基于质量管理视角下深基坑土体支护技术探讨

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1、基于质量管理视角下深基坑土体支护技术探讨摘要：本文结合笔者多年的工作实践与研究，以具体工程为例，阐述了深基坑土体支护新技术—“高压旋喷加筋水泥土锚桩技术”，分析探讨围护结构设计方案与具体施工工艺，讨论了施工中易出现的问题，并提出了相应的处理措施。　　关键词：土体支护围护结构施工工艺问题处理措施　　　　一、工程概况　　本工程为杭州市某城市中心，由一栋主楼和两栋裙房组成，主楼和裙房的地下室部分连成一个整体，总建筑面积64791㎡，地下部分17747㎡。地上16层，裙房5层，地下2层，为全现浇钢筋混凝土结构。本工程基坑开挖面积约9370㎡，基坑围护周长约421m，基坑开挖深度为

2、9.23～9.83m，局部13m。　　二、复杂的水文、地质　　（1）场地内第①0层填土普遍分布，场地平均厚度约为2.40m左右，第①b层吹填土（淤泥质粉质黏土）以黏性土为主，局部夹粉性土，含少量植物根茎及有机质，系2000年前以人工吹填而成，属欠固结土，具有含水量高、孔隙比大、强度低等特点，尤其在积水洼地周围，该层土极为软弱。　　（2）基坑开挖深度范围内分布有厚度为12.50m～13.10m的第②3层砂质粉土，渗透系数达6.0E-04cm/s，富水性好，透水性强，在动水作用下易产生流砂、管涌等不良地质现象。　　（3）拟建场地浅部地下水属潜水类型，其主要补给为大气降水及地表

3、径流，勘察期间实测取土孔内地下水位静止水位埋深在1.40m～2.45m，设计计算时地下水位取0.5m。　　（4）场区内第⑦1层为第一承压含水层，其顶面最浅埋深为27.76m，基坑最大挖深13.13m、最浅承压水头埋深按3m估算。　　三、围护结构设计方案　　本基坑围护结构设计采用加筋水泥土锚桩支护，这是一种强有效的土体支护新技术，其特点是钻孔、注浆、搅拌和加筋一次完成，适用于多种土层中的基坑支护，在砂质土中效果更好。　　（一）工作机理　　（1）加固机理　　采用高压旋喷搅拌工艺，使水泥浆液与土混合搅拌形成大直径的水泥土桩体，其物理力学性能（强度、重度等）将有较大提高，但抗拉、

4、抗剪强度仍然较低；当在水泥土中加筋和锚固件形成加筋水泥土桩锚时，将有效提高其抗剪、抗拉强度；当加筋水泥土桩锚在软土层、砂层中排列组合成结构体时，则形成一种重力锚固式的主动支护与加固体，从而可有效控制土体位移、提高土体的稳定性。　　（2）能有效约束变形　　通过锚锭板和添加水泥外加剂，使水泥土体与锚索之间，水泥土体与原土体之间，能较快产生较高的粘结力，从而在软弱土层中能很快获得较高的锚固力，再通过预张拉，将对被加固边坡的变形产生有效约束作用（见图1、2）。　　（3）代替内支撑，改善围护墙体的受力条件　　通过多排桩锚产生的锚固力，有效地约束了围护墙的变形，同时多排桩锚对软土的加

5、固也减少了作用于围护墙的压力。此外，多排桩锚对围护结构的多点约束，大大降低了作用于围护墙上的弯矩，改善了围护结构的受力条件。　　该种支锚形式与传统内支撑围护相比，不仅在围护造价上有较为明显的优势，而且在坑内形成无撑大空间，可加快土方开挖的速度。针对本工程的特点，采用本方案可大大缩短地下室的施工周期。　　（二）围护结构设计方案　　本工程围护采用SMPa～18MPa。通过上述钻杆的中空通道,边钻进边搅拌注浆，钻进同时将3根φ15.2mm预应力钢绞线及锚头结构件带入设计深度，φ15.2mm预应力钢绞线强度标准值为1720MPa。钢铰线露于钢围檩外长度不小于700mm，3根钢绞线

6、要穿过钢围檩与其成90°。将钢铰线从圆孔中引出，在斜锚桩水泥土养护7d后再用锚具锁定钢绞线，每根钢绞线的锁定拉力值为200kN。在开槽挖土方过程中要防止碰撞钢绞线。　　五、施工中易出现的问题及其处理措施　　（1）施工注浆过程中如果出现断浆现象，应及时停钻，解决施工衔接问题后，重新进行注浆。　　（2）钢绞线安放应注意：钢绞线放入钻孔之前，应检查钢绞线的质量，确保钢绞线组装满足设计要求。钢绞线安放后不得随意敲击，不得悬挂重物。　　（3）注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完，并严防石块、杂物混入浆液。注浆作业开始和中途停止较长时间，再作业时宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵

7、及注浆管口。当旋喷外孔口溢出浆液时，可停止注浆。浆体硬化后未能充满锚固体时，应进行补浆　　（4）搅拌工艺在粉砂层地质中施工，容易出现塌孔，宜采用一次性钻头或旋喷搅拌等工艺来解决塌孔的问题，并设置防流砂装置。　　（5）布置灰浆制备系统应使灰浆的水平泵送距离不大于50m，确保送浆压力。泵口压力应保持在0.4～0.6MPa，防止压力过高或过小。　　六、结语　　经监测，在施工过程中，除个别点坑边水平位移报警外，其它如管线位移、搅拌桩的垂直度等变形指标都在设计和规范允许的范围内，基坑安全受控。同时采用该技术后，方便了挖土和地下室的施工，