鉆孔灌注樁水卜混凝土灌注施工要點

目前，鉆孔灌注樁在沿海地區(qū)工程中廣泛使用，工藝日趨完善。鉆孔灌注樁的水下碎灌注是成樁的

關(guān)健環(huán)節(jié)，但往往由于施工工藝不當(dāng)，斷樁、堵管、夾泥、蜂窩、少灌等質(zhì)量問題也時有發(fā)生。因

此，運用科學(xué)、實用的碎灌注工藝以確保工程質(zhì)量顯得極為重要。

如某廣場6號樓樁基工程采用鉆孔灌注樁（0800,樁長70.62米）共121根，圍護采用鉆孔灌

注樁加水泥攪拌作為止水帷幕3700,樁長13.50米）共176根。鉆孔灌注樁數(shù)量大，樁身長,施

工質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到樁基和圍護工程質(zhì)量，關(guān)系到整個工程的質(zhì)量，由于我們正確地選用了科

學(xué)合理的施工工藝，使鉆孔灌注樁單樁靜載試壓全部優(yōu)良?，F(xiàn)對其施工作以下要點分析：

一、水下灌注碎的性能參數(shù)

（一）碎原料

粗骨料宜選用卵石，石子含泥量小于2%,以提高碎的流動性，防止堵管。

（二）碎初凝時間

一般校初凝時間僅3?5小時，只能滿足淺孔小樁徑灌注要求，而深樁灌注時間約為5?7小時,

因此應(yīng)加緩凝劑，使粒初凝時間大于8小時。

（三）碎攪拌方法和攪拌時間

為使碎具有良好的保水性和流動性，應(yīng)按合理的配合比將水泥、石子、砂子倒入料斗后，先開

動攪拌機并加入30%的水，然后與拌合料一起均勻加入60%的水，最后再加入10%的水（如砂、石

含水率較大時，可適當(dāng)控制此部分水量），最后加水到出料時間控制在60?90秒內(nèi)。

（四）坍落度選擇

坍落度應(yīng)控制在180±20亳米之間，役灌注距樁頂約5米處時，坍落度控制在160?170亳米.

以確保樁頂浮漿不過高。氣溫高，成孔深，導(dǎo)管直徑在250充米之內(nèi)，取高值，反之取低值。

二、碎灌注操作技術(shù)

（一）首批碎灌注

碎濯注量與泥漿至碎面高度、碎面至孔底高度、泥漿的密度、導(dǎo)管內(nèi)餞及樁孔直徑有關(guān)0

孔徑越大，首批灌注的碎量越多，由于碎量大，攪拌時間長，因此可能出現(xiàn)離析現(xiàn)象，首批聆

在下落過程中，由于和易性變差，受的阻力變大，常出現(xiàn)導(dǎo)管申堵滿碎，甚至漏斗內(nèi)還有部分碎，

此時應(yīng)加大設(shè)備的起重能力，以便迅速向漏斗加碎，然后再稍拉導(dǎo)管，若起重能力不足，則應(yīng)用卷

揚機拉緊漏斗晃動，這樣能使碎順利下滑至孔底，下灌后，繼續(xù)向漏斗加入碎，進行后續(xù)灌注。

（二）后續(xù)碎灌注

后續(xù)碎灌注中，當(dāng)出現(xiàn)非連續(xù)性灌注時，漏斗中的碎下落后，應(yīng)當(dāng)牽動導(dǎo)管，并觀察孔口返漿

情況，直至孔口不再返漿，再向漏斗中加入碎，牽動導(dǎo)管的作用如下。

1.有利于后續(xù)瞼的順利下落，否則碎在導(dǎo)管中存留時間稍長，其流動性能變差，與導(dǎo)管間磨擦

阻力隨之增強，造成水泥漿緩緩流墜，而骨料都滯留在導(dǎo)管中，使碎與管里摩擦阻力增強，灌注碎

下落困難，導(dǎo)致斷樁，同時，由于粗骨料間有大量空隙，后續(xù)碎加入后形成的高壓氣囊，會擠破管

節(jié)間的密封膠墊而導(dǎo)致漏水，有時還會形成蜂窩狀碎，嚴(yán)重影響成樁質(zhì)量。

2.牽動導(dǎo)管增強瞼向周邊擴散，加強樁身與周邊地層的有效結(jié)合，增天樁體摩擦阻力，同時加

大碎與鋼筋籠的結(jié)合力，從而提高樁基承載力。

（三）后期碎的灌注

在碎灌注后期，由于孔內(nèi)壓力較小，往往上部碎不如下部密實，這時應(yīng)稍提漏斗增大落差，以

提高其密實度。

三、碎灌注速度

在控制碎初凝時間的同時，必須合理地加快灌注速度，這對提高碎的灌注質(zhì)量十分重要，因此

應(yīng)做好灌注前的各項準(zhǔn)備工作，以及灌注過程中各道工序的密切配合工作。

鉆孔灌注樁施工技術(shù)

（1）施工前準(zhǔn)備工作

A、場地平整，清除雜物，回填土應(yīng)夯打密實：

B、挖泥漿池、沉淀池、儲水池，準(zhǔn)備合格粘土：

C、水、電源接通；

D、埋設(shè)護筒'，護筒四周應(yīng)夯實，頂端高出地面30cm,底部埋深2.0-2.5m,護筒應(yīng)上下正直，護筒

中心線平面偏差小于5cm。

E、機架要平直，機應(yīng)墊穩(wěn)，不能軟硬不均，鉆孔過程中不能移位和不均勻沉陷。

F、泥漿指標(biāo)，粘土層16”一17”砂層17”一19”含砂率不超過8%,膠體理應(yīng)在90%以上,比重

1.2—1.4左右。

G、泥漿槽應(yīng)挖成高20cm,寬30cm,長度不小于15m,泥漿流速不大于10cm/s”。

H、安裝鉆機時要求轉(zhuǎn)盤中心同鉆架上起吊滑輪在同一軸線，鉆桿位置偏差不大于20cm。"

（2）鉆孔

A、鉆具聯(lián)結(jié)要鉛直，初期鉆進速度不要太快，在孔深4.001以內(nèi)不超過2111/1）,以后不要超過3m/h,

在覆蓋層始終要減壓鉆進，鉆進速度和泥漿排量相適應(yīng)。

B、鉆進過程巾，經(jīng)常試驗?zāi)酀{指標(biāo)變化情況，并注意調(diào)整鉆孔內(nèi)泥漿高度.

C、經(jīng)常檢查機具動轉(zhuǎn)是否正常，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即報告，需加潤滑油部分每班必須檢查一次。

D、小工具如扳手、榔頭、撬棍就用保險繩栓牢防止掉入孔內(nèi)。

E、經(jīng)相注意觀察孔內(nèi)附近地面無裂開或護筒，鉆架發(fā)生傾斜。

F、嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，注意每一細(xì)小環(huán)節(jié)，并詳細(xì)記錄。

G、終孔后用原漿法清孔，清孔后泥斐指標(biāo)比重：1.15—1.258,含砂量＜4%,粘度17”一20”，孔

底沉查不應(yīng)大于5CM,孔深要符合設(shè)計及施工規(guī)范要求。

H、清孔時應(yīng)經(jīng)監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)，簽證隱蔽.

I、清孔時應(yīng)保持鉆孔內(nèi)水位高出地下水位L5-2.0M,防止坍孔。

⑶鋼筋籠制安

A、鋼筋進場必須具有合格證，每批材料、每種規(guī)格均需抽樣檢查合格后方可使用。

B、鋼筋籠制作主筋接頭應(yīng)錯開，同一截面內(nèi)接頭不超過50機

C、鋼筋綁扎過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)范。

D、鋼筋籠外側(cè)應(yīng)安裝硅預(yù)制墊塊以保證鋼筋保護層。

E、鋼筋知吊裝中要防止變形，鋼筋籠入孔后應(yīng)牢固定位，提升導(dǎo)管時必須防止鋼筋籠拔起。

F、適當(dāng)焊接加固鋼箍和吊掛筋，保證鋼筋籠安裝過程不變形。

(4)碎灌注

A、用直徑25cm導(dǎo)管灌注水下碎，導(dǎo)管每?節(jié)長度)4m,導(dǎo)管使用前度拼，并做封閉試驗(0.3Mpa),15

分鐘不漏水為宜.

