探讨高层建筑深基坑施工技术

探讨高层建筑深基坑施工技术

随着大量土木工程在复杂地区的兴建，深基坑施工工艺愈加显得重要。在高层建筑建设过程中，路基支挡结构物的设计和施工也是人们必须设计研究的项目。本文结合具体高层建筑工程实例，根据地质条件、工期要求、机械设备配备状况，结合抗滑桩设计参数和试桩成孔情况，本工程灌注桩成孔工艺拟采用旋挖钻机干成孔工艺，地下水充足的部分桩采用旋挖钻机湿作业成孔工艺。深基坑施工采用的支护方式是锚杆挡土墙，这种挡墙对于岩石陡坡地区及挖方地区有利。

标签：高层建筑；深基坑施工；支护施工；工艺技术

0 引言

锚杆挡土墙可作为山边的支挡结构物，也可用于地下工程的临时支撑。在墙较高时，它可以自上而下分级施工，避免坑壁及填土的坍塌。对于开挖工程它可避免内支撑，以扩大工作面而有利于施工。同时由于其施工占地少，可缩小基础开挖面积，加快施工速度。这种挡墙对于岩石陡坡地区及挖方地区有利。

1 工程概况

该工程由酒店办公楼、商业裙楼及地下车库组成，占地面积约21476m2，建筑面积约26万m2。酒店办公楼65F/-6F，地坪标高以上塔楼高278.5m；商业裙楼6F～7F/-6F，地坪标高以上高42m。设计地坪标高±0.000=228.45m，-6F=202.05m。地下车库-6F，地坪标高以下地下车库高26.4m。拟建项目采用带伸臂桁架的混凝土框架-核心筒结构体系，核心筒采用钢筋混凝土，外框架柱10层及以下楼层采用核心钢管混凝土柱，其余上部楼层外框架柱采用钢筋混凝土柱，梁板为现浇混凝土结构，基础型式采用桩基础；设计初拟塔楼部位桩基础嵌入地下车库底板以下中（微）风化带基岩约30.0m。本基坑支护工程高度最高达到30米，支护展开面积15000多平方米。

2 旋挖桩施工

根据地质条件、工期要求、机械设备配备状况，结合抗滑桩设计参数和试桩成孔情况，本工程灌注桩成孔工艺拟采用旋挖钻机干成孔工艺，地下水充足的部分桩采用旋挖钻机湿作业成孔工艺。施工顺序严格按照跳桩法施工，避免依次施工而人为形成临空面造成滑坡等灾害。对于塌孔严重的桩，采用旋喷工艺加固土体后再旋挖成孔。混凝土采用商品混凝土，钢筋笼一次绑扎预成型、主筋采用直螺纹套筒连接，分段后吊装孔口连接，利用导管水下灌注桩身混凝土的施工方法。

2.1测量放线定桩位

依据设计图纸的桩位进行测量放线，使用全站仪测定桩位。在桩位点打300mm深的木桩，桩上标定桩位中心，并采用“十字栓桩法”做好标记，并加以

保护。

现场测量人员分成两组，一组测量、一组复核，经组团总工确认后，将测量结果报请监理复核，复核无误并签字认可后，方可施工。挖孔前应再次测定桩位，确定无误后方可进行开挖工作。

2.2桩机就位

液压多功能旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4°，所以钻机平台处必须碾压密实。调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。

2.3钢护筒埋置

根据桩位点设置护筒，护筒的厚度为δ10，每节2m，内径应大于钻头直径100mm，护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%，护筒与坑壁之间应用粘土填实。施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1.5m。护筒应高出地面20-30cm。

2.4旋挖钻进

当钻机就位准确，即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳，提斗要慢，特别是在孔口5～8m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正。

2.5桩孔验收

桩孔成型后，对桩底进行清理，确保桩深偏差控制在±5cm以内。采用沉渣厚度的检测仪检测孔底沉渣厚度，该检测仪沉至桩底时，单向板（正常情况下只能向上滑动）受到沉渣的阻力停止下沉，探针在配重棒的作用下继续向下运动，直至遇到坚硬岩层，通过探针上的刻度尺可读出沉渣厚度的大小，如测出清孔的沉渣厚度不符合要求就可马上安排再次清孔，直至测出的沉渣厚度符合要求。自检合格后，立即报监理单位验收桩孔，以尽快进行下一道工序，以免因桩孔静置时间过长造成孔壁坍塌。

2.6钢筋笼施工

箍筋制作采用圆盘，调直重绕方式进行。钢筋保护层厚度满足设计要求，箍筋接头全部采用搭接。加劲箍要求采用焊接，单面焊缝长度不小于10d。大于12m的钢筋笼采用分段制作、主筋接头错开，保证在同一截面内，接头数目不多于主筋总根数的50%。

对直径和长度大的钢筋笼，为防止鋼筋笼吊放时扭曲变形，将加劲箍筋直径

加大为20mm。在钢筋笼四侧定位铁鞍马，直径同箍筋，使保护层达到设计要求。钢筋笼存放场地应平整，钢筋笼应先进行隐蔽验收方能下放，钢筋笼下放，确保钢筋笼标高，垂直度和保护层正确。严禁摆动碰撞孔壁，就位后焊制定位钢筋保证孔口位置正确。

钢筋笼下放到设计深度后，必须再次检查桩底沉渣厚度是否符合要求，如不符合，应将钢筋笼吊出重新用捞砂钻头将沉淀物清出孔位，要求沉渣厚度不大于5cm。合格后应在尽可能短的时间内再次放入钢筋笼，钢筋笼放下之后必须用较小的捞渣钻头进行二次清孔，进一步减少桩底沉渣厚度。

