超大超深基坑复合围护施工技术

江苏建筑　２０１０年第５期（总第１３６期）　

超大超深基坑复合围护施工技术　

刘斌　

（江苏江中集团有限公司，江苏南通２２６５００）　

［摘　要】　文章详述了复合围护方案，在造价低、周边地质环境复杂的情况下，巧妙地解决了深基坑围护难的问题；并对几　

种支护形式进行了分析和总结，体现了设计和施工中应考虑的安全性、经济适用性原则。　

【关键词］　超大超深基坑；预应力锚杆；微型桩；预支护；复合围护；施工技术　

［中图分类￣－］ＴＵ７５３．６２［文献标识码］Ｂ［文章编号］］００５—６２７０［２０１０）０５—００４４—０３　

Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｓｕｐｅｒ－Ｌａｒｇｅ　ａｎｄ　Ｕｌｔｒａ－　

Ｄｅｅｐ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｉｔ　

ＵＵ　Ｂｉｎ　

（Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｊｉａｎｇｚｈｏｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｊｉａｎｇｓｕ　２２６５００　Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ｉｎ　ｓｕｃｈ　ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ　ａｓ　

ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｈａｒｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｆｏｒ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　

ｉｓ　ｓｏｌｖｅｄ　ｓｋｉｌｌｆｕｌｌｙ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｌｓｏ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ａｎｄ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｆｏｒｍｓ　ａｎｄ　ｅｍｂｏｄｉｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎ－　

ｃｉｐｌｅｓ　ａｓ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ　ｉｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ；ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ａｎｃｈｏｒ；ｍｉｃｒｏ——ｐｉｌｅ；ｐｒｅ——ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　