B、導(dǎo)管安裝時基底端應(yīng)高出孔底30—40加，導(dǎo)管埋入校內(nèi)深度2—3in,最深不超過4m,最淺不小

于1m,導(dǎo)管上端應(yīng)設(shè)附著振動器，導(dǎo)管提升速度要慢。

C、碎的坍落度為18-22cm,以防堵管。

D、碎要連續(xù)澆灌中斷時間不超過30分鐘，灌注的樁頂高應(yīng)高出設(shè)計0.5—1.0m。

E、施工中應(yīng)保持場地清潔衛(wèi)生，泥聚不得到處外溢，沉渣應(yīng)及時清除。

F、當(dāng)施工完成后，應(yīng)鑿除樁頭預(yù)加高度的碎，并進行測或抽心檢查。

1、鉆孔灌注樁施工。

(1)施工前準(zhǔn)備工作

a、場地平整、清除雜物，回填土應(yīng)夯打密實。

b、設(shè)置閉合導(dǎo)線網(wǎng)并與市政高級控制點閉合，達(dá)到規(guī)范要求精度，經(jīng)驗收合格后，導(dǎo)線點作為樁位

點放樣的基準(zhǔn)點。導(dǎo)線點同樣要閉合，達(dá)到精度要求。樁位點在埋設(shè)護筒時會被破壞，所以樁位點

確定之后，再放兩個以上的保護樁。用保護樁校核護筒的準(zhǔn)確性。保證樁位點的偏差符合要求。測

量放樣用全站式經(jīng)緯儀，極坐標(biāo)計算數(shù)據(jù)°班位之間的距離校核可用鋼尺丈量，

c、挖泥漿池、沉淀池、儲水池、準(zhǔn)各合格粘土或膨潤土。

d、接通水、電源。

e、埋設(shè)護筒，護筒四周應(yīng)夯實，頂端高出地面30cm,底部埋深1.5—2.0m,#筒直徑比樁徑大20cm,

上下正直，護筒中心線平面偏差小于5cm。一般用鋼質(zhì)護筒，鋼板厚0.8—1.0cm。護筒用人工或機

械方法埋設(shè)，并探明地下障礙物。

f、移走地下障礙物?？赡苓€有一些管網(wǎng)會占據(jù)樁位，必須在鉆孔班施工前，查清地下管網(wǎng)情況，盡

早采取措施，遷走樁位上的地下障礙物。

g、枇架就位。機架要平直，機座墊穩(wěn)，不能軟硬不均，一般班機下墊枕木。鉆孔過程中機架不能移

位和不均勻沉陷。

h、泥漿指標(biāo)。粘土層16”一17”，砂層17”一19”，含砂率不超過8%,膠體率90%以上，比重1.2-1.4

左右。泥漿質(zhì)量直接影響鉆孔進度。

i、泥漿槽應(yīng)制成高20cm,寬30cm,長度不小于15nh泥漿流速不大于lOcn/s。

j、鉆孔機械使用回旋鉆。設(shè)計要求入坑底2m。。

(2)鉆孔

a、鉆具聯(lián)結(jié)要牢固，鉛直，初期鉆進速度不要太快，在孔深4.0m以內(nèi),不超過2m/h,以后不要超

過3m/h.在覆蓋層始終要減壓鉆進，鉆進速度與泥漿排放量相適應(yīng)。沖孔鉆在開孔時要慢，孔深2.0m

以內(nèi)，不超過L5m/h。

b、鉆進過程中，經(jīng)常測試泥漿指標(biāo)變化情況，并注意調(diào)整鉆孔內(nèi)泥漿濃度，本工程地下水位埋深2-3

米，泥漿壓力超過水壓力，可滿足施工規(guī)范要求。

c、經(jīng)常檢查機具運轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)異常情況立即查清原因，及時處理。鋼絲繩和潤滑部分必須每班檢

查—＞次。

d、小工具如扳手、榔頭、撬棍用保險繩栓牢，防止掉入孔內(nèi)。

e、經(jīng)常注意觀察鉆孔內(nèi)附近地面有無開裂或護筒、樁架是否傾斜。

f、嚴(yán)格遵守操作技術(shù)規(guī)程，做好鉆孔記錄。記錄中要反映泥漿變化。

g、鉆至設(shè)計深度時，要由監(jiān)理工程師在現(xiàn)場與施工單位有關(guān)人員共同判斷并準(zhǔn)確測定孔深，以此作

為終孔標(biāo)高的依據(jù)。

(3)清孔

a、鉆孔到設(shè)計深度，施工單位提出終孔要求，需由現(xiàn)場監(jiān)理工程師決定，并進行孔徑，孔偏斜度、

孔深的驗收。驗收方法是制造一個長度等于4—6倍樁徑，直徑等于孔徑的鋼筋籠，將鋼筋籠吊放入

孔，并順利放到設(shè)計要求的孔底，說明孔徑和偏斜度達(dá)到要求?？咨钣脺y繩和鋼尺丈量。鋼筋籠放

不到底時還需要修孔直至孔壁鉛直，鋼筋籠能順利放到底為止。

b、清孔方法是用原漿換漿法清孔，清孔后泥漿指標(biāo)比重1.15-1.20之間，含砂量小于4%,粘度

20—22”，孔底沉渣小于5cm。為防上孔內(nèi)沉渣大于規(guī)范要求.一般用抽吵筒先將孔內(nèi)泥砂打掉再

換漿。

c、清孔時應(yīng)保持鉆孔內(nèi)泥漿面高于地下水位1.5-2.0m防止塌孔。

d、清孔達(dá)到要求，由監(jiān)理工程師再次驗收孔深，泥漿和沉渣厚度。經(jīng)監(jiān)理工程師簽證，同意隱蔽，

灌注碎，再進行下道工序。

(4)鋼筋籠制安

a、鋼筋進場必須具有合格證，每批材料，每種規(guī)格均需抽樣檢查合格后方可使用。

b^鋼筋籠制作必須嚴(yán)格按設(shè)計圖和規(guī)范要求執(zhí)行。一般鋼筋籠用焊接方法，個別連接點用綁孔。鋼

筋籠外側(cè)的定位鋼筋可用空心穿孔碎預(yù)制圓柱體，或直接用鋼筋彎曲成型并焊接在主筋上，以保證

主鋼筋保護層厚度。

c、鋼筋籠的加強箍必須與主筋焊牢，焊條一般用5字頭型號，以保證鋼筋籠焊接質(zhì)量。鋼筋籠在安

裝過程中不能變形。

d、鋼筋籠最好一次性使用一臺吊機。

OS鋼筋籠頂端要焊吊掛筋，高出鋼護筒6鋼筋籠就位后，吊掛筋支承在護筒頂?shù)恼砟旧?，不能直?/p>

放在護筒上。

f、超聲波檢測樁的鋼筋籠要安裝鍍鋅鋼管與箍筋連接，要保證檢測鋼管不漏水。

(5)澆注水下碎

a、用直徑20cm導(dǎo)管灌注水下碎。導(dǎo)管每節(jié)長度3—4m。導(dǎo)管使用前試拼，并做封閉水試驗(0.3Mpa),

15分鐘不漏水為宜。仔細(xì)檢查導(dǎo)管的焊縫。

b、導(dǎo)管安裝時底部應(yīng)高出孔底30—40cm。導(dǎo)管埋入碎內(nèi)深度2—3%最深不超過4m,最淺不小于

1m,導(dǎo)管提升速度要慢。

c、開管的硅數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管埋入碎深度的要求，開管前要備足相應(yīng)的數(shù)量，

d、碎落度為18—22cm,以防堵管。

。、碎要連續(xù)澆注，中斷時間不超過30分鐘。澆灌的樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計標(biāo)高0.5M以上。碎用商品

碎或自備攪拌設(shè)備，吊機吊斗入槽或用泵送碎直接入槽。

f、施工中應(yīng)保證場地清潔衛(wèi)生，泥漿不可到處外溢，泥渣應(yīng)及時清除。

(6)樁基檢測

a、鑿除樁頂預(yù)加高的碎，樁頭鋼筋不能亂彎。鑿枇頭用風(fēng)鎬或人工鑿除。樁頂標(biāo)高按設(shè)計要求，樁

頂要大致平整。

b、樁基檢測的方法是動測，超聲波。每條樁用什么方法檢測由設(shè)計和監(jiān)理工程師和質(zhì)檢部門決定。

c、施工單位配合質(zhì)檢部門對每條樁進行檢測。質(zhì)量合格后方能進行下道工序施工。

?門郵電大度深基坑支護方案選擇匕較

度門郵電大厘籌建處尤德榮

1工程概況及場地環(huán)境

新建中的廈門郵電大廈地處湖濱南路延伸段與規(guī)劃No.1路交叉處，占地15475nl2,由塔樓66層,

建筑高度249.7m、裙樓8層及地下室3層組成。地下室建筑面枳40544m2,總建筑面積約1.7X

105nl2。建筑場地標(biāo)高+4.30m（黃海高程基坑開挖約15000m2,深度18.3m,土石方量約2.8X

105m3,其中有L12X105m3巖石需爆破。場地周邊沒有需要特殊保護的己有建（構(gòu)）筑物。為保證

工程建設(shè)進度，在初步設(shè)計圖紙通過會審后于1997年8月進行大廈深基坑用護方案招標(biāo)，共有5家

投標(biāo)單位提出6個方案，經(jīng)組織專家評審確定了最優(yōu)方案。下面對投標(biāo)的各方案進行選型比較，希

望能對類似工程提供借鑒。

2工程及水文地質(zhì)條件

2.1工程地質(zhì)條件

場地的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，自上而下分布的主要地層為：①雜填土，3,8?10.4m；②海積淤泥，

