唐静敏
云南机场建设发展有限公司 云南省650200
摘要：为降低基坑支护施工对周边建筑的影响，通过分析裂缝产生的原因，针对性地对原有工艺及流程进行优化，提出了旋喷扩大头锚索和单排三轴搅拌桩内插H型钢的改进支护方式。监测数据表明，采取改进工艺后，基坑各项监测值均在预警值内，周边建筑物的安全得到了有效保证。
关键词：高层建筑；基坑支护；影响分析；工艺优化
引言
如今随着城市的发展与建设，基坑工程往往处于建筑和其他地下工程密集的区域。基坑的设计也从传统的强度控制转变为变形控制，从而避免对周围环境的影响。由于开挖卸荷、基坑降水等原因，基底产生隆起、支护结构向坑内倾斜变形，必然引起基坑四周地面与原有建筑物的沉降变形，故对周围环境的监测显得尤为重要。
1场区地质情况
1.1工程地质
现场钻探勘察揭露，项目基坑开挖深度范围内的地层主要有杂填土、粉质黏土、粉砂等，深基坑软弱土地基的物理性能差异较大。
1.2水文地质
项目场区地下水属第四系孔隙潜水，大气降水为地下水主要补给来源，地表水主要补给形式为外区径流。水文地质勘察期间，场地内的地下水实际埋深约为4.65m，主要由西南向东北，以0.02%的水力坡度缓缓运动。
2基坑工程设计情况
2.1支护结构
(1)深基坑下部采用桩长为22.6m、直径为850mm的排桩＋桩间距为1.6m的预应力锚索进行复合支护，深基坑上部则主要按照1∶1的比例进行放坡处理。(2)深基坑下部排桩混凝土强度等级为C30，在预应力锚索施工时，分别采用HPB300箍筋与HRB400热轧带肋钢筋进行“一桩一锚”支护施工。(3)在锚索支护施工时，采用P.O42.5水泥拌制的水泥浆进行注浆，并采用φ15.2mm钢绞线作为杆体材料，锚索孔直径为155mm，注浆固结体强度≥20MPa。
2.2止水帷幕
将有效桩长为21.0m的单排三轴水泥土搅拌桩（φ660mm@800mm）设置于基坑周边，作为止水帷幕。止水帷幕主要采用连续套接一孔法，并适当调整桩心距。
2.3降水井
在基坑周围建筑物附近、紧贴基坑底边线内侧区域分别设置20口回灌井、28口降水井、8口观测井。其中，降水井井深15.7m，井间距为15m；观测井与回灌井井深均为13m。因基坑宽度较大，所以在降水井设置过程中，按照20m左右的实际间距，在基坑中间还设置了15口井深为16.7m的疏干井。
3基坑支护施工对周边建筑的影响
3.1基坑施工问题
(1)按照连续套接一孔法工序，先进行支护桩施工，后进行止水帷幕施工。在支护桩钻孔时，可能会扰动深基坑止水帷幕，并因其开裂而降低止水效果，由此会影响周边建筑物的结构稳定性。(2)场地为复杂的软土地基，且支护桩长度较短，在采用DZ-40型振动锤和KH-800B型长螺旋钻机进行施工时，支护桩垂直度难以保证，可能会影响基坑结构的稳定性，也不利于周边建筑物的安全。(3)项目主要采用跳打方式来防止窜孔，但已完成桩混凝土强度较低。因此，在钢筋笼下放时，桩混凝土会出现离析现象，导致周边建筑物产生水平位移或不规则形变。(4)采用原来的连续套接一孔法工艺施工4d后，通过现场监测，发现深基坑东侧局部地面及个别墙体出现不同程度的不规则裂缝，表明深基坑支护施工严重影响了周边建筑物的安全。
3.2问题产生原因
(1)场地周边建筑物均为分批完成的古老建筑，基础埋深较浅，在施工前已有部分构筑物出现了不同程度的非结构性开裂现象。(2)工程采用长螺旋钻机进行作业，现场在下放钢筋笼时，振动器会强烈振动地基基础，大大降低了深基坑基础松散土的密实度。(3)监测数据表明，本工程2层淤泥质粉质黏土轻微液化，加之场地水文、工程地质条件恶劣，施工时地下水位急剧变化，导致场地周边的建筑院墙局部、一些改建平房产生不同程度的墙体裂缝。