１工程概况　

联邦名都二期工程位于石家庄市中华大街和裕华路交　

叉口的东南角，其基坑长１５６　ｉｎ、宽１３５　ｍ、槽底深１６　ｍ，电　

梯井、消防水池等局部加深部位达ｌ９．５／７１，拟建４层整体地　

下室．上部４层连体裙房为商铺，共５栋主楼，其中两栋公　

寓３５层．两栋办公楼４５层，一栋拟建９０层约３００　ｍ高的　

大酒店，总建筑面积约３８万ＩＴＩ：：基坑南边紧靠市十一中　

学，北边紧挨裕华路，东边毗邻商铺楼，西边是小公园，其中　

西、北坑边紧靠市政排污管道、国防光缆和雨水沟，污水沟　

内常年流水深达２　ｍ，东、南坑边紧邻现有建筑物地下室、　

排水沟和电缆沟。该基坑周边地质和管网情况复杂，为节省　

造价和工期，业主拒绝用灌注桩同护，如何确保深基坑的安　

全稳定性，这给施工提出了极大的挑战。　

２支护方案的选择　

基坑护坡根据场区地质条件．拟建建筑与周边建筑物、　

道路、地下管线的位置关系及结构施工时的坡顶堆载要求　

等．本工程基坑据周边环境分为４个剖面进行支护：　

１一ｌ剖面：为基坑北侧、西侧存在排污管线；　

２—２剖面：为基坑南侧边坡，紧靠５层教学楼；　

３—３剖面：为基坑东侧，距商铺较近；　

４—４剖面：基坑东北侧，没有商铺。　

上述４个剖面边坡上部４．０　ｍ均为已挖直坡，４．０　Ｉｎ以　

下部位１一ｌ剖面、２—２剖面为１：Ｏ．５放坡。３—３剖面、４－４剖　面为１：０．２５放坡，其中１—１剖面东侧及北侧局部因有污水　

管线、雨水管线，第一排土钉不能施工，在该部位采用地锚、　

微型桩加固；３—３剖面、４—４剖面距商铺较近．第１、２步土钉　

长度受限制，为有效控制变形，采用微型桩预支护复合土钉　

墙支护，其他剖面采用复合土钉墙支护，详见图１～图５。　

图１基坑支护平面布置图　

２．１土钉墙设计方案　

本基坑支护区土钉墙基本参数及设计要求详见图ｌ一　

图５　

２．２护坡施工要求　

２．２．１钢筋网加工要求　（１）钢筋网片均应与上部搭接，给下步留茬，搭接长度　

［收稿日￣１１２０１０—０４—０８　

【作者简介】刘斌，（１９７２一），江苏江中集团有限公司，高级工程师　

一级注册建造师，从事项目技术管理。

　江苏建筑　２０１０年第５期（总第１３６期）　４５　

图２剖面３—３　

＼！：！Ｉ　

１．Ｉ。Ｉ．１－Ｉ－Ｉ．Ｉ．Ｉ．１　

图３剖面４—４　

图４剖面１—１　

图５剖面２—２　

不小于３５　ｄ（且不得小于３００　ｍｍ），端部为１８０。弯钩，弯钩　

长度为１０　ｄ（约６５　ｍｍ），在同一平面上的接头不得大于　

５０％。　（２）钢筋网片与坡面间应垫空，以保证钢筋保护层厚度　

不小于２０ｍｍ。　（３）喷混凝土施工时，喷枪距坡面０．６　ｍ～１．２　ｍ自下而　

上垂直喷射。　

２．２．２其他施工要求　

（１）因基坑边坡临近现状建筑物、道路，其周边可能分　布多条地下管线、管沟，基坑支护施工时应仔细考察其位　

置、尺寸、埋深等情况，并进行有力保护。　

（２）施工期间，尤其在土方挖运过程中应加强对边坡变　

形的监测。　（３）边坡局部渗漏时应设置导流管导水，防止侵水事故　的发生。　３具体方案与实施　

３．１土钉墙施工　

３．１．１　工艺流程　

基坑支护区土钉墙施工工艺流程为：开挖工作面一修　整坡面一放线定位一用洛阳铲成孔一插筋一堵孔注浆一绑　

扎、固定钢筋网一压筋一喷射混凝土面层一混凝土面层养　

护一下步工作面开挖。　３．１．２施工工序　

（１）坡面施工　基坑开挖过程中与土方队及时协调、密切配合，按设计　

坡比开挖，严禁超挖，及时修坡，保证坡面平整度。坡面稳定　

性不好的部位减少每步开挖深度和长度，或先喷射一层细　

石混凝土后再进行锚喷施工。　

（２）土钉施工　①坡面经检查合格后，放线定锚孔位置，用洛阳铲成　孔，成孔直径不小于设计直径；②检查孔深、孔径、锚筋长度　

合格后．及时插入锚筋和注浆管至距孔底２５０　ｍｍ～５００　ｍｍ　处，及时注水泥浆并二次压浆，孔口部位宜设置止浆塞；③　

水泥浆水灰比宜为０．４０～０．５０；④冷弯弯钩长为２００　ｍｍ，与　

锚筋成９０。，必要时采用双弯钩：⑤锚筋沿长度方向每隔２　ｍ　

用ｑｂ６．５钢筋焊一个三角形托架，使土钉居于锚孔中心。　

（３）编网施工　将中６．５的钢筋编成＠２５０　ｍｍ￣２５０　ｍｍ的网片．用插　入土中的ｑｂ６．５的Ｕ形卡固定：土钉墙面层及钢筋网大样　

具体详见图２一图５。　

（４）喷混凝土施工　

①在锚筋头部做喷射混凝土８０　ｍｍ厚标记。②隐蔽检　

