入切割箱﹥挖掘﹥搅拌成墙（注入固化液）﹥插入H型钢。

3.2.1主要施工步骤

开挖沟槽：利用挖机开挖施工沟槽，沟槽宽度约为1000mm，深度约为1000mm。(下有障

碍物时，直到完全清除障碍物为止)。

吊放预埋箱：用挖掘机开挖深度约3m、长度约2m、宽度约1m的预埋穴，并将预埋箱逐段吊放入预埋穴内。切割箱全部打入结束后，应采取有效的措施回填预埋穴。

桩机就位：在施工场地的一侧架设全站仪，调整桩机的位置。由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正，桩机应平稳、平整。

切割箱与主机连接：用指定的履带式或轮式吊车将切割箱逐段吊放入预埋穴，利用支撑台固定；TRD主机移动至预埋穴位置连接切割箱，主机再返回预定施工位置进行切割箱自行打入挖掘工序。

安装测斜仪：切割箱自行打入到设计深度后，安装测斜仪。通过安装在切割箱内部的多段式测斜仪，可进行墙体的垂直精度管理，通常可确保1/250以内的精度。

TRD工法成墙：测斜仪安装完毕后，主机与切割箱连接。在切割箱底部注入挖掘液或固化液，使其与原位土体强制混合搅拌，形成等厚水泥土地下连续墙。

置换土处理：将TRD工法施工过程中产生的废弃泥浆统一堆放，集中处理。

拔出切割箱：在当前施工区段施工结束时，将切割箱拔出，再重新组装切割箱进行后续作业。切割箱的拔出应选择远离架空线的位置进行。

3.3 钢格构斜向支撑桩

1）斜撑钢格构柱截面尺寸为400mm×400mm，支撑间距6m，搭设角度约45°，钢格构柱长度分为19m、14m、12.0m，端部采用400×400×18mm钢板焊接。

2）支撑桩钻孔直径800mm，采用P.O42.5级水泥强制水泥搅拌加固，水泥掺量35%，空搅减半，水灰比0.5～0.7,端部扩径至φ1000mm，扩径段长度1500mm，普通段直径φ800mm。

图2 基坑支护剖面图

图3 钢格构柱斜撑桩施工图

3.3.1钢格构斜向支撑桩施工和构造要求^[3][4][5][6]

采用400×400钢格构斜向支撑桩，钢格构与端板端部焊接，焊缝长度8mm，焊缝等级为三级,并采用φ800（φ1000）强制水泥搅拌体引孔施工和加固。

钢格构斜撑角钢和缀板钢材为Q345B，角钢接头应采用剖口熔透焊，各接头应错开500mm，缀板与角钢应采用围焊，焊缝高度大于8mm。斜向强制水泥搅拌体钻孔前按图放线定位，钻孔定位误差小于50mm，孔斜误差小于3°，桩径偏差不大于20mm。斜向强制水泥搅拌体钻孔机械选择应满足设计参数的要求，锚固体直径：扩大端头φ1000（长度1.5m），普通段φ800；搅拌钻杆的钻进、提升速度（0.5、0.8m/min），误差不大于±10cm/min。 斜向强制水泥搅拌体注浆材料采用P.O 42.5水泥，水泥掺入量为35%，空搅减半，水灰比0.5～0.7，水泥浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完。

钢格构组合斜撑施工顺序：施工准备→土方开挖→测量定位/标高控制/复核→反力架施工→滚轮架安装→安装角度调整托架→安装搅拌及推进装置→格构柱焊接并吊装就位→水泥桶及拌浆系统就位→启动搅拌装置（反转缩小搅拌头直径）→启动供浆系统→启动推进系统推进至设计标高→搅拌系统正转扩大搅拌头→供浆搅拌→回收钻杆→下一根桩施工。格构斜撑施工与安装应严格控制平面位置、角度等参数，遇工程桩应避开。

斜撑容许偏差：a）斜撑中心标高偏差不大于30mm；b）斜撑构件两端的标高差不大于20mm；c）斜撑水平轴线偏差不大于30mm。斜向强制水泥搅拌体及钢格构斜撑施工安装完成并养护28天或搅拌体强度达到≥0.8MPa后方可进行基坑土方开挖，严禁超挖或提前开挖。

4 基坑监测

依据基坑支护图纸及结合基坑工程安全等级、周边环境等级及地基复杂程度，综合考虑本工程基坑监测等级，合理进行基坑监测点平面布置。基坑开挖前，对基坑周边建筑物及管线应做好安全鉴定，并拍照存档。监测由建设单位委托有资质的检测单位，在基坑开挖前或支护结构中设置监测点，分布于周边建筑物、构筑物、道路、坡顶、桩顶、水平支撑及现场地面，进行水平位移监测、竖向位移观测、桩身测斜监测、内力监测和基点联测等。基坑监测从土方开挖开始至回填结束。实际监测频率应根据现场实际情况进行调整，出现异常情况应加密监测频率。监测频率具体依据施工方案，并根据施工情况随时做调整，在监测值的日变化量较大、达到报警值或遇到不良天气等时，将加密监测，做好监测和相关特征状态记录，并会同有关人员分析安全状态。

根据变形监测结果，水平位移及沉降均在规范控制值范围之内，周边建筑及路面均未出现明显可见裂缝，确保了周边建筑物的安全。

5 结束语

对于深基坑围护采用单排单轴水泥搅拌桩+等厚度水泥土搅拌墙+钢格构柱斜撑支护方案，尤其是斜撑支护技术运用，有效保证了基坑及周边建筑物、环境的安全，降低了工程造价，加快了工程进度，且造价经济，相比全支撑，为施工单位作业提供了更大的作业空间，大大加快了施工工期，为今后类似工程提供了宝贵的经验。

参考文献：

[1] 龚晓南，高有潮. 深基坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.

[2] 周一波. 钻孔灌注桩+内支撑复合支护技术在深基坑工程中的应用，广东建材，2009（11）.

[3]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）.

[4]《建筑变形测量规范》（JGJ08-2016）.

[5]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）.

[6]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）.