高层建筑深基坑中钢花管喷锚复合支护技术

高层建筑深基坑中钢花管喷锚复合支护技术

摘要：随着高层建筑的不断发展，基坑支护工程已成为高层建筑基础工程中的重要技术之一。在施工中应根据不同的技术、设备和地质条件，选择经济、合理的支护施工方案，是保证工程质量的重要措施。本文结合实践，对建筑基坑工程支护施工技术进行了探讨。

关键词：高层建筑深基坑支护施工技术

中图分类号：[tu208.3]文献标识码： a文章编号： 引言

高层建筑是城市发展的必然产物，是一项资源投入庞大的生产活动。高层建筑作为一个城市的建筑群体，具有层数高，形体大，基础埋置深等特点，在施工过程中工程量大，工序多，延续性与安全性要求非常严格，这给施工技术和组织管理带来了难度，因此科学的施工组织与安排显的尤为重要。 1深基坑支护的工作原理

1.1深层水泥搅拌桩工作原理深层水泥搅拌桩是一种应用较广泛的地基加固、基坑支护止水的方法，它是利用水泥等材料作为固化剂，通过特定的搅拌机械，就地将软土和水泥浆液强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固体，从而提高地基土强度和物理力学性能、增大变形模量。它适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、粘性土、素填土及无流动地下水的饱和松散砂土等地基；在基坑支护中深层水泥搅拌桩还

作为基坑的超前支护结构。根据工程地质的揭露情况，地层中含有砂层的，在搅拌水泥浆液的同时可放置一定比例的水泥粉，以增加水泥浆液的稠度和止水效果。

1.2钢花管支护技术原理钢花管支护是土钉墙支护结构的一种方法。它的基本原理是借助于加固材料在主动区所产生的拉力传到阻抗区以增加滑动面上的垂直应力，进而提高土层的抗剪强度，且在滑动面上加固材料可借助于土层提供的被动土压力，产生剪力和弯矩以抵抗主动区的滑动，达到稳定开挖面的目的。即基坑土体开挖时所产生的不平衡主动区土压力通过混凝土面层和钢花管锚固体，最终均由钢花管锚杆承担，开挖边坡的基坑坑隆起及整体稳定性亦通过钢花管对土体的加固来实现。基坑土方开挖前先行坡顶阻水沟的施工，后进行分层开挖；在第一层土方开挖后，在土体表层喷射第一层混凝土。钢花管锚固支护结构由两部分组成，即钢花管锚固和喷射钢筋混凝土面层。钢花管采用一定管径的钢管，制作成滤管，入土端加工成桩尖状，滤水孔对向，孔眼前端焊接钢筋或角钢板，构成孔前倒刺及保护块，然后采用冲击锤或土钉将钢花管按设计角度及位置击入土中再进行高压注浆。坡面采用挂钢筋网喷射混凝土，同时设置加强筋并与锚头焊接，然后喷射第二层混凝土。在上层钢花管锚固注浆完成一定的时间后，再进行下一层的土方开挖，并对该层进行喷锚支护，喷锚工作完成后，及时对基坑底部排水沟、集水井的施工。

2施工技术措施

2.1深层水泥搅拌桩围护及止水

采用深层水泥搅拌桩加固基坑四周土体，阻止四周地下水向基坑渗透，同时作为基坑的超前支护结构，增加边坡的稳定性，见图1。

深层水泥搅拌桩施工设计：

1）搅拌桩采用一排 φ600@400mm，用32.5r普通硅酸盐早强水泥，水灰比为0.50~0.55，水泥渗入量为45kg/m，泥粉10kg/m，见图2；

2）搅拌桩采用四搅四喷的施工工艺，桩端控制深度约7.0m，桩端进入稳定的隔水层；

3）搅拌桩桩位偏差不超过50mm，搅拌桩的垂直度偏差不超过1%；

4）桩与桩之间必须保证其搭接质量，相邻桩施工的间隔时间不应超过24h；

5）使用搅拌浆机制浆时，每次投料后搅拌时间不得少于10min，制备好的水泥浆停置时间不得超过2h；

6）钻进喷浆搅拌至设计桩底标高，应原地喷浆搅拌30s； 2.2杆支护设计

1）根据场地岩土工程勘察报告，其土层物理力学指标见表2。 2）基坑四周根据放坡情况可分为三个区域：a、b、c区，其中a区在基坑的东面，b区在基坑的西、北面两边，长度占基坑支护