在加工钢筋笼的同时预设φ50×1.5mm的超声波无破损检测管，根据桩径的大小确定超声波无破损检测管的数量、检测管对称设置，管内应灌水检测水密性，合格后临时封闭管口，保证声测管内不渗入泥浆和水泥浆。当桩长大于20m时，在桩入岩面以上15m处至桩顶范围内的钢筋笼圆周均匀焊接3个铁鞍马，最上面一个铁鞍马距离桩顶（地梁底）300mm，铁鞍马厚度比保护层小10mm，然后用3mm厚三合板将钢筋笼围住，三合板上下及左右搭接长度为200—300mm，用12号铅丝绑扎，在桩身与桩孔之间形成一道隔离层。2.7安装混凝土导管

导管采用专用导管，每节长2～4米，导管第一节底管长度应不小于4m，内壁表面应光滑并有足够的强度和刚度，采用螺栓连接、“O”型密封圈防止漏水漏气。导管在桩孔内位置应保持居中，防止跑管撞坏钢筋笼。导管入孔后准确计算导管总长和导管底部位置，既要便于灌注混凝土，又要使导管距孔底高度刚好能放出隔水塞（水下浇注时使用）和混凝土。隔水塞采用砂袋内装同批次混凝土制作而成，大小以不漏气漏水和压出泥浆为宜。隔水塞用铁丝系住，悬挂于导管内水面以上0.2～0.5m。贮料灌注漏斗牢固连接于灌注导管上，防止贮料斗不稳定出现移位或倒塌。贮料斗体积应根据桩径及桩孔的水位（泥浆）高度通过计算确定，确保初灌后混凝土的埋管深度不小于规范規定值。

2.8灌注混凝土成桩

根据试桩情况，由于本工程桩孔内存有大量地下水，故本工程桩基采用水下自密实混凝土。灌注水下混凝土应确认混凝土供应能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。本工程混凝土采用商品混凝土，掺入缓凝剂后初凝时间在8-12小时之间。

首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要，经计算桩径D≤1.5m时，V≥2.5m3。在灌注过程中，导管的埋置深度宜控制在2～6m。混凝土的振捣采用导管反复插捣，插捣时要注意不得将管底提出混凝土表面。应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深。灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离控制在300mm左右。

3锚杆挡墙施工

3.1准备工作

平台搭设主要考虑钻机的重量、钻机移动、下锚杆等。施工用的原材料（钢管、扣件等），应具有厂家或有关单位的合格证明或说明，必要时还应进行抽样试验，以保证原材料的质量。脚手架钢管采用Φ48mm，壁厚3.5mm；横向水平杆最大长度2200mm，其他杆最大长6000mm，且每根钢管最大质量不应大于25kg。本工程的连墙措施采用镀锌铁丝与已完成的锚杆可靠柔性拉结。坡面采用φ48排架管搭设，平台面局部铺设5cm厚木板，用8#铁丝固定，施工活荷载为2.0kN/m2，剪刀撑跨越立杆6根，每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45度～60度之间。

3.2钻孔

开孔偏差小于10cm，有效孔深的超深小于20cm，端头锚固孔的孔斜率小于孔深的2%。对8m～12 m深度的锚杆孔采用MGJ—50锚杆钻机进行钻孔；对5m以下深度的锚杆孔，采用风钻和电钻进行钻孔。

3.3锚杆、挂网钢筋加工

所购买钢筋必须满足设计要求；有出厂质量证明书、标牌、说明书等。钢筋进厂后，先进行外观检查，外观无锈蚀、扭结、划伤刻痕等；然后按规定的数量和方法取样进行有关试验，试验合格后，方可用于锚杆、挂网钢筋加工。

严格按设计图纸及规范要求下料，填写钢筋下料表，经技术人员审核后进行钢筋下料工作。锚杆切断后挂牌编号分类堆放，并做好锚杆加工记录，记录内容包括加工日期、长度等，由加工人、值班班长签字；挂网钢筋编网完成，分类堆放，并标明网块尺寸规格等。

3.4注浆、下锚杆

下锚前，通过灌浆管用风将孔内积水吹干，8m以下的锚杆孔先注浆、后下锚杆；8m以上的锚杆孔下锚杆后，再利用下到距孔底约50cm的灌浆管进行注浆。

水泥砂浆的配比通过试验确定，28d的结石强度大于25MPa。

3.5挂网钢筋安装、喷混凝土

喷3-5cm混凝土后进行钢丝网和挂网钢筋的安装，挂网钢筋周边的搭接长度一般为20cm。喷砼采用PZ—5B小型砼喷射机按湿喷工艺喷射。同一梯段坡面喷砼时，采取分片分层依次喷射，喷射顺序由下而上，一次喷射厚度按GBJ86—85表6.5.1规定数据选用；分层喷射时，后一层应在前一层砼终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射，应先用风水清洗喷射面。

3.6锚杆、喷混凝土验收

锚杆按1%的施工数量进行抽样抗拔试验，达到设计抗拔力且原材料检验合格则认为合格。喷混凝土厚度平均≥设计厚度，且检点60%≥设计厚度，最小≥0.5设计厚度，且≥60mm；混凝土取样试验合格则认为合格。

4 结束语

高层建筑深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手，确保质量。良好的基坑支护施工技术，是整个工程施工顺利进行的前提与保证，是整个庞大工程的重要开端。因此，加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。

参考文献

[1]杨光华.深基坑支护结构的实用计算方法及其应用[M]，北京：地质出版社，2004

[2]卢新凡.基坑工程设计及施工阶段如干问题探讨[D].浙江大学硕士论文，2007

[3]徐杨青.深基坑工程设计的优化原理与途径[J].岩石力学与工程学报，2001

赵建华，（1965年—），男，本科，工程师，主要从事：建筑工程施工管理。