厚。?4.8叱③中、粗砂層，厚0?7.4m；④花崗巖殘積土，厚。?6.6m；以下為強、中、微風(fēng)化花

崗巖。場地各土層分布極不均勻，東、北側(cè)土層較厚，最厚處約26m；西、南側(cè)基巖埋藏較淺，最

淺處中風(fēng)化基巖埋深不足10m。

2.2水文地質(zhì)條件

場地內(nèi)地下水有3種類型：①上層滯水，主要貯存于雜填土層的孔隙中，受降水和地表水的補給,

一般水量不大；②承壓水，貯存于砂層之中，具有明顯的承壓性，水量補紿迅速，因場地西北角距

海邊最近處不足30m,該層承壓水似與海水連通。③基巖裂隙水，滲透性不大，但由于場地靠近海

邊，有可能受到海水補給，對深基坑開挖施工造成影響?？辈鞙y得場地穩(wěn)定水位埋深為1.5?4.5m,

海潮對地下水有明顯影響，場地內(nèi)地下水（主要是砂層中的水）有中等腐蝕性。綜合上述，砂層承

壓水將對基坑開挖和基坑支護帶來極為不利影響，基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計施工應(yīng)予以充分重視。

3基坑支護方案技術(shù)經(jīng)濟比較

本基坑平面尺寸較大（111.7X133.7m2）,開挖深度達(dá)18.3m,且臨近海邊，擋土、隔水難度都較

大。由于地連墻造價較高，且基坑內(nèi)巖層面在西、南側(cè)埋深淺，考慮施工難度大，本工程地連墻不

能作為結(jié)構(gòu)外墻，故地連墻支護方案不宜采用。

收到的6個投標(biāo)方案中除方案4采用樁梅謚C盤逑低裸淑嗑哮錨體系。本文對各方案作一

討論。

3.1樁I謚C盤逑?/P>

方案4采用樁櫥謚C盤逑到兄山1、饕WFg蕊何山,$；翰捎米昕墜啼?

?/F0NT>1000@1600；止水帷幕采用雙層旋噴樁，只設(shè)置在砂層和淤泥層范圍內(nèi)，填土層不設(shè)置止

水帷幕，易讓水滲入基坑：內(nèi)支撐采用兩道橫向?qū)敁魏鸵坏澜M合桁架縱向?qū)敁危瑢⒒臃指顬?/p>

6個“施工洞”。立柱采用e500鋼管，土石方開挖前應(yīng)先行施工，深度應(yīng)至基坑底標(biāo)高-19.00m以

下。

由于該方案存在一些難以避免的弊端而未被采用，如：①內(nèi)支撐桿體的自身穩(wěn)定性能要求非常高:

②立柱鋼管班穿越中風(fēng)化巖層的難度很大；③施工中控爆難度很大；④基坑內(nèi)眾多縱橫交錯的支撐

桿體給地下室及外防水的施工帶來諸多不便；⑤內(nèi)支撐體系的爆破拆除難度相當(dāng)大等等。

3.2樁楙逑?/P〉

5個桃橋逑搗槳鋼校頤茄工寂朔槳?/F（WT>2,在此進行詳細(xì)介紹，并簡略介紹其它4個方案

中與方案2的不同部分。

3.2.1方案2

基坑支護平剖面圖（如圖1）,圍護樁采用機械沖（鉆）孔樁,樁徑0>800與61000兩種,樁間距

1600,共300根,樁配筋采用不均勻配筋。

預(yù)應(yīng)力錨桿共有14種規(guī)格1084根，桿體材料采用強度等級21570MPa的預(yù)應(yīng)力鋼釵線，采用

二次高壓注漿工藝，漿壓力2.0?3.0MPa,以使錨桿體形成“糖葫蘆”體。注漿材料為水泥凈漿，

水灰比0.60,水泥標(biāo)號2425*,一、二次注漿水泥量不小于50kg/m。

樁間止水帷幕設(shè)計根據(jù)水文地質(zhì)條件，采用三重管高壓噴射形成樁間擺噴止水帷幕，角度為45°,

噴射壓力為36?40MPa,止水對象主要為雜填土層、砂層、殘積土層，至強風(fēng)化花崗巖頂面。

基坑監(jiān)測土方開挖的同時，開始進行基坑圍護監(jiān)測，直至地下室施工完成并土方回填為止。預(yù)警

指標(biāo)為：差異沉降＜3%。：樁頂位移W6cm；鋼筋應(yīng)力＜300MPa：錨桿拉力（設(shè)計值。

方案2的主要特點：①采用樁錨體系支護，最大限度地保證了基坑的平面尺寸與地下室施工的操

作空間，為下部的施工提供了良好的施工場地與施工環(huán)境。②有近"3的圍護樁未深入到基坑底標(biāo)

高以下，僅進入中風(fēng)化基巖1m,這樣不但有效地節(jié)約了工程造價，減少了施工難度，且充分發(fā)揮了

巖體的自穩(wěn)性能，使支護方案更加合理化。③樁錨體系支護充分發(fā)揮了基坑外圍土體的潛力，通過

錨桿的預(yù)應(yīng)力張拉，使用護結(jié)構(gòu)的受力擴散到土體中，有效地控制基坑周邊的位移。④本工程距海

非常近，土層中的含水量很大，采用三.重管高壓擺噴止水帷幕，對基坑側(cè)壁暴露的土體進行止水處

理，防止基坑外的水大量進入基坑內(nèi)，且對土體也有一定的加固效果，能起到穩(wěn)定土體的作用。⑤

基坑監(jiān)測作為信息化施工的主要手段，在工程的施工中將起到控制與指導(dǎo)的作用。

3.2.2方案1

圍護樁采用01200@1800的人工挖孔枇，樁底若為強風(fēng)化，則聯(lián)固2,5口；若為中風(fēng)化巖層，則

布置力25豎向錨桿，錨入巖層2.4m。

樁外圍采用①500的旋噴樁止水，進入砂層底面殘枳土1m,樁內(nèi)側(cè)采用噴射碎保證樁間土的穩(wěn)定。

該方案最主要的不足之處為圍護樁采用人工挖孔樁在擬建場地的地質(zhì)條件下實施非常困難，且安

全隱患很多。

3.2.3方案3

圍護樁基本同方案1。錨桿2?3道，錨桿長度25?32m,端頭采用土工織物桶體高壓灌注水泥砂

漿形成擴大頭。

止水帷幕采用攪拌樁，攪拌標(biāo)高至殘積土層底。

該方案的不足之處在于錨桿端頭處理技術(shù)在國內(nèi)尚處于摸索階段，且木場地很復(fù)雜，地層變化很

大，可能造成錨桿承載力離散性大：攪拌樁遇填土中的塊石、舊泊岸等施工困難，將形成薄弱環(huán)節(jié)。

3.2.4方案5

止水帷幕采用兩種規(guī)格的旋噴樁；三重管41000@1500、單重管e500@1000,進入強風(fēng)化500。

旋噴樁進入強風(fēng)化巖施工較難。

3.2.5方案6

圍護樁及錨桿設(shè)計基本同方案1。上水帷幕土層采用雙排旋噴樁0）500@425；強、中風(fēng)化基巖裂

隙水采用水泥注漿法，以形成基巖裂隙中的止水帷幕。強、中風(fēng)化巖注漿形成止水帷幕難度非常大。

3.3設(shè)計概算比較

方窠1?6的設(shè)計概算分別為2414,1339,2359,1805,1392和2294萬元。

4中標(biāo)方案專家評審意見

①本工程基坑圍護采用沖（鉆）孔樁加錨桿的支護方式是合適的。

②錨桿穿過砂層時應(yīng)采取相應(yīng)措施，保證成孔，并應(yīng)保證具有足夠的錨拉力。

③圉護樁計算方法有：1/2分擔(dān)法，逐層開挖法，彈性抗力法等，應(yīng)采取兩種不同計算方法分別計

算，并互相校核。

④止水帷箱果用單排旋噴樁或擺噴，深度至強風(fēng)化巖層表面，保證止水有效。

⑤基坑底標(biāo)高以上的用護樁底外最好保留0.5?1m寬的巖體，以保證樁底穩(wěn)定。

5郵電大原深基坑支護施工情況簡介

經(jīng)過近1年的施工，至1998年12月，本工程基坑已基本形成。從目前的情況看，整個基坑是安

全穩(wěn)定的，止水帷幕已達(dá)到良好的止水效果，圍護樁頂位移，基坑四周沉降，圍護樁鋼筋應(yīng)力、錨

桿應(yīng)力等監(jiān)測數(shù)據(jù)都在設(shè)計允許范圍內(nèi)。在施工過程中，通過嚴(yán)格控制沖（鉆）孔樁成孔的垂直度、

樁底沉渣清理、圍護樁鋼筋的方向性、樁水下碎的澆注、預(yù)應(yīng)力錨桿的長度、二次注漿、石方開挖

的控制爆破等，并在設(shè)計、施工、監(jiān)理、業(yè)主多方的努力下，近海地區(qū)如此大規(guī)模的深基坑已基本

完成并進入地下室施工階段，為廈門市標(biāo)志性建筑之一的廈門郵電大廈的建設(shè)打下了堅實基礎(chǔ)。△

地鐵洪湖里車站大跨度深基坑支護技術(shù)的研究與應(yīng)用

地鐵洪湖里車站大跨度深基坑

支護技術(shù)的研究與應(yīng)用

賈利亨趙明好丁文兵

天津第三市政公路工程有限公司二分公司

天津市南開區(qū)長江道向陽路64號300113

【摘要】；地鐵車站工程施工中圍護結(jié)構(gòu)是重要的一個環(huán)節(jié)。本文以天津地鐵洪湖里車站為例對灌注

樁加攪拌樁內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計計算、土方開挖、支撐架設(shè)、體系轉(zhuǎn)換、信息化監(jiān)測等進行