查合格后喷射１００　ｍｍ厚Ｃ２０细石混凝土．配合比为水泥：　砂：石：１：２：２，混凝土坍落度为４Ｏ　ｍｍ～６０　ｍｍ。③喷混凝土施　

工时喷枪距坡面应保持０．６　ｍ～１．２　ｍ距离，自下而上垂直　

坡面喷射。　

３．１＿３施工要求　（１）土钉墙施工允许偏差应符合规范的要求，确保施工　

质量。　

（２）严格按施工程序逐层施工，严禁在面层养护期间抢　

挖下一步土方，面层养护２４　ｈ后方可进行下步土方开挖。　

３．１．４施工措施　（１）由于地质条件、施工的复杂性，基坑各边坡地坪标　

高不一致，基坑深度也不同，边坡土钉的排数可能发生变　

化，土钉长度和间距应根据实际情况由技术人员做相应调　

整。　

（２）因地下障碍物而无法按设计孔位或设计长度进行　

成孑Ｌ施工，可适当调整土钉入射角度、间距和位置，以避开　地下障碍物。当土钉间距调整幅度超过０．５　ｍ或成孑Ｌ深度　

比原设计孔深少Ｏ．５　ｍ以上时．施工现场技术人员应与设　

计人员协商解决。　

（３）成孔过程中因遇地下水而缩颈、塌孔现象，可采用　

如下方法之一解决。　ｒＬ　Ｌ　Ｊ＿　Ｊ＿　ｒ　Ｌ

　江苏建筑　２０１０年第５期（总第１３６期）　①成孔后立即下土钉并随即注浆；②已缩颈的土钉孔　

应二次成孔以保证孔径；若二次成孔无法保证孔径，应在相　邻处补孔；③若现场地层情况与原勘察报告有较大出入，缩　

径、塌孔严重而无法用洛阳铲成孔．应及时与设计人员协　商。可采用钢管花管作土钉打入土体并灌注水泥浆，或采用　锚杆机成孑Ｌ；④当周边地下管线距基坑较近（小于２　ｍ），管　

线埋置范围较大时，可采用加长、加密土钉支护措施。当管　线自身高度小于１．５　ｍ。采用喷锚支护时上下土钉应错开管　沟位置。　

（４）基坑开挖过程中如因土质松散而局部土体不稳定，　可采用以下方法处理。　①视土质情况减小开挖深度；②开挖后立即喷射一层　

４０　ｍｌｎ厚砂浆或混凝土，再进行土钉施工；③若不稳定土体　已塌落，视塌落土体大小用编织袋或草袋等物体装土填充密　

实后，挂钢筋网或进行压力注浆，再进行下一步工序施工。　（５）施工中边坡出水而影响坡体稳定时可采取下列处　

理方法。　

①首先与建设单位密切配合，了解施工场区周边地下　管线（上、下水、污水、雨水及消防等）是否有渗漏现象，及时　

切断水源并进行补漏和堵截。　②可采取在边坡设置导流花管的方法将土体中水导　出．基槽内设置盲沟和集水井．用水泵将水尽快排出基槽。　③增加边坡监测次数，做好记录并及时上报。　（６）边坡水平位移发生突变，地面产生较大裂缝，位移　

未有收敛迹象时采取如下处理方法。　

①立即封锁该区路面，禁止各种车辆及无关人员通行；　及时通知设计人员到场。　②尽快采取坡后卸荷，坡脚堆土或内支撑等方法减缓　

边坡位移。　③缩短边坡监测周期，同时尽快分析事故原因，找出最　有效的解决方案避免事故继续恶化，保证工程顺利进行。　

３．２预应力锚杆施工　根据设计基坑四侧都涉及到预应力锚杆的施工，在土　

方施工的同时留设张拉锚杆工作面（锚位以下５００　ｍｍ）。预　应力锚杆的施工采用带套管锚杆钻机湿作业配合中心压浆　

护壁干作业成孔施工工艺，见图６。　

妊　垡　

图６预应力锚杆施工图　

３．３微型桩支护施工．图７　

（１）桩位放线　按照设计图纸中的控制点放桩位．施工前由技术员复　

测后，才能施工。　（２）钢管加工　

依照设计图纸制作焊接钢管。要求焊工须持证上岗。焊　缝应饱满、表面平整，厚度、宽度满足规程要求，焊条采用　图７微型桩施工　Ｅ５００３焊条　检验合格后的钢管应按规格编号分层平放在平整的地　

面上．防止变形。　（３）钻机就位　钻机司机在地面人员的指挥下．将钻机钻头中心点对准　

预先放好的桩点位上，调整钻杆及钻机支腿，保证钻杆垂直。　

（４）成孔　．　每次钻孔前，应在准备好相应施工材料的情况下，方可　

开钻。钻进时注意导向，遇到孔塌、偏斜、弯曲时应分析原因　

并采取措施进行处理。　

每次成孔记录员应作好测量工作。记录必须及时按表　

格要求认真填写，要求记录数据完整真实，不得涂改，交接　班时要交代钻进情况及下一班应注意的事项。　

（５）插入钢管　钻孔结束后，及时插入钢管，并力求钢管垂直，位于孔　

中心位置。　（６）埋设注浆管和注浆　插入注浆管，位于钢管内部，然后注浆。注浆完成后，视　

浆液面下降情况及时补浆。　

（７）养护　对桩体进行覆盖养护，避免扰动。施工测量、监测方法、　

仪器、施测精度满足相关规范和监理要求；护坡工程确保边　坡及周边地上地下建筑物、道路、地下管线的安全稳定，满　

足后续结构工程施工要求。　

４支护形式分析与总结　（１）“素混凝土护壁”对于开挖深度较浅、荷载较小和具