论深基坑支护结构在实际工程中的应用

　　摘要：由于深基坑开挖的区域也就是将来地下结构施工的区域，甚至有时深基坑的支护结构还是地下永久结构的一部分，本文就深基坑支护结构，并结合实际工程，详细分析了其设计和施工，保证了地下结构和上部结构的工程质量。
　　关键词：深基坑支护，施工，结构
　　1工程概况
　　某工程总建筑面积38300m2，地下1层，地上27层，框架核心筒体结构，地下室部分属人防工程，建筑面积4890m2，平面形状呈多边形，基坑开挖深度分别为6.10m，7.70m和9.50m，基坑周边长度约为305m。
　　2地质情况与特点
　　施工场地内的地基土属滨海平原地貌类型，地形基本平坦。工程设计、施工有关的地下水属于潜水型，主要补给来源为大气降水等。场地内地下水对混凝土基础不具有腐蚀性，工程基坑处于杂填土，普遍较厚，经初步调查基坑周边无水、电力、通讯及煤气等地下管线。
　　3基坑支护设计
　　由于本工程地下室周边情况复杂，无空余场地，平面呈多边形，面积较大，经多方研究讨论出初步方案最后形成具体方案如下：工程西南侧因场地稍大，故先卸去1.5m厚的土，再用水泥土搅拌桩重力坝，支护体顶部设置200mm现浇钢筋混凝土压顶板。北侧、东侧距公共通道边线较近，支护墙体采用双排钻孔灌注桩套打于水泥土搅拌桩为止水帷幕的形式，钻孔灌注桩直径900mm，桩顶标高-1.85m，桩底标高-18.30m。根据基坑的平面形状，支撑采用水平角撑加斜撑的形式，支撑采用2H700×300双拼型钢作为主体支撑受力杆件，承受坑外土体的侧压力。基坑内侧沿支护墙体布置水泥土搅拌桩重力墩式加固体，加固体平面尺寸一般为4200mm×4200mm，墩式加固体中心距15m左右。在集水井或电梯井等局部落深的部位，其周围采用水泥搅拌桩挡土，深坑底采用压密注浆封底。
　　4支护结构支撑体系的施工
　　4.1支护结构的施工顺序
　　场地平整放线，探明障碍物，并根据需要妥善处理→施工止水搅拌桩及钻孔灌注桩、压顶→施工立柱桩及坑内加固体→坑内预降水→预留支护周边土体，分层开挖地下土方至设计标高，先施工地下室中心岛基础底板及混凝土支墩→安装水平钢支撑和斜支撑，并预加顶力→在支护结构、止水结构及加固体达到设计要求后分层开挖周边剩余土方至设计标高→施工二次基础底板并设置底板与支护结构间的传力带→拆除钢支撑，继续施工主体结构。
　　4.2水泥土搅拌桩与压密注浆的施工
　　1)施工前进行试成桩，确定水泥掺合比、泵送时间、搅拌机提升速度和复搅深度，以满足设计要求。搅拌桩施工采用二次搅拌工艺，喷浆搅拌时钻头提升(下沉)速度不宜大于0.5m/min，钻头每转一周的提升(下沉)量以1.0cm～1.5cm，确保有效桩长范围内桩体强度的均匀性。
　　2)水泥土搅拌桩预搅下沉时不得采用冲水下沉，以免影响搅拌桩桩身强度。经过人工填土和粉土层时，设挡控制提升速度和水泥用量。制备好的浆液不得离析，不得停置时间过长，超过2h的浆液应降低等级使用。
　　3)水泥土搅拌桩应采用连续搭接的施工方法，相邻搅拌桩要求错位咬合，搭接长度0.2m，且应连续施工，相邻桩施工间隔不得超过12h。
　　4)水泥土搅拌桩的养护期不得少于28d，坑内加固土体无侧限抗压强度qu≥1.0MPa时方可开挖基坑。施工时根据土方开挖的时间要求，掺入适量的外加剂以利于提高早期强度。
　　5)施工桩身垂直度偏差不大于1/100，且尽量不出现向坑内倾斜的情况，桩位偏差不大于50mm。
　　6)搅拌桩水泥采用普通硅酸盐水泥，浆液水灰比采用0.45～0.50。
　　7)重力坝及土体加固的水泥重量掺合比采用为：a=15%；套打钻孔灌注桩的水泥重量掺合比采用为：aw=8%。
　　8)压密注浆孔间距1000，注浆材料可采用普通硅酸盐水泥，水灰比0.5～0.6，单个注浆孔浆液扩散半径不小于700mm，注浆压力为0.2MPa～0.4MPa。
　　9)加固体与支护体紧密结合。
　　水泥土搅拌桩重力式挡土墙如图1所示。
　　
　　4.3钻孔灌注桩施工
　　1)钻孔桩施工前，先探明和清除桩位处的地下障碍物。
　　2)成孔不允许有缩径、坍孔、孔斜现象。有效桩径确保设计桩径，若发生，应及时进行处理。
　　3)钻孔桩垂直度不大于1/2000，并尽可能不向坑内偏移。
　　4)成孔时护壁泥浆比重宜控制在1.10～1.20，若出现塌孔现象时，可再加大比重，但清孔后的泥浆比重应不大于1.15，以保证桩的质量。
　　5)清孔后的孔底沉渣不得大于200mm。
　　6)钻孔灌注桩混凝土强度等级C30(水下)，在浇筑水下混凝土时应严格按照规范施工，混凝土的充盈系数不小于1.0，但不宜大于1.3。桩顶凿除至设计标高后，混凝土的强度必须满足设计要求。
　　4.4钢支撑与顶圈梁
　　1)待地下室中心岛基础底板及支墩混凝土的强度达到设计标号后再进行钢支撑安装。
　　2)钢支撑设置后及时施加预顶力，每道支撑的预顶力50t。地下先期中心岛施工的底板上预设钢支撑支墩，每个支墩承受270t(标准值)撑力。
　　3)钢支撑材料型号为H700×300×14×14，2H700×300双拼型钢为格构式杆件，型钢的中心间距为800mm。所有主体支撑受力杆件均由H700×300的型钢联系梁连成一体。型钢加强板连接件采用12mm的钢板。支撑焊条采用507号焊条。
　　4)由设计单位复核其强度。为确保该底板能提供足够支墩反力，后期施工的底板与水泥土搅拌桩之间设置传力带。
　　5)顶圈梁及压顶板采用现浇钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30，钻孔桩顶伸入圈梁内50mm，桩顶钢筋与圈梁钢筋焊接。顶圈梁受力钢筋采用焊接连接形成整体以保证连接处的受拉强度。
　　6)后期土方开挖与支撑设置密切配合，施工前做好充分准备，保证开挖不碰到钢支撑。分层开挖边坡土方，减少支护变形，严禁超挖。
　　7)待后期周边基础底板混凝土强度达到要求，并经设计同意后，方可挑格拆除钢支撑。
　　4.5土方开挖与降水
　　1)基坑开挖前两周进行坑内预降水，降水深度为坑底以下0.5m～1.0m；降水过程中严密监测坑外地下水的变化情况，坑内降水不应影响坑外的地下水，坑内外设置观察井。

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