1 引言

随着城市地下空间开发与利用的日益扩大，进一步推动了岩土工程的科技进步，深基坑支护技术得到了快速发展。例如，围护结构方式有地连墙、灌注桩和钢板桩等，内部支撑方式主要有钢支撑体系、混凝土支撑体系、钢与混凝土组合支撑体系，以及及锚索体系等。深基坑支护和施工在技术层面已经较为成熟，在深基坑工程领域被广泛的应用，并获得了丰硕的技术成果^[1]。深基坑工程工况各不相同，施工过程中要严格结合现场地质条件类型、基坑开挖的深度及施工周边环境等因素来选取适宜的支护体系。在低碳绿色环保的大环境下，针对老城区狭窄支护条件下的基坑工程，科学选择支护方式，在确保施工作业安全的前提下，找到基坑质量安全与经济的最佳平衡点显得尤为关键^[2]。

1 工程概况

1.1 工程基本概况

合肥某一租赁住房EPC工程总承包项目位于瑶海区，总占地面积约26亩，总建筑面积约5.9万平方米。主要建设内容包括3栋高层住宅、2栋服务配套楼、一栋配电房以及相应附属道路、室外管网综合、绿化和地下两层的车库等。基坑总面积约1.24万平方米，周长487.32米，基坑开挖深度5.1米至10.2米不等，施工现场基坑平面及周边环境概况如图1所示。

1.2 基坑周边环境

地块位于合肥一中新校区南门对面，地块北侧接城市绿带、西侧为安徽财贸职业学院，南侧毗邻裕东景园居民小区，东侧与和平小学二小相邻；周边环境特点主要体现为四周均为建构筑物，对施工的影响较大，同时还存在地下电缆、自来水和燃气管道等设施。

图1 基坑支护平面图

1.3 场地地质条件

本工程微地貌类型为岗地，属江淮地区波状平原单元地貌，现场基坑土层类型主要为①层杂填土、②层黏土、③层黏土。

场地内土层中稳定水位标高17.53m～18.55m，对基槽开挖存在一定影响。基槽开挖深度内将涉及到填土中的上层滞水，上层滞水分布不均，受地表水体、大气降水影响较大。

1.4 降排水工程设计

根据地勘资料各层土质参数，基坑内部集水明排，坡顶设置截水沟。

1.5 基坑支护工程设计

表 1 基坑围护设计参数表

注：1.带*的为经验值；

2.表中各土层的抗剪强度值系本次试验结果标准值，《合肥市深基坑工程管理规定》合建设〔2016〕7 号， 抗剪强度指标 c 值需乘以折减系数 0.7，Φ值无需折减。 黏土的 c_k 值不得超过 60kPa^[3,4]。

表 2 土钉墙设计参数

2 支护方案设计

综合考虑地质因素、挖深情况、环境因素等，按照“安全可靠、施工方便、技术可行、经济合理”的原则，本项目支护方案如下：1)、基坑北、东、西三面采用“钻孔灌注护桩+斜支撑形式”。灌注桩直径为1000mm，混凝土强度等级为水下C30，斜撑采用钢格构斜撑。2)、基坑北面采用“土钉墙支护”形式。土钉墙的锚杆土钉采用Φ18螺纹钢筋制作，长度按照规范要求焊接，每隔1.5m焊接一组对中支架，用ø6.5钢筋制作。锚头前端采用纱布或水泥袋缠裹保证其不受水泥浆的影响。土钉墙采用的锚管规格为ø48×3.0焊接管，锚管一端采用尖头形式。每间距600mm设一出浆孔在钢管插入土端前1/3段，为防止堵孔采用焊接的薄钢片加以覆盖，注浆材料的规格采取P.O42.5级水泥净浆，所选用浆体的设计强度宜大于20MPa。土钉墙采用型号为φ8的钢筋按照200mm×200mm网格方式编制，其中钢筋网格节点采用型号为40.5低碳扎丝绑扎。Φ8型号钢筋在施工前应张拉调直，每段钢筋采用焊接连接方式。钢筋网片编制完成后，用2根Φ16的连接筋与锚杆采用点焊形式连接，各焊点均应焊牢，采用C20喷射混凝土，喷浆厚的取80mm。

3)、局部采用“双桩”和“桩锚”支护形式。“双桩”均采用直径为1000mm，混凝土强度等级为水下C30的灌注桩。“桩锚”的锚索直径采用Φ150、间距为1.8m，倾斜角为20度，锚索总长为12m-15m，自由段长为5m-6m，钢绞线规格为1860φ7.5的钢绞线，桩采用直径为1000mm，混凝土强度等级为水下C30的灌注桩。