了研究與應(yīng)用介紹。

【關(guān)鍵詞】：深基坑、支護體系、時空效應(yīng)、體系轉(zhuǎn)換、信息化監(jiān)測。

前言

隨著經(jīng)濟水平和城市建設(shè)的迅速發(fā)展地下工程愈來愈多，開發(fā)和利用地下空間的要求日顯重要。地

下鐵道、地下車庫、地下商場、地下倉庫、地下人防工程高層建筑的多層地下室等構(gòu)筑物日益增多。

近年來，國內(nèi)興建了許多大型地下設(shè)施，如北京、上海的地鐵、地卜.停車場、地卜.變電站和污水處

理工程等，伴隨著深基坑工程規(guī)模和深度的不斷加大，開挖深度在10m以下的基坑已不少見，地鐵

車站的開挖深度最大已接近20m。大量深基坑工程的出現(xiàn)，促進了設(shè)計計算理論的提高和施工工藝

的發(fā)展，通過大量的工程實踐和科學(xué)研究，逐步形成了基坑工程學(xué)這一新興學(xué)科。在土木工程領(lǐng)域

中，目前基坑工程學(xué)是發(fā)展最迅速的學(xué)科之一，也是工程實踐要求最迫切的學(xué)科之一?；庸こ陶?/p>

確、科學(xué)的設(shè)計和施工，配合切實有效的信息監(jiān)測手段，能帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，對加

快施工進度、保護環(huán)境發(fā)揮了重要作用，否則將會招致嚴(yán)重的后果，大量工程實踐已經(jīng)證明了這一

點。

厘坑開挖的施工工藝一般有兩種：無支護開挖（放坡開挖）和有支護開挖。在城市中心地帶，建筑

物稠密地區(qū)，往往不具備放坡開挖的條件，只能在支護結(jié)構(gòu)保護下進行垂直開挖。對支護結(jié)構(gòu)的要

求，一方面是創(chuàng)造條件便于基坑土方的開挖，但在建（構(gòu)）筑物及地下管線密集地區(qū)更重要的是保

護周圍環(huán)境，因此對支護結(jié)構(gòu)應(yīng)進行精心的設(shè)計和施工，并輔以必要的監(jiān)測手段，以確?；影踩?/p>

基坑土方開挖是基坑工程的一個重要內(nèi)容?；油练饺绾谓M織開挖，不但影響工期、造價，而且還

影響支護結(jié)構(gòu)的安全和變形，并危及周圍環(huán)境。為此對較大的基坑工程必須編制詳細(xì)的施工方案，

運用時空效應(yīng)理論，確定挖土機械、挖土工況、挖土順序、支撐架設(shè)方法等。在軟土地區(qū)和地下水

豐富的地區(qū)，土方開挖還常常輔以基坑降水，以確?；影踩捅阌谑┕?，保護環(huán)境。

在施工過程中跟蹤施工活動，對周圍土體位移和附近建筑物、地下管線等保護對象的變形及受力情

況進行量測，所取得的數(shù)據(jù)與預(yù)測值和計算值相比較，能可靠地反映工程施工所造成的影響，能較

準(zhǔn)確地以量的形式反映這種影響程度。在地下工程中，由于地質(zhì)條件、荷載條件、施工方法和外界

其它因素的復(fù)雜影響，很難單純從理論上預(yù)測工程中可能遇到的所有問題，而R理論預(yù)測值還不能

全面、準(zhǔn)確地反映工程的各種變化。所以，在理論分析指導(dǎo)下有計劃地進行現(xiàn)場工程信息檢測十分

必要。

1工程概況

天津地鐵洪湖里車站是天津市地鐵一號線工程組成部分之一，是既有地鐵線路天津西站站點向北延

伸新建的車站，車站主體結(jié)構(gòu)全長1：5.3m,單層段長66.0m,寬19.9m,雙層段長109.3%最寬處

30.3m,車站設(shè)南北兩個通風(fēng)道，4個出入口。

車站所通過地區(qū)為濱海平原，地形平坦，房屋密集，建筑物多為平房，周圍地下管線較多。本段地

層主要為第四系全新統(tǒng)人工填土（Qh）、上部陸相層（Q3h）、第一海相層（Q2h）、中上部陸相層（Qlh）

及更新統(tǒng)海陸交互相堆枳層（Qp）。本工程地下水類型為第四系孔隙潛水，主要賦存于粘性土及砂類

土中。地下水埋深0.9—2.6m（高程1.1—2.8m）,水位變幅1.0—2.0m。

車站基坑長177.3m,深12.5m,斷面復(fù)雜，最寬處達(dá)30.7m,屬大跨度、變截面、長條型深基坑（如

圖1所示）。

圖1基坑平面圖

2基坑支護體系

2.1支護方案

洪湖里站采用明挖順作法施工，鉆孔灌注樁加水泥攪拌樁復(fù)合型圍護結(jié)構(gòu)，鉆孔灌注樁為主要受力

結(jié)構(gòu)，灌注樁直徑0.8m,間距1.0m,采用C20鋼筋碎。（p500@350水泥土攪拌樁主要用于止水、

抗?jié)B。支撐體系：橫撐采用①624X12鋼管，水平間距3.0m,豎向按基坑深度設(shè)3道：壓頂梁為寬

0.9m,高1.2m的C20鋼筋碎梁；腰梁為三拼136組合截面工字鋼.支撐立柱為（P400X8鋼管，立

柱基礎(chǔ)為Q800灌注樁；連系梁為136工字鋼。

原方案支護型式如圖2所示，其支撐按國內(nèi)類似基坑工程的通常做法將層距控制在4.5m左右，即第

二層支撐處于雙層段中層板（單層段頂板）之下，在施工側(cè)墻期間，需將第二層支撐卜.落，這就在

側(cè)墻上增加了一道水平施工縫，增加了一步倒撐工序；跨度超過30m的支撐，為了提高其承載力，

通常設(shè)置雙排支撐立柱，跨度在20m左右的支撐，設(shè)置單排支撐立柱，將支撐自由長度控制在10m

左右，但這造成了槽內(nèi)立柱林立，嚴(yán)重制約了土方開挖及支撐架設(shè)速度，與深基坑工程“快開挖、

快支護”的原則相矛盾。

工程實施中，我們采取可行的技術(shù)措施，采用支撐布置型式如圖3所示。通過合理調(diào)整三層支撐標(biāo)

高，尤其將第二層支撐調(diào)至中層板（頂板）之上，避免了支撐倒換，實現(xiàn)了側(cè)墻、中層板（頂板）

同時澆注，無障礙施工，減少了一道水平施工縫，提高了結(jié)構(gòu)的整體性和占防水能力。施工過程中

進行支撐體系轉(zhuǎn)換，撤除支撐立柱，實現(xiàn)底板防水層和底板碎連續(xù)施工，減少滲漏隱患，提高了工

程質(zhì)量。工程中在確保安全的前提下格雙排支掾立柱改為單排，擴大了基坑工作空間，減少了障礙,

便于土方取運，也利于改善外包防水層的防水效果，提高結(jié)構(gòu)底板的連續(xù)性與整體性。

基坑采用內(nèi)井點降水。

圖2原方案支護斷面圖

圖3實施中支護、監(jiān)測斷面圖

2.2圍護結(jié)構(gòu)計算

據(jù)《洪湖里站工程地質(zhì)勘察報告》，地質(zhì)資料如下表:

地層名稱

承載力標(biāo)準(zhǔn)值KPa滲透系數(shù)m/d標(biāo)貫N

Q3h7.518.828.51000.215.7

Q2h13.31923900.227.7

Qlh7.1119.925.51400.3211.4

Qp13.320.137.52000.3214

地質(zhì)資料斷面簡圖如圖4示:

圖4地質(zhì)斷面圖

2.2.1支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

根據(jù)力學(xué)分析及土壓力的形成過程，圍護結(jié)構(gòu)在基坑土方挖至一5.9m,第三層支撐尚未架設(shè)和挖土

至-8.6m,封底碎尚未澆筑形成強度兩個工況內(nèi)處于最危險狀態(tài)。

故需要對以上兩種狀態(tài)進行計算。土壓力用郎肯公式計算，偏安全起見，采用水土分算法。

挖土至-5.9m,安裝第三層支撐前，如圖5、圖6所示:

圖6荷載圖圖5工況圖

計算得:RB=265.4(KN/m)

單撐軸力：NB=3RB=796.2(KN)=79.6(t)

Mmax=645.3(KN•m)

最大彎距發(fā)生在一4.3nl標(biāo)高處。

第一層支撐達(dá)到最大軸力。

2.2.1.2成槽驗算

基坑已挖至設(shè)計槽底標(biāo)高，但封底碎尚未澆筑形成強度，如圖7、圖8所示：

圖8荷載圖圖7工況圖

計算得:RC=469.0(KN/m)：

單撐軸力；NC=3RC=1407(KN)=140.7(t)

Mmax=296,4(KN•m)