的一半，c区在基坑的南面；a、b区采用土钉墙支护类型，c区采用天然放坡搅拌桩止水。

根据建筑物地下室的结构设计，基坑支护采用钢花管锚固支护结构（土钉墙）类型，其基坑侧壁重要性系数为1.0，基坑深度为5.5m，地下水位为-1.5m，墙面坡角90o；各区域的放坡参数的选取见表3。

3）a区、b区支护剖面共设计四排钢花管，其设计参数选取见表4，图纸设计：见a区支护剖面图、b区支护剖面图及c区支护剖面图（图3、4、5）。 3施工工艺流程 3.1深层水泥搅拌桩施工

1）工艺流程：测量定位→深层搅拌桩机就位→预搅下钻→喷浆搅拌提升→重复搅拌下钻→重复搅拌提升→至孔口→关闭搅拌机械→桩机就位； 2）施工技术措施

①测量要求：根据桩位轴线点及控制点，准确测放桩位，偏差≤50mm；

②桩机对中：施工时钻头严格对准桩位（误差≤20mm）；调整桩机，保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度（垂直度偏差不得超过1%）桩位偏差不得大于50mm；

③浆液配制：严格按0.50~0.55的水灰比配制浆液，水泥掺入比10%~12%，以土层平均比重约1.6t/m3，桩径φ600mm进行计算：

0.28m3/m×1.6t/m3×10%≈45kg/m（即每米桩体水泥用量按45kg控制），掺粘土粉10kg/m；按每桩一池浆的要求，一次性配制及使用；

④钻头检查：每班开工前检查钻头一次，当其直径<560mm时应及时更换或补焊；

⑤搅拌桩应采用“四搅四喷”工艺，即喷浆过程中按：“两下两上”的顺序进行，下和升的速度符合施工设计要求；

⑥使用32.5r普通硅酸盐水泥，每批水泥应有合格证及材料性能试验报告。不同牌号、不同批次的水泥不得同时使用。 3.2钢花管锚杆支护施工

1）边坡支护施工工艺流程：①人工修坡→②喷射混凝土→③击入钢花管→④高压注浆→⑤挂网、焊接加强筋及锚固→⑥喷射混凝土；

2）钢花管锚杆施工工艺：

①加工管材：采用φ48钢管，制作成滤管（花管），入土端加工成桩尖状，滤水孔对向间距500mm，孔眼前端（造管尖侧）焊接钢筋或角钢块，构成孔前倒刺及保护块，见图8。

②打钉：采用冲击锤或土钉机将钢管按设计角度及位置对正，将钢花管击打入土中到设计长度。

③压力灌浆：采用注浆泵，通过高压注浆管安接在钢管头上，并采用低压慢灌工艺，压入水泥浆，用32.5r水泥，按水灰比0.50~0.55配制水泥浆液，浆体中掺入早强剂，灌浆压力达到

0.6mpa~0.8mpa压力，并稳压3min~5min时间，即可停止注浆。 3）喷锚支护施工工艺流程：

①按设计要求开挖工作面，修边坡；并根据土质情况分一次或二次喷射表层混凝土； ②击打钢花管；

③绑扎钢筋网，预留搭接筋（上、下层网筋瘩接长度为300mm），钢筋网络误差不得大于±20mm，焊接加强筋，且加强筋骨与钢花管头焊接；

④喷射细石混凝土至设计厚度，厚度控制可用锚杆头或插入标桩进行，混凝土必须加入速凝剂。

⑤上层喷锚完成3d后，可进行下一层开挖喷锚作业，按此循环，直到坑底标高。

⑥喷锚完成后7d内应对喷锚面混凝土进行保养。 结语

随着我国国民经济日益蓬勃发展，建筑正向着大型化、高层化快速发展，大量大型建筑、高层建筑拔地而起，日益增多。高层建筑的基坑的支护施工技术就越加凸显其重要性。深基坑施工的安全可靠，直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。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]胡世德.国内高层建筑施工技术综述[j].施工技术,2006(06)

[2] 建筑地基处理技术规范.jgj79-2002.[s].北京，中国建筑工业出版社,2002.

[3] 锚杆喷射混凝土支护技术规范.gb50086-2001.北京，中国建筑工业出版社，2001.