4)、集水坑、电梯井、承台、筏板深浅交接处等局部深坑部位采用1:1自然放坡开挖。

3 基坑支护施工技术

3.1 挂网喷浆施工

挂网喷浆施工基本流程为：分层挖土→人工修坡→注浆→铺设面层钢筋网→喷射砼面层等步骤。

施工技术要点：

①　坡顶放坡段、坡顶钢桩至护顶段需做喷射混凝土硬化处理。

②　喷射用细石混凝土型号为C20，水泥:砂:石重量比为1:2.0:2.0；水灰比宜在0.40至0.45；粗骨料粒径宜小于12mm。

③　面层厚度为80mm，坡面采用铺设钢板网，加喷混凝土，一次成型。喷射混凝土初凝时间要求不大于10min，终凝时间要求不大于30min。

④　细石混凝土喷射时，可适量加入外加剂或掺合剂来进一步控制凝固时间。

⑤　喷射作业应分段、分片依次进行，喷射顺序应自下而上。

⑥　喷射混凝土1天强度≥5MPa；3天强度≥10MPa。

3.2 冠梁施工

施工顺序为：确定桩顶标高和锚入冠梁内深度→凿除桩头→清理桩头凿毛→刻槽支模板→架立钢筋→确保灌注桩主筋锚入冠梁，桩头钢筋锚入冠梁长度≥35d，桩头锚入冠梁50mm。

3.3支护桩施工

钻孔灌注桩工艺流程：检测桩位——埋设护筒——旋挖机就位——钻孔——清孔、排渣——下钢筋笼——混凝土浇筑。

施工技术要求：

①　支护桩混凝土等级为水下C30。

②　钢筋笼加工、制作宜采用分段形式，在其起吊、运输和安装过程中应并注意防止形变，吊点应设置合理、科学，一般在加强箍筋位置，在分段沉放施工时，纵筋连接按要求必须采用焊接方式，保证焊接施工质量，在钢筋笼同一截面上连接接头数量宜小于50%，其相邻连接接头距离设置为35d且要求大于500mm。

③　钢筋笼制作主筋、箍筋间距，钢筋笼直径等要在允许偏差范围内。

④　桩纵筋连接方式宜采用连接长度为10d的单面焊，施工时定位加劲筋和纵筋全部采用焊接形式，纵筋和箍筋交接位置要求应焊接牢固。施工过程中钢筋笼的外侧按照要求需设置垫块，来确保钢筋保护层的有效厚度。

⑤　钢筋笼安放就位前，必须清除孔底沉渣，桩底沉渣 ≤ 200mm。

⑥　混凝土必须连续浇筑，对浇筑过程中出现的一切故障应记录备案。

⑦　钻孔桩应采用“跳桩法”施工。

⑧　混凝土浇筑过程中，导管应一直埋在浇筑的混凝土中，禁止导管漏出混凝土面，施工中导管埋入深度宜在2米至3米范围内，按要求不得小于1米，一次提管长度按照规范不得超过6米，防止施工中钢筋笼出现上浮。

⑨　桩平面定位应准确，桩位偏差不宜大于50mm，垂直度偏差不宜大于1%。

3.4 桩锚施工

3.4.1 桩锚工艺流程：

桩锚工艺流程如图2所示。

图 2 桩锚施工工艺

图 3 预应力锚索锚头节点大样

3.4.2 工艺设计

本工程根据不同施工段地质环境条件不同，局部采用三道锚索施工：

第一道锚索中心标高约为-2.8m

第二道锚索中心标高约为-5m；

第三道锚索中心标高约为-7.2m。

锚索直径采用Φ150、间距为1.8m，倾斜角为20度，锚索总长为12m~15m，自由段长为5m-6m，钢绞线规格为1860φ7.5的钢绞线。

3.4.3 施工技术要求

①　预应力锚索在现场施工时要采用专业钻机，当出现塌孔时宜采用跟管钻进工艺，当不塌孔时采用螺旋干钻机施工。锚索钢绞线采用规格为7 Φ5的型号，在每间隔1.5米位置处设置一道对中支架。

②　预应力锚索施工时按照二次加压工艺，注入P.042.5纯水泥浆，现场施工时第一次加压采用低压灌浆，其中水灰比在0.45~0.50范围之间，第二次加压采用高压劈裂注浆工艺，水灰比控制在0.45~0.55范围内，注浆时的压力在2.5~5.0 MPa范围内，此外，还应防止出现注浆管爆破。