最大彎距發(fā)生在-8.Sm標(biāo)高出。

第三層支撐達(dá)到最大軸力。

內(nèi)力統(tǒng)計：

Mmax(KN•m)NBmax(t)NCmax(t)Qmax(t)

645.379.6140.7140.7

2.2.2抗傾覆穩(wěn)定性

根據(jù)抗傾覆穩(wěn)定性驗算，灌注樁需要入土深度為8.0m,樁實際入土深度為8.8m,故滿足要求。

2.2.3基坑底部抗隆起穩(wěn)定性分析

基坑的抗隆起穩(wěn)定性分析具有保證基坑穩(wěn)定和控制基坑變形的重要意義，以保證不發(fā)生基底降起破

壞或過大的基底隆起變形，故需對其進行驗算，

在以往許多驗算抗隆起安全系數(shù)的公式中，很少同時考慮C、，顯然對于一般粘性土，在土體抗剪

強度中應(yīng)包括C、的因素，因此參照Ptandtl和Terzaghi的地基承載力公式，并將樁底面的平面

作為求極限承載力的基準(zhǔn)面，工程中我們采用了同時考慮C、的抗隆起計算法。如圖9所示。

圖9基坑隆起圖

式中1為坑外地表至支護墻底各土層天然重度加權(quán)平均值(kN/m3)；

2為坑內(nèi)開挖面以下至支護墻底各土層天然重度加權(quán)平均值(kN/m3)；

c為支護墻底處的地基土粘聚力ikN/m2)；

q為坑外地面荷載：

H為基坑開挖深度(m)；

D為墻體入土深度(m)；

Nq,Nc為地基承載力系數(shù)：

為支護墻底處土的內(nèi)摩擦角(度)

KS為支護墻底地基承載力安全系數(shù)。取Ks=L2

計算得：KS=2.18>1.2故滿足要求。

2.2.4濯注樁配筋計算

基坑圍護結(jié)構(gòu)承力構(gòu)件為力800碎灌注樁，碎強度等級C20,配筋形式如圖10所示:

圖10灌注樁配筋圖

承載力按下列公式計算：

得彎矩承載力標(biāo)準(zhǔn)值為M=800(KN•:m))Mmax=645.3(KNO8226:m),故：滿足要求。

2.3鋼管支撐計算

洪湖里車站工程基坑跨度達(dá)30.7m,為了減少支撐長細(xì)比，提高承載力，在基坑中間設(shè)支撐立柱，

為了便于土方取運，改善外包防水層的防水效果，提高結(jié)構(gòu)底板的整體性與連續(xù)性，將兩排支撐立

柱改為一排。

計算時，取支撐的最不利受力狀態(tài)即雙向偏心壓彎狀態(tài)進行驗算，公式如下：

經(jīng)驗算，在最大軸力標(biāo)準(zhǔn)值即設(shè)計值Nc=168.8(t)時，0)624X12鋼管支律自由長度允許值為LW

25.0(m)o

支撐安裝架設(shè)時，采取預(yù)起拱、預(yù)設(shè)反向偏心距等措施，以減少支撐自重雙其承載力的影響。

3時空效應(yīng)理論在基坑土方開挖及支撐架設(shè)中的應(yīng)用

從國內(nèi)有流變性的軟土地區(qū)，特別是近十年來關(guān)于深基坑的施工和試驗研究中，人們認(rèn)識到基坑開

挖施工過程中的每個分步開挖的空間幾何尺寸和圍護結(jié)構(gòu)開挖部分的無支持暴露時間，對基坑圍護

樁體和周邊地層位移有明顯的相關(guān)性，這反映了基坑開挖中的時空效應(yīng)的規(guī)律性。利用時空效應(yīng)科

學(xué)地制定開挖和支護的施工方案，能可靠合理地利用土體自身在開挖過程中控制位移的潛力而達(dá)到

控制槽周地層位移、保護環(huán)境的目的，從而改變目前基坑中為控制槽周地層位移而采用昂貴的地基

加固的做法。這是安全經(jīng)濟地解決開挖過程中穩(wěn)定和變形問題的一條有發(fā)展前途的新技術(shù)途徑。

洪湖里車站基坑開挖以機械挖土為主，輔以人工清槽，遵循“短開挖、快支護、嚴(yán)治水、勤量測、

分層分段、撐挖結(jié)合”的原則，先取3.6m表層土(至±0.0m標(biāo)高處)，修好運土車下槽坡道，再挖

±0.0m-----5.9m標(biāo)高范圍內(nèi)的土，再由另一臺反鏟挖掘機倒挖第三層土，挖土過程中支撐架設(shè)必

須及時跟上，基坑無支撐暴露時間控制在12h之內(nèi)，搶在土壓力形成之前完成支撐的安裝工作。

基坑開挖每25nl為一段，成槽后在12h內(nèi)澆筑封底碎，以確保基坑安全。

窄槽段采用“中心島”式開挖方法，在挖除基坑中心島的同時，組織人力安裝兩邊的腰梁，這兩步

工序要同時、平行進行，取完中心島部位土體后，及時架設(shè)鋼支撐并施加80$設(shè)計值預(yù)應(yīng)力，以控

制基坑變形6如圖11、圖12所示，

圖11窄槽段挖土工況圖(縱斷面)

圖12窄槽段挖土工況圖（橫斷面）

寬槽段采用“兩側(cè)島式”配合“中心盆式”開挖，在挖除兩個“側(cè)島”土體的同時，組織人力安裝

兩邊的腰梁，這兩步工序要同時、平行進行，取完兩“側(cè)島”土體后，及時架設(shè)鋼支撐并施加80%

設(shè)計值預(yù)應(yīng)力，以控制基坑變形。如圖13、圖14所示。

圖13寬槽段挖土工況圖（縱斷面）

圖14寬槽段挖土工況圖（橫斷面）

實踐證明，運用以上開挖方法能夠有效地控制圍護樁體變形及周邊土體滑移，對減少基坑無支撐暴

露時間，合理組織挖土與支撐架設(shè)兩道工序的穿插與配合，確?；影踩?，保護周圍環(huán)境是有顯著

效果的。

4支撐體系轉(zhuǎn)換

基坑支撐體系轉(zhuǎn)換流程如F：

支撐體系轉(zhuǎn)換過程要嚴(yán)格按照技術(shù)要求進行，加強基坑監(jiān)測，保證基坑安全，實踐證明，匕述體系

轉(zhuǎn)換方法能夠避免支撐倒換，減少對基坑的擾動，為緊后工序創(chuàng)造了工作面和工作空間，提高了工

程質(zhì)量，是一種安全、合理、高效、經(jīng)濟的轉(zhuǎn)換方法。

5施工信息化監(jiān)測

地鐵洪湖里車站地處天津市中心地帶，基坑深達(dá)12.5m,由于主體結(jié)構(gòu)的影響，三層支撐標(biāo)高的調(diào)

整幅度比較大，故施工過程中進行信息化監(jiān)測是確保基坑安全的重要環(huán)節(jié)。

支護結(jié)構(gòu)與周圍環(huán)境的監(jiān)測主要分為應(yīng)力監(jiān)測與變形監(jiān)測。變形監(jiān)測儀器主要采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀

和測斜儀等，應(yīng)力監(jiān)測儀器主要采用應(yīng)變計、鋼筋計、壓力傳感器和孔隙水壓力計等。

從深基坑施工安全性考慮；灌注樁、鋼支撐是深基坑施工主要的受力構(gòu)件，其受力的大小是否符合

理論計算是進行監(jiān)冽I的重要目的之一，根據(jù)前述圍護結(jié)構(gòu)受力特點分析選擇一&加標(biāo)高處、一4.3m

標(biāo)高處位置作為應(yīng)力監(jiān)測點。由于鋼支撐主要承受壓力，我們在鋼支撐的端部設(shè)應(yīng)力監(jiān)測點。

深基坑施工中必將引起基坑周圍及坑底土體的變化，其變形量的大小直接影響到周圍建筑物（構(gòu)筑

物）的結(jié)構(gòu)安全，因此施工過程中在基坑周圍及坑底設(shè)立數(shù)個變形量監(jiān)控點。

工程中的監(jiān)測項目及結(jié)構(gòu)斷面測點布置圖如圖15所示：

圖15監(jiān)測斷面測點布置圖

監(jiān)測項目一覽表

在這里，我們選取DK1十612.00、DKH659.00.DKH684.00斷面測點對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，可得出如

下規(guī)律：

⑴，實測值較理論計算值偏小，原因有：計算方法尚需進一步完善；計算取值及邊界條件皆偏安全;

監(jiān)測方法及手段尚需改進；監(jiān)測數(shù)據(jù)的游離性；施工時支撐架設(shè)的及時性有差異；挖土工況與計算

模型之間存在差異；現(xiàn)場堆載、車輛行駛、地下水、雨季及其它不確定因素的影響。

⑵.在澆筑封底碎后，隨著基坑兩側(cè)土體的重新固結(jié)穩(wěn)定，灌注樁內(nèi)力、支撐內(nèi)力變化趨于平穩(wěn)且

略有下降。

⑶,支撐軸力在支撐安裝后72小時左右達(dá)到最大值，此后開始略有下降。

⑷.拆除第三層支撐后，灌注樁內(nèi)力及第二層撐軸力增加幅度不大，約為10%左右。

⑸.地表沉陷達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)歷時較長，約為半個月左右，但直到回填土完成后，沉陷依然略有發(fā)展。

