《小型超深基坑支护施工技术》
单 位:抚顺中通建设（集团)有限公司
姓 名:刘晓龙
小型超深基坑支护施工技术
刘晓龙
【摘要】基坑开挖较深，基础持力层坚硬,土层复杂,施工场地狭小,深基坑施工时需采用护壁桩。采用大型机械成桩，施工场地受限，并且成本较高;采用人工挖孔桩施工进度较慢，影响施工进度。经研究与实践，采用小型钻孔机成孔，钢管混凝土桩做护壁，既能减少成本，又能有效的加快施工进度.
【关键词】小型深基坑 小型钻机 钢管桩 基坑支护
1。工程概况
在抚顺海新河污水处理厂提标改造工程二标段施工中,东侧的粗格栅进水泵房基础深度超过5m，为深基坑基础。建筑物长19m,宽为16m,属小型深基坑。建筑物的±0.00标高相当于86。3m,自然地面标高为-1。5m,基坑底板垫层标高为—10。8m。本工程场地位置原为垃圾堆放场，垃圾厚度为自然地面下4m～5m深。基坑南侧2。5m为进入现场唯一施工通道，北侧9m远为铁路，西侧4m远为新建建筑物,东侧可设为运输通道(图1）。
图1 基坑支护平面图
根据勘察单位提供的地质报告，拟建场地由以下土层组成：①层为杂填土,主要为垃圾深度在4m~4。8m②层为粗砂层,深度为3.7 m~5.3 m③层为圆砾层,深度在3。5m～5.2m④层为玄武岩,深度在5.1 m～7.8 m。勘察期间揭露地下水稳定水位埋深2.40—4。70米，稳定水位标高82.42—80.30米.
2。基坑支护方案选择
基坑支护有多种形式,对本工程主要以桩体支护为主，桩体有如下几类:①螺旋钻孔灌注桩②人工挖孔灌注桩③钢管桩④预制桩等。
因施工现场狭小，施工工期紧，组格栅进水泵房的施工进度将影响整个工程总体施工进度。
综合分析，采用大型机械成桩，施工场地受限，并且成本较高；采用人工挖孔桩施工进度较慢；采用钢管桩施工,能降低成本，加快施工进度，但是由于土层原因（垃圾层为4m厚），所以只能在4m以下设一道锚杆,所以钢管桩的入岩深度有一定要求.
3。主要施工方案设计
3。1支护设计
本工程基坑支护设计采用ø 300钢管桩桩锚支护，钢管桩长为10m～12m,壁厚6mm,桩间距为300mm，钢管内用C20混凝土灌实.锚杆为一排，2道20a槽钢作围檩。桩间喷射混凝土，面层内置50×50钢丝网，桩顶设置400㎜×300㎜截面通常锁口梁。
计算依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99)。
(1)采用M法计算，抗隆起、抗倾覆、抗渗流验算结果
1。计算的抗隆起安全系数为Kwz=[25。00×22.25+（21。00×4.50+0。00）×11.85]/［20。18×(9。10+4。50)+0。00］=6.11
达到规范规定安全系数2。00，合格。
2。抗倾覆验算
计算的抗倾覆安全系数为：4.64
达到规范规定安全系数1.15,合格。
3。计算的抗渗流安全系数k=ic/i=1。00/0。07=13。64
计算的渗流稳定安全系数为：13.64
达到规范规定安全系数1。50，合格。
（2)采用m法计算内力及位移
最大桩(墙）顶部位移为： 24。56 mm
最大桩（墙）位移为： 24。56 mm
最大正弯矩为： 32.70 kN-m
最大负弯矩为： —30。80 kN-m
最大正剪力为: 34.20 kN
最大负剪力为： -35。30 kN
（3）采用经典法计算最大弯矩及最大剪力深度，设置锚杆
计算方法 最大正弯矩kN.m位置（m） 最大负弯矩kN。m位置（m） 剪力(kN） 位置（m）
经典法 85.03 —12.51 21.77 -5.82 98。11 -9.47
3.2钢管桩基坑支护结构
钢管支护结构有四部分组成，有ø 300钢管桩、锚杆围檩、桩间喷射混凝土及桩顶梁。（图2）
图2 钢管桩支护结构立面图
3.3降水设计
基坑属于均质含水层澘水完整井基坑，且基坑远离边界。
Q=17697.06m3/d
通过计算得出，现场设8个降水井,选用80WQ40-15-4污水泵9台（1台用于基坑内明排水）.