4监测数据分析
4.1桩顶沉降
桩顶沉降监测是在围护体顶部圈梁施作完毕后，在设计位置打入沉降钉，使用电子水准仪进行观测。观测采用闭合水准路线时可以只观测单程，采用附合水准路线形式必须进行往返观测，取两次观测高差中数进行平差。在基坑土体开挖阶段，由于应力释放，低的基底发生回弹，导致支护结构有一定的上浮，最大值约为5mm(其中上浮为“+”)，远小于设计允许值20mm。而随着基坑垫层、底板、侧墙、顶板的施作以及土体回填等工作的继续，桩体围护结构与主体结构相互之间的应力得以加强，桩顶沉降则出现略微下沉并逐步趋于平缓、稳定。
4.2桩顶水平位移
在支护结构顶部的测点处埋入光滑的凸球面的钢制测钉，采用全站仪进行观测。与桩顶沉降原因相同，在基坑土体开挖阶段，由于应力释放，支撑结构有不同程度向基坑里侧偏移的现象。而随着钢管支撑的陆续架设，水平位移得到抑制。桩顶最大水平位移约为－25mm(其中向基坑内为“－”)。当桩顶水平位移达到预警指标时，对变形较大部位及时采取了架设支撑、坑外土体卸荷措施，控制住了桩顶位移继续扩大的趋势。
4.3支撑轴力
轴力计安装在钢支撑管与围护桩间，监测基坑施工过程中其支撑轴力的变化。在施加第一道和第二道支撑期间，轴力基本稳定，在开挖至设计标高时，轴力达到最大值，约为250kN。
4.4建筑物沉降
在基坑开挖和施工降水过程中，常引起周围地面的下沉，从而造成建筑物的沉降变形，为此在基坑施工期间必须对基坑周围的建筑物进行监测。用高程观测的方法来了解被保护建筑物的沉降，从而了解其是否发生会引起倾斜或开裂的不均匀沉降。
5施工工艺优化措施
(1)在止水帷幕施工时，改变原有施工顺序，即先进行止水帷幕施工，后进行支护桩施工，使锚索注浆固结体强度得到增加。(2)在支护桩施工时，采用全面钻进法，主要基于三翼硬质合金钻头的SJ150型回转钻机通过自然造浆进行正循环成孔。为确保泥浆性能，采用3t工业火碱和30t膨润土材料人工造浆，尽可能避免坍孔、缩孔等支护桩施工问题。(3)为减少地层振动对周边建筑物安全性与稳定性的影响，在支护桩成孔施工时，改用“隔三打一”的方式，并借助吊车下放钢筋笼。(4)调整工艺，利用先进的SWM（型钢水泥土搅拌墙）工法进行支护桩施工，成桩后立即下放H型钢，加快成桩速度，适当提高水灰比参数，确保下放顺利。(5)在施工时，若出现型钢下放不顺的情况，则将钻机回撤，重新搅喷，待透孔后再下放钢筋笼，严禁采用振动器振动下放H型钢，以防场地土层在激烈振动下发生液化。(6)锚索施工时，通过旋喷方式扩大锚孔，并在开钻前先对旋喷扩大头锚索具体位置、钻机钻杆角度等进行检查，将水平与垂直方向的钻杆误差控制在要求范围之内。(7)旋喷锚杆钻机成孔后，应及时采取孔口封堵措施将孔口堵塞，如果浆液硬化而未能将钻孔填满，则应及时补充并注入水灰比为0.3-0.5的纯水泥浆浆液。注浆作业时，应循环搅拌，边搅边用。
结语
以复杂软土环境下的高层建筑基坑支护工程为例，在全面考虑既有施工工艺对周边建筑物影响的基础上，对原施工工艺及方案进行优化改进，提出了一种基于SMW的施工工法。通过局部采用旋喷扩大头锚索和单排三轴水泥土搅拌桩内插型钢的方式，取代原排桩＋预应力锚索的支护方式，从而在深基坑支护桩与周围邻近建筑之间构筑起一道“柔性墙”。监测结果表明，改进工艺后，深基坑支护施工对周边建筑的影响较小，取得了较好的实施效果。
参考文献
[1]郭崚.浅析高层建筑富含地下水基坑支护方案[J].福建建材,2019(11):62-63.
[2]张宇.试论高层住宅建筑工程中的深基坑支护施工技术与工艺[J].低碳世界,2019,9(8):160-161.