⑹.地表沉陷量最大點距基坑邊緣距離近似等于基坑深度。

⑺.在水泥攪拌樁截水帷幕止水效果理想的情況下，地下水位變化、基坑回彈容易控制在允許范圍

之內(nèi)。

⑻，在止水帷幕滲漏水量較大處，或只有八字角撐處灌注樁位移量及地面沉陷量可成倍增加。

6結(jié)論

(1).城市地鐵車站及類似的大跨度、深基坑中應(yīng)用灌注樁加攪拌樁內(nèi)撐式支護體系是切實可行的支

護方案。

⑵.在確?；蛹爸苓叚h(huán)境安全的前提下，將支撐標(biāo)高適當(dāng)調(diào)整，可實現(xiàn)中層板(頂板)及側(cè)墻無

障礙施工，減少”倒撐”次數(shù)，減少對基坑的擾動，方便施工，但必須經(jīng)過嚴(yán)密的理論計算，制定

高效、合理的取土方案，加強信息化監(jiān)測。

⑶，寬度為30m左右的大跨度基坑，在場地土較好并確保安全的前題下，可將雙排支撐立柱改為單

排，以擴大基坑凈空，減少障礙，便于土方取運，也利于改善外包防水層的防水效果，提高結(jié)構(gòu)底

板的連續(xù)性與整體性。

(4).施工中可采取切實可行的技術(shù)措施，實現(xiàn)支撐體系轉(zhuǎn)換，以提高工程質(zhì)量。

⑸.應(yīng)用時空效應(yīng)理論指導(dǎo)土方挖運與支撐安裝，能夠有效地減少基坑變形及周邊地表沉陷。

(6).信息化監(jiān)測在深基坑施工中是必不可少的保障措施6

復(fù)合型深基礎(chǔ)圍護的設(shè)計和施工

一、工程概況

上海物資大原位于陸家嘴金融開發(fā)區(qū)內(nèi)的東方路、浦電路處，占地面積約6000IH2,建筑面積7.1

萬m2,由江蘇省建筑設(shè)計研究院設(shè)計，總投資6億元，是幢地下3層，地上30層的集購物、辦公、

住宿為一體的鋼筋破結(jié)構(gòu)的綜合性辦公樓。

該建筑地下室承臺面標(biāo)高為-9.2m,厚度為2.4m,實際開挖深度為11.Em,應(yīng)規(guī)劃設(shè)計及業(yè)主要

求地下室與規(guī)劃中的相鄰建筑物銅仁大原地下室需連接，但兩座大廈無法同時施工，物資大廈只能

單獨先行施工。業(yè)主要求物資大展基坑圍護的施工應(yīng)盡量減少對相繼施工的銅仁大展帶來施工上的

困難。

二、基坑圍護設(shè)計方案比較分析

為了盡可能滿足規(guī)劃設(shè)計和業(yè)主的要求，在設(shè)計圍護時我們考慮了多個方案。第一方案在基坑

四周全部使用鉆孔灌注樁擋土，外加深層攪拌樁阻水：第二方案，基坑四周全部采用鋼板樁：第三

方案，在基坑三面使用鉆孔灌注樁加深層攪拌樁，在相鄰建筑地下室有連接要求的一面，卸載后使

用鋼板樁。經(jīng)過反復(fù)比校和慎密計算評估，認(rèn)為第一方案雖然施工技術(shù)成熟，安全可靠，但與銅仁

大廈相鄰的一面要占據(jù)施工場地，造成后施工的銅仁大廈在基坑施工時將有大量鋼筋碎灌注樁要鑿

除，既不經(jīng)濟又耽誤工期。第二方案其優(yōu)點在于地下室完成后鋼板樁可以拔出，為銅仁大廈施工提

供方便，但由于鋼板樁剛度相對較小，則必須要求增加一道水平支撐，使支撐間凈空高度減小，不

利于基礎(chǔ)挖土施工。第三方案吸取了第一、二方案的優(yōu)點，安全可靠，又可將后繼施工的銅仁大廈

影響減至最小，雖然其方案存在一系列技術(shù)問題須解決，但在實踐中是可行的，最終選定了第三設(shè)

計方案，即鉆孔灌注樁和鋼板樁三剛一柔復(fù)合型深基坑圍護方案。

三、圍護設(shè)計

物資大廈三剛一柔基坑用護墻的基本結(jié)構(gòu)為；東、南、北側(cè)為中1000@1150mm鉆孔港注樁，

樁頂標(biāo)高-0.650m,樁長24m。在銅仁大廈相鄰的西側(cè)選用V#拉森鋼板樁，柱頂標(biāo)高為-3.00m,樁長

20m,鋼板樁頂以上至自然地坪段（厚2.35m,寬度為14nl土層）荷載全部卸云。

我們的基本假定是：由于西側(cè)土卸載，東、南、北三側(cè)與西側(cè)坑頂高差為1.6m,按朗金理論計

算，僅坑底以上部分約有14550KN的不平衡力通過南北兩側(cè)灌注樁墻向西傳遞，每側(cè)力為7275KN,

如此大的不平衡力，如無外力抵消，會使整個圍護體向西移動，此時用于抵消不平衡力的外力就是

南北側(cè)主動土壓力對樁墻產(chǎn)生的摩擦力，使坑壁穩(wěn)定。

考慮到鉆孔濯注樁相鄰間隙，在樁墻外增打了兩排深層攪拌樁，樁徑6700,搭接200mm,水泥

土的水泥摻量12%,攪拌樁入土18m。鋼板枇和鉆孔灌注樁接頭處，為了使兩種樁墻間有良好的連接

和阻水效果，我們將鋼板樁自其軸線向灌注樁相交處的坑外土體延伸3m。和交處還用深層攪拌樁將

鋼板樁延伸部分包住，且使鋼板樁與灌注樁后的攪拌樁阻水形成整體。

基坑圍護選用兩道水平支撐，為了有利于土方的開挖，選擇支撐的主受力桿件沿基坑周邊呈45

度斜向布置，主受力支撐間有腹桿連接，形成平面桁架結(jié)構(gòu)。在水平支撐的節(jié)點處設(shè)置格構(gòu)立柱，

斷面為600X60Qmm,總長12m,其下錨入中1000鉆孔灌注樁，用以豎直方向支撐水平支撐。

四、圍護施工

在基坑有連通要求一側(cè)的圍護使用鋼板樁擋土、止水，其余三面使用鉆孔灌注樁擋土、深層攪

拌樁止水，支撐則根據(jù)計算確定設(shè)置?？紤]到鋼板樁和鉆孔灌注樁的剛度相差較大，因而在鋼板樁

一側(cè)基坑邊緣局部卸荷,基礎(chǔ)施工完成后，拔除鋼板樁，方便后續(xù)施工的建筑與先施工建筑的地下

連接。挖土采用中心島挖土方案，第一次先挖至第?道支撐底標(biāo)高，待第?道支撐施工達(dá)到設(shè)計強

度后，第二次挖支撐‘卜.的土，直到第二道支撐底標(biāo)高，施工第二道支撐，基坑中心形成臺階式中心

島，第三次挖土至承臺底標(biāo)高，澆筑型層碎，第四次中心島挖除。由于基坑圍護支撐設(shè)計合理.，挖

土階段嚴(yán)格按施工組織要求控制挖土范圍、流向等。本工程挖土60000M3,僅用80天就完成，創(chuàng)造

了浦東新記錄。

五、成果分析

三面鉆孔灌注樁一面鋼板柱的復(fù)合型基坑圍護在物資大原的成功應(yīng)用，不僅驗證了設(shè)計對主、

被動土壓力的假設(shè)，而且如設(shè)計估計的一樣，顯示圍護樁的位移不總是向基坑內(nèi)，在特定情況下會

向基坑外位移，表明了三剛一柔復(fù)合型基坑圍護在軟土地基中是可行的。由于它的應(yīng)用，在經(jīng)濟上

大大節(jié)省了建設(shè)成本，在用戶的施工評估報告中得到了肯定。三剛一柔圍護為以后同類條件下深基

礎(chǔ)圍護的施工提供了經(jīng)驗，并且為基坑圍護的設(shè)計和施工提供了新的思路。

高壓擺噴樁施工方法

高壓擺啜樁施工方法

高壓擺噴樁的施工采用鉆機鉆孔，然后插入旋噴管進行噴注水泥漿的方法來完成，其施工工序主要

包括孔位放樣、鉆孔、漿液配制、擺噴注漿。

1、孔位放樣

高壓擺噴樁布置在鉆孔灌注樁的樁間外側(cè)，在鉆孔樁完成且樁芯碎達(dá)到一定強度后即可進行擺噴樁

施工。因此，高壓擺噴樁的注漿孔位可按己完成的鉆孔樁位置，根據(jù)設(shè)計要求確定，如下圖所示。

2、鉆機就位

鉆機設(shè)置在設(shè)計的孔位上并應(yīng)保持垂直，施工時旋噴管的允許傾斜度不得大于1.5%。鉆機就位后應(yīng)