③　锚索张拉施工前应保证锚固段强度达到设计或规范规定值，在正式张拉施工前需先按照20%的设计张拉荷载张拉，预拉施工1到2次，按照设计荷载的1.05至1.1倍进行超张拉施工，在张拉稳定5到10min后，再退至0，后加锁片，最后加荷载至规定荷载时进行锁定。

④　锚索施工时需按照规范要求留取自由段，自由段按照要求采用外套波纹管处理。

⑤　锚索端头按照施工规范作绑扎处理，减少锚索预应力损失。

3.5 钢支撑施工

钢支撑施工流程须根据现场相关工序（土方开挖等）总体施工进度进行协调、统筹安排。一般施工工艺流程如下：①开挖至第一道钢支撑上端2-3公分→②凿出顶圈梁中的预埋件→③焊接支座和托架→④人工开槽安装架设第一道钢支撑。

图 4 钻孔灌注护桩+斜支撑剖面图

3.6 土钉墙施工

挂网喷砼施工工序为：土方开挖—修坡（机械、人工）—定孔位—安放锚管及土钉—注水泥净浆—编制钢筋网—焊连接筋—喷射面层砼的工序进行快速施工。

该租赁公寓项目土钉墙支护施工时采用C20型号混凝土，按照规范要求采用双向筋绑扎，在铺设时规范要求每边搭接长度控制在大于等于300 mm，施工时在土钉处设置竖向长500毫米的B16规格加强钢筋、横向处按照通长设置B16规格钢筋，与锚杆采用点焊形式连接，各焊点均应焊牢。

1）注浆施工时采用P.O42.5 复合硅酸盐水泥，水灰比控制在0.4~0.5之间，水砂比按照0.5∶1.0设置，注浆时所采用的水泥量控制在50 kg/m（或二次注浆压力宜大于3.0MPa），注浆锚强度应≥10MPa。

2）土钉施工时选取的是钻机成孔工艺，钻孔长度与规定的施工长度相比长500 mm，土钉的最佳直径大小宜110mm。

3）土钉施工采用二次注浆工艺。首次采用常压注浆，第二次采用高压注浆工艺，注浆的高度需按照设计要求达到土钉长度的一半，注浆压力≥3.5MPa，第二次高压注浆一般在初次常压注浆12至24 小时后完成，二次注浆施工时采用的水泥用量为50 kg/m^[5]。

3.7 变形观测

结合本租赁公寓项目所在的地质环境和开挖的基坑深度，本工程的基坑支护监测项目主要有基坑邻近构筑物沉降观测、地下水水位变化和施工降水对周边环境的影响及围护结构水平位移等。观测点的坐标误差、测站高差误差最小值分别3.0mm和0.5mm。支护结构的水平位移、地表沉降、降水含沙量的报警值分别为30mm和25mm、1/20000。该项目基坑变形观测单位具有相应资质，通过观测数据表明：基坑变形量在可控范围内，基坑处于稳定状态。

5 结论

（1）本文以某基坑支护施工为例，工程实践表明：采用多种单一基坑支护方法相结合的复合支护结构体系，充分利用各单一支护结构的优点，从经济、技术与施工工艺等方面实现效益最大化，此设计方法简单、安全可靠、准确性高、适用性强。

（2）在周边可利用空间狭窄的深基坑施工时，需结合基坑周围可用空间环境、基坑要求开挖的深度和开挖土层地质环境等因素，灵活应用，尤其是处于老旧城区的深大基坑工程，更需要合理采用支护工艺，根据施工现场情况选用最佳的支护工艺方案。

（3）本租赁公寓项目结合老城区狭窄场地的深基坑工程，对不同区域分别采用“钻孔灌注护桩+斜支撑形式”、“土钉墙支护”、局部采用“双桩”和“桩锚”等多种组合式支护工艺方案，可以有效保证基坑开挖的施工安全以及对周边环境起到很好的保护作用，满足了该项目的施工进度，取得了一定的经济效益，该技术可以对类似工况下的基坑工程具有一定的实用价值和借鉴作用。

参考文献

[1] 李广,杨泽平,张敏思,等.复杂环境下深大基坑逆作法拉森钢板桩支护设计[J]. 建筑结构 ,2021,51(22):141-146,108.

[2] 刘明,任文天.多种支护方式在深基坑工程中综合运用的工程实例[J].中国新技术新产品, 2016(16):3.DOI:CNKI:SUN:XPJX.0.2016-16-061.

[3] JGJ 111-2016，建筑与市政工程地下水控制技术规范[S].

[4] JGJ120—2012，建筑基坑支护技术规程[S].

[5] 曹国意.建筑工程深基坑开挖支护施工技术研究[J].工程建设与设计，2022（24）：135-137.