4。施工准备
4.1机械、人员准备
采用冲击钻钻机能钻透①②③层土层，但是入岩深度达不到要求，采用高风压潜孔钻机，在垃圾层内无法使用，所以采用两种机械配合施工.
现场采用2种钻机共3台，2台为直径350mm冲击钻钻机，负责在①②③层土层的钻孔,1台直径为325mm小型履带式高风压潜孔钻机SL—500，负责在④层玄武岩的钻孔.每台钻机准备劳动力4人、机械维修工1人.钢管需切割、焊接2人，混凝土浇筑3人。
根据工程进度需求，3台钻孔机必须交叉施工,流水作业.
4。2技术准备
（1）组织施工管理人员熟悉基坑支护设计图纸、地质报告、钢管桩施工方案及降水方案,做好书面安全、技术交底。
(2)从业主和相关部门取得地上及地下有关管线的详细资料,安排拆除、搬迁或采取保护措施。
（3）制定各种桩机协调配合措施。
4.3现场准备
（1）清理平整场地,作业范围的建筑垃圾、石块、老基础予以清除。
(2）施工临时用水及临时用电布置完毕，保证作业面水电供应.
(3）施工降水要设置沉淀池,经沉淀后排入市政污水管网。
4。4材料准备
钢管桩、砂、石、水泥锚杆等材料，所有材料进场必须复验，合格后报监理审批，经过监理批准的材料才能使用。
5。钢管桩施工
工艺原理:根据地质勘探资料计算确定钢管桩的深度，锚杆层数及大小、深度,基坑开挖前打入钢管桩，随着基坑的开挖逐层打锚杆。
钢管桩施工工艺：场地平整→钢管桩桩位放线→机械打孔→下入钢管及浇筑混凝土→变形测量→土方开挖→加固一层锚杆→土方开挖→人工清理基层。
5。1 测量放线
（1）钢管桩施工前，根据基坑支护平面图，放出每一根桩中心线，在钢管桩外侧1m
范围内设置中心控制桩.
（2）钢管桩钻孔完毕，再一次检查桩孔中心线，合格后下放钢管。
5。2就位
桩机定位调平：使钻具中心对准桩位置后，调平钻机，保证桩机的平整和导向架的垂直.
5.3成孔
采用冲击钻钻机能钻透①②③层土层,但是入岩深度达不到要求，采用高风压潜孔钻机，在垃圾层内无法使用,所以采用两种机械配合施工.
5。4放钢管
下放钢管前，检查钢管长度,应符合设计要求.钢管采用压入法垂直放入钻好的孔洞内，保证钢管顶面标高符合要求，并且保证垂直符合要求，最后用木楔子固定钢管，管口用模板覆盖压。
5.5混凝土浇筑
采用商品混凝土，用混凝土布料车直接浇筑到制定地点，混凝土采取分层浇筑、振捣的施工方法，每层高度不大于500㎜，浇筑与振捣密切配合。混凝土振捣器采用d50插入式振捣器.
6。结语
对深基坑的支护有多种形式，无论基坑大小，施工前都要充分考虑场地周边实际情况、地质土层分布、地下水位、地下管线及障碍物位置等综合因素。选用合理的基坑支护方案，既要达到支护效果,还要满足施工进度要求，同时最大限度降低工程造价.
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