進行水平、垂直校正，鉆桿應(yīng)與樁位吻合，偏差控制在lOnun內(nèi)6

3、鉆孔

采用XY-100型地質(zhì)鉆機鉆注漿孔，鉆孔孔徑為97mm。鉆孔時鉆機要平衡，開孔孔位要準(zhǔn)確，鉆孔

垂直度偏差WN，確保旋噴管能順利導(dǎo)入孔底。根據(jù)鉆孔樁施工的地層情況，在砂層等不利地層處

鉆孔時，采用泥漿護壁，泥漿的主要性能指標(biāo)控制為：比重1.2461566;1.3,粘度25061566;30S,

含砂量5圾

4、插管

當(dāng)鉆孔完成后即將旋噴管插至孔底。在插管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可邊射水、邊插管，水

壓力不超過IMpa。高壓噴嘴要用鱉粘布包裹，以免泥土堵塞。

5、漿液配制與噴射作業(yè)

漿液用425#普通硅酸鹽水泥利自來水配制，水灰比為1:1：1:1.5,采用立式攪拌罐攪拌。

然后以設(shè)計要求的技術(shù)參數(shù)進行擺噴。在擺噴過程中，經(jīng)常檢查高壓水泵和漿液壓力、注漿管提升

速度及孔口冒漿情況，控制冒漿量可采用：在漿液中摻加適量的速凝劑，縮短固結(jié)時間，或者適當(dāng)

縮小噴嘴孔徑，加快提升速度等方法，并隨時做好記錄。

由于擺噴樁止水的效果往往取決于砂層的成樁質(zhì)量，因此在砂層段采取減慢提升速度或復(fù)噴的辦法,

保證成樁質(zhì)量。擺噴注漿如中途發(fā)生故障，立即停止提升和擺噴，待檢查排除故障后再繼續(xù)施工。

6、沖洗

噴射施工完畢后，應(yīng)把注漿管等機具設(shè)備沖洗干凈，管內(nèi)機內(nèi)不得殘存水泥漿，通常將漿液換成水,

在地面上噴射，以便把泥漿泵、注漿管以及軟管內(nèi)的漿液全部排除6

擺噴樁鉆孔過程所產(chǎn)生的廢漿經(jīng)沉淀處理后，廢水經(jīng)處理后排入下水道，余砧堆至?臨時堆硝場，擺

噴注漿產(chǎn)生的廢漿，則排至廢漿池硬化后及時外運。

杭鋼業(yè)務(wù)大樓基坑支護設(shè)計與施工實例

馬永良江海波金玲徐旭彪（浙江省第一建筑工程公司一分公司）

1工程概況

杭州鋼鐵集團公司業(yè)務(wù)大樓位于杭州市體育場路與金祝南路交叉口南側(cè)，大樓地上13層，地下

1層，局部2層，建筑總高度48.5m,總建筑面積18000m2,地下室占地面積1515m2。

工程樁采用鋼筋混凝土鉆孔樁，樁徑9800和9600。②?⑤/A?D軸采用片筏基礎(chǔ)，中心筒區(qū)

局部板厚5m、板底標(biāo)高一10.50m,其余部分為承臺式片筏基礎(chǔ)，底板厚500mm、板底標(biāo)高一6.2m,

其中⑤~⑦/A~C軸為-7.7m,而板底均做厚200mm塊石墊層和厚IOOMCIO素混凝土墊層。本工程

±0.00相當(dāng)于黃海高程7.00m,自然地坪標(biāo)高與±0.00相同，因此，挖土深度深基部分為10.80m,

淺基部分為6.50m、8.0m。為確保地下室施工期間周圍建筑物的安全及兩側(cè)馬路的正常使用,必須

對整個基坑及深淺不一的基坑進行支護設(shè)計。

2周邊環(huán)境和地質(zhì)條件

工程場地北側(cè)為市中心交通要道一體育場路，地卜.室外邊線距體育場路人行道約7.lm（人行道

寬約3m）,東側(cè)距金祝南路7.9m,西側(cè)為省建材工業(yè)設(shè)計院大樓，凈距8nb南側(cè)為三層電力局辦公

樓，凈距9.8小

據(jù)浙江省工程勘測院提供的工程地質(zhì)報告，該場地表層有厚3,4?6.0m雜填土，性質(zhì)不均；2a

粉質(zhì)粘土，軟塑狀，中偏高壓縮性，性質(zhì)差，分布不均勻，總厚約2.2m；2b淤泥質(zhì)粘土，流塑，高

壓縮性，土層性質(zhì)極差，層厚3.7?5.3m：2c淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，流塑，高壓縮性，層厚9.6?12.4m。

各土層主要物理力學(xué)指標(biāo)如表1,據(jù)此分析土層中最大內(nèi)聚力cmax=34kPa,最大內(nèi)摩擦角（p=1

5°,平均指標(biāo)c=20kPa,（p=8°,

場地淺部地下水屬潛水，水位埋深1?1.6m,隨季節(jié)變化，接受大氣降水補給，

表1各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

土層

名稱層厚（出）w（%）Y

(kN/m3)固結(jié)快剪三軸快剪Kh(m/s)Ip(%)IL

c(kPa)<p(°)c(kPa)<p(0)

1-雜填土3.418,0015.0

2a-粉質(zhì)粘土5.631.519.134.07.0410.21.43x10-614.40.90

2b-淤泥質(zhì)粘土9.349.817.920.6.55220.252.68x10-820.411.244

2c-淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土39.218.114.59.313.31.248

3圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

經(jīng)多方案分析比較，最后決定采用一排鉆孔灌注樁加鋼筋混凝土內(nèi)支撐為主體的擋土體系，深

基坑側(cè)q)800鉆孔樁，樁長21m,中心跑1000mm,淺基坑側(cè)(p600鉆孔機樁長12.55m,中心距900mm,

樁混凝土強度等級均為C25。止水帷幕采用兩排2X700mm雙頭攪拌樁，樁間搭接100mm,水泥摻量

為加固土重的15乳深淺基坑交接處挖土高差達(dá)4?5叫經(jīng)重力式擋墻計算，采用兩排(p700單頭水

泥攪拌樁，轉(zhuǎn)角及中間局部加強至四排，樁間搭接100mm。

設(shè)置兩道作井字型網(wǎng)格布置的混凝土內(nèi)支撐:第一道支撐面標(biāo)高一2.50口，網(wǎng)格間距6.6mX8.8m,

支撐斷面600mm乂700mm,四周設(shè)置斷面500nlm乂600mm的角撐。第二道支撐面標(biāo)高一5.90m,在深坑

以內(nèi)采用網(wǎng)格布置，網(wǎng)格間距同第一道支撐，其斷面南北向600mmX800min,東西向600mmX600nim,

支在西、北兩側(cè)，通過加強淺基墊層板的方法傳遞荷載，墊層板厚300mm,內(nèi)配q)12@200縱橫網(wǎng)片，

墊層板直接與樁墻頂緊占支撐及墊層板混凝土強度等級均為C25,縱橫支撐交界處，設(shè)500nlmX500nun

角鋼桁架立柱，并插入？800鉆孔灌注樁2000mm。

表2圍護結(jié)構(gòu)具體設(shè)計

圍護結(jié)構(gòu)直徑或斷面(nun)配筋

主筋箍筋

鉆孔灌注樁深坑部位(p800@100016(p25(p8@200

淺坑部位§800@100016925中8@200

壓頂梁斷面600X16502X6(p22(p8@200

支撐第一道斷面600X6002X5(p25(p8@200

第二道斷面600X8002X6(p25(p8@200

圍護結(jié)構(gòu)考慮按地面荷載q=15kN/m和土層物理力學(xué)性能(p=8.3。、丫=1&3kN/m2、c=

20.6kN/m2進行計算，得第一道、第二道支撐力FI=40.4kN/m和F2=628kN/m以及圍護樁最大

彎矩M=880kN-m,于是圍護結(jié)構(gòu)具體設(shè)計如表2。

4圍護結(jié)構(gòu)的施工

4.1鉆孔樁施工

鉆孔灌注樁采用跳打法施工，避免相鄰樁相互擠壓。施工中認(rèn)真檢查復(fù)核樁機位置，盡可能保

證班的垂直度在允許誤差范圍內(nèi)，以免影響主體結(jié)構(gòu)的施工，同時做好復(fù)核樁長、成孔深度、垂直

度、孔底沉渣的原始記錄。鋼筋籠必須按設(shè)計要求驗收合格后，才允許下籠入孔，并安排專職人員

監(jiān)督濯注樁的濕凝土澆搗質(zhì)量，嚴(yán)格控制操作過程，達(dá)到要求的充盈系數(shù),實施交叉流水作業(yè)法，

在圍護樁施工到一半工程量時，開始止水樁攪拌施工，重點控制好水泥摻量、入土深度和搭接寬度。

4.2止水帷幕施工

施工程序為基坑及樁位放線一用護溝清障(取消表層障礙物)f安置攪撲系統(tǒng)f兩攪兩噴工藝一

養(yǎng)護。施工中必須保證樁基施工的連續(xù)性，保證樁的垂直度，噴漿、攪拌成均勻，供漿必須連續(xù)。

為確保樁頂質(zhì)量，當(dāng)提升噴漿至樁頂時，應(yīng)坐漿數(shù)秒鐘，相鄰樁搭接時間不超過12h,超過時應(yīng)在

搭接處加樁或在此部位增加注漿量。

4.3壓梁、內(nèi)支撐施工

壓梁施工前，必須認(rèn)真控制鑿樁工藝，特別是耍嚴(yán)格控制樁頂標(biāo)高，確保樁端嵌入壓梁內(nèi)50mm,

且要整齊鑿平。圍護支撐的鋼筋均采用電焊搭接10d的方法，以改善鋼筋的受力狀況，避免施工不

當(dāng)造成偏位。

為確保內(nèi)力計算與實際工作狀態(tài)接近，根據(jù)以往工程施工的經(jīng)驗，須對細(xì)部構(gòu)造進行加固處理,

凡在支撐交叉處及支撐與壓梁連接處，均采用鈍角135°加大斷面，并配置附加轉(zhuǎn)角筋，以保證圍

護樁墻在工作狀態(tài)時能確保安全和牢固。同時又對圍護樁墻和支撐的施工質(zhì)量、土方開挖的工況和

施工順序作了詳細(xì)的交底和嚴(yán)格的規(guī)定。

4.4土方開挖

1998年6月20日開始挖土，挖土前做好測量工作，觀察省建材工業(yè)設(shè)計院大樓、電力局辦公

樓是否有陳舊裂縫，并做好+1.5m標(biāo)高等原始記錄，鄰近道路也相應(yīng)做好變形、標(biāo)高等記錄。

工程選用0.8m3和0.3m3反鏟挖土機各1臺，配備自卸式載重運土車15輛。挖土分三階段進

行：第一階段挖至一3.1m,施工第一道內(nèi)支撐(壓梁在圍護樁打完時已同步跟上，并相應(yīng)完成與各支

撐留出的搭接頭)；第二階段挖至一6.2m,樁墻邊均留三角土，不允許一次挖到位，所留土方采取人

工修土，挖至西北角，留出土方，做運輸通道，并為深坑挖土方作臨時堆放場地，深坑部分第二道

混凝土支撐同步跟上，并用圍橡同樁墻連接起來，淺基面先澆平板，板底塊石墊層要深深壓進土內(nèi)，

與土緊緊摩擦：第三階段，深坑部位挖土主要為人工挖土，土方量3500m3。此部位工程樁比較密,

不利機械開挖，為保證進度，用0.3口3挖掘機開進深坑，轉(zhuǎn)運土方。

在深、淺基坑內(nèi)各設(shè)置3只集水井，各井通過排水明溝連通，集水井采用中800鋼筋籠，外包

鋼板網(wǎng)，周邊用卵石填充，孔深1.20m。在集水井內(nèi)安放潛水泵，將坑內(nèi)水抽至場外下水道。

在整個挖土過程中，基本沒有滲水，為快速施工創(chuàng)造了優(yōu)良的條件，從6月20日?7月30日

土方全部挖運完畢，高考期間，夜間停止施工。8月10日完成深跨底板第一次澆搗，8月17日拆除

第二道支撐，8月31日拆除第一道支撐，至此圍護工程施工基本結(jié)束。

5監(jiān)測

由于工程基坑較深，場地狹小，并且南、西均有建筑物，東、北面又是城市交通要道，基礎(chǔ)的

開挖對道路和附近建筑物影響較大，為確保安全，施工中進行了全過程監(jiān)測，以便及時獲取基坑開

挖對周邊環(huán)境的影響，借以有效地指導(dǎo)施工，及時調(diào)整施工措施。工程由浙峰工程顧問公司進行全

過程監(jiān)測，具體方法如下：

(1)用測斜儀測量闈護樁墻的水平位移、基坑開挖所引起的土體水平移動及隨時間的變化情況。

(2)用鋼筋應(yīng)力計測量基坑水平支撐的軸向力及其隨土方開挖的變化情況?；娱_挖中，定時進

行觀測，如發(fā)現(xiàn)異常，及時研究，以便采取相應(yīng)應(yīng)急措施。

(3)用水準(zhǔn)儀測量電力局辦公樓、省建材工業(yè)設(shè)計院大樓、體育場路、金祝南路的沉降裂縫產(chǎn)生

利發(fā)展：測量地面、地層內(nèi)各點及基坑圍護結(jié)構(gòu)施工前的標(biāo)高與施工中沉降及其基坑內(nèi)支撐的差異

沉降6

(4)用經(jīng)緯儀測量基坑的角點、邊線的放樣及施工中的位移，測量建筑物軸線和圍護結(jié)構(gòu)曲線的

放樣及施工中的位移，測量基坑圍護結(jié)構(gòu)頂面及支撐的水平位移。

6體會

本工程地下室結(jié)構(gòu)復(fù)雜，底板標(biāo)高變化多，且高差達(dá)4?5m,基坑又屬淤泥質(zhì)軟土開挖。在困

護設(shè)計和施工方面作了如下有益嘗試：深、淺基坑交界處采用水泥攪拌樁擋土，深基中的第二道支

撐通過加強淺基墊層板傳遞荷載，經(jīng)監(jiān)測證明該支護方案是切實有效的。

在施工條件允許的情況下，先施工鉆孔灌注樁，再施工水泥攪拌樁，有利于減少止水帷幕擾動,

得到較好的止水效果。

內(nèi)支撐與壓頂梁、支承樁頂交接處，支撐跟部處理要加強，作好此部位的技術(shù)處理，十分重要。

本工程基坑圍護造價為每延長米L21萬元，從監(jiān)測報告分析，本圍護方案尚有一定余地。在

今后施T.條件寬余，外界影響小的場地，可進一步挖掘圍護設(shè)計的潛力，從而降低造價

基坑工程中的基本問題和基本概念

基坑支護工程是隨著我國建設(shè)事業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種較新類型的巖土工程，發(fā)展至今，量

多面廣的基坑工程已經(jīng)成為城市巖土工程的主要內(nèi)容之一。典型基坑工程可以是由地面向下開挖的

一個地下空間，基坑周圍一般為垂直的擋土結(jié)構(gòu)。基坑開挖是基礎(chǔ)和地下工程施工中一個古老的傳

統(tǒng)課題，同時又是一個綜合性的巖土工程難題，既涉及土力學(xué)中典型強度與穩(wěn)定問題，又包含了變

形問題，同時還涉及到土與支護結(jié)構(gòu)的共同作用。對這些問題的認(rèn)識及其常策的研究，進入九十年

代后已逐步完善，廣州、深圳、上海、武漢等地開始著手編制深基坑支護設(shè)計與施工的有關(guān)法規(guī)。

基坑工程一般位于城市中，地質(zhì)條件和周邊環(huán)境條件復(fù)雜，有各種建筑物、構(gòu)筑物、管線等，

一旦失事就會造成生命和財產(chǎn)的重大損失。因此，在基坑支護工程的設(shè)計和施工過程中，一定要做

到以下幾點：

對地質(zhì)條件和周邊環(huán)境進行充分考察，根據(jù)周邊環(huán)境的要求制定出經(jīng)濟合理的支護方案，并據(jù)此提

出支護結(jié)構(gòu)的水平位移和鄰近地層的垂直沉降標(biāo)準(zhǔn)；

基坑設(shè)計階段，要根據(jù)基坑所在場地的工程地質(zhì)報告、土工試驗結(jié)果、原位標(biāo)貫試驗結(jié)果、土層含

水量、區(qū)域地層參數(shù)的取值經(jīng)驗等綜合選取：

在分析支護結(jié)構(gòu)受力和變形時，應(yīng)充分考慮施工的每一階段支護結(jié)構(gòu)體系和外面荷載的變化，同時

要考慮施工工藝的變化，挖土次序和位置的變化，支撐和留土?xí)r間的變化等；

基坑設(shè)計人員應(yīng)充分認(rèn)識到在基坑施工過程中還會遇到很多設(shè)計階段難以預(yù)測到的問題，因此，設(shè)

計人員應(yīng)密切和施工人員聯(lián)系，全面把握施工進展?fàn)顩r，及時處理施工中遇到的意外情況；

基坑施工過程中應(yīng)該制定完備的監(jiān)測方案，監(jiān)測結(jié)果應(yīng)及時總結(jié)，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時與設(shè)計施工

等方面及時反映，以便分析異常原因，及時提出解決方法；

基坑工程的施工必須完全按照設(shè)計文件的要求去做，需要變更施工工藝和施工順序應(yīng)提前向設(shè)計人

員提出，設(shè)計人員重新計熨分析許可后方可進行變更。

由于各工程場地的地質(zhì)、環(huán)境條件千差萬別，在每個深基坑工程設(shè)計施工的具體技術(shù)方案的制

定中，必須因地制宜，切不可生搬硬套。

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土層錨桿施工工藝

(1)施工準(zhǔn)備

1.材料

(1)預(yù)應(yīng)力桿體材料宜選用鋼線線、高強度鋼絲或高強螺紋鋼筋。當(dāng)預(yù)應(yīng)力值較小或錨桿長度小

于20m時，預(yù)應(yīng)力筋也可采用II級或III級鋼筋。

(2)水泥漿體材料；水泥應(yīng)普通硅酸鹽水泥，必要時可采用抗硫酸鹽水泥，不得使用高鋁水泥。

細(xì)