《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》是山東新城建工股份有限公司、濟南城建集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是伊功善崔佃和、岳可江、孫傑、張磊。該工法適用於市內規劃區建築工程密度大、周邊環境複雜、施工現場狹窄、地下水位較高的深基坑工程的施工支護。
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》主要的工法特點是：技術可行，經濟實用，便於推廣。
2011年9月30日，《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：複雜環境下深基坑聯合支護施工工法
- 工法編號：GJEJGF009-2010
- 完成單位：山東新城建工股份有限公司、濟南城建集團有限公司
- 主要完成人：伊功善崔佃和、岳可江、孫傑、張磊
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
當周邊環境複雜、施工現場狹窄、地下水位較高、基坑較深時，建築工程的施工難度較大。常規的基坑周邊管井降水、放坡、錨噴均不適宜，採用自鑽式預應力錨桿、高壓旋噴樁截水帷幕加插型鋼支護，地下水位線以上1.5米至基坑上口採用錨噴支護，配合坑內管井降水，即《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》滿足了基坑邊坡直立開挖及基礎、地下工程施工的需要，保證了工程施工安全、質量和工期，節能降耗，關鍵技術通過省級科技成果的鑑定，達到中國標準水平。
工法特點
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》的工法特點是：
1、在建築物密集且地下水位較高的區域施工時，採用該工法，可減免基坑周邊的降水，防止周邊建築因降水而產生的沉降、開裂等不利影響。
2、基坑開挖占地面積小，無需放坡便可進行開挖。
3、採用的自鑽式預應力錨桿技術屬於新的先進施工工藝，技術水平在中國處於標準水平。
4、採用的高壓旋噴樁加插工字鋼截水帷幕，既起到了止水作用又起到了加固基坑邊坡的用途，具有較成熟的實施工藝和設備，技術可行，經濟實用，便於推廣。
操作原理
適用範圍
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》適用於市內規劃區建築工程密度大、周邊環境複雜、施工現場狹窄、地下水位較高的深基坑工程的施工支護。
工藝原理
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》的工藝原理敘述如下：
1、自鑽式預應力錨桿：該工藝鑽桿和鑽頭本身即為錨桿桿體，鑽至設計深度後鑽桿直接置人孔內，不抽出鑽桿，後通過鑽桿直接注漿，漿液通過鑽頭處出漿口自孔底泛漿根據工程特點對基坑周邊有建築物的地段使用該工藝，能有效地加速施工進程，儘快消除隱患。見下圖。
自鑽式預應力錨桿支護剖面示意圖
2、錨噴支護：原理是天然土體通過錨桿的就地實施和加固，與噴射混凝土所形成的面板相結合，形成一個類似重力牆式的擋土結構。該工藝使用於基坑邊坡。見下圖。
預應力錨桿支護剖面示意圖
3、腰梁（槽鋼製作）通過錨桿與旋噴樁內加插的型鋼連線，防止邊坡土體坍塌變形。見下圖1~圖3。
4、高壓旋噴截水帷幕：即兩管法高壓噴射灌漿施工工藝是通過將高壓水泥漿和壓縮空氣兩種介質輸送至設計深度，經切割、攪拌、置換等作用，形成水泥土防滲牆以達到強化地基和止水該工藝使用於地下水位線以上1.5米至設計槽底以下4米範圍內；坑內管井降水，為防止降水對周邊臨近建築物的影響，採用坑外回灌井回灌技術。見下圖。
高壓旋噴截水帷幕大樣
施工工藝
- 工藝流程
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》的工藝流程見下圖。
工藝流程圖
- 操作要點
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》的操作要點如下：
一、兩管法高壓旋噴截水帷幕
1.旋噴樁單樁工藝流程見下圖。
旋噴樁單樁工藝流程圖
2.具體參數
（1）水泥漿：用強度等級32.5R普通矽酸鹽水泥；樁徑：旋噴樁直徑1000毫米，樁間距850毫米咬合不小於150毫米；噴射水泥漿水灰比W/C=0.8，水泥摻入量不小於25%，即450千克/米；高壓水泥漿：壓力≥40兆帕，流量70L/分鐘；壓縮氣：壓力0.65-0.75兆帕，流量6080立方米/小時，提升速度：15-20厘米/分鐘，轉速：1020轉/分鐘。
（2）鑽孔位置與設計位置偏差不大於50毫米，孔深誤差不大於200毫米，樁體直徑誤差不大於50毫米。
3.工程基坑周邊為高壓旋噴樁，噴至地下水位線以上1500毫米，基槽底以下4000毫米，單排連續咬合布置形成截水帷幕。
4.經地面試噴，高壓水、壓縮氣等各項參數調試達到設計要求後方可下噴射管。
5.噴射管未下到設計深度前，先按規定參數進行原位試噴，待漿液返出孔口、情況正常，經監理工程師認可後方可開噴。
6.漿液比重每半小時檢測一次，確保漿液比重不低於設計數值。
7.噴射過程中，如果發生中斷現象，中斷時間超過30分鐘以上，要在中斷部位復噴500毫米合理利用回漿，做好沉澱過濾工作，防止漿管堵塞。注漿前10分鐘必須攪拌好漿料，配置漿液原料必須用法定計量器，攪拌時間不小於5分鐘，在30分鐘內必須完成。
8.回灌：每孔終噴後，立即進行回灌，保證孔內漿液面高度不再下降。
9.插工字鋼：回灌完成後應立即插型鋼，型鋼吊放必須垂直，垂直誤差小於0.3%，保證型鋼插樁中心。
10.鄰樁施工時間間隔不宜超過24小時，以保證樁與樁之間的搭接質量。
二、坑內管井降水
1.施工工藝流程如下圖。
施工工藝流程圖
2.工程基坑內降水管井貫穿於基坑中心如基坑為長方形時管井可呈一字形布置，基坑呈方形且邊長較大時管井可方形布置；回灌井在相鄰建築物一側布置。井徑均為600毫米，單井井深降水井及回灌井均根據工程的實際情況經計算確定。
3.成井前要核實孔位，鑽機安裝要平穩，機上鑽桿要垂直。採用清水鑽進，成井後要及時洗井。
4.下管前要檢查井管的質量和數量，井管下到設計深度後要將井管固定在孔的中間，不得偏斜，以保證填料厚度均勻，井管高出地面約0.2米。
5.填料前要檢查濾料的質量，直徑<5毫米，達到料淨無雜質和土混入。填料時要邊填邊測量孔深的變化，核對填料數量與孔深的變化是否相符
6.下潛水泵洗井至水清為止。降水過程中應定時觀測抽水量及觀測孔的水位等，並做好記錄。
7.現場材料設備要整齊排放，有專人管理，嚴格執行操作規程。
三、土釘牆施工
1.施工工藝流程如下圖。
土釘牆施工工藝流程
2.基坑開挖：採用反鏟挖掘機挖土，嚴格按照支護設計分層分段開挖。每層的開挖深度超出該層土釘設計豎向間距值控制在300毫米以內，預留人工修坡的厚度，坡面平整度偏差不大於20毫米，開挖寬度保證10米以上，以確保土釘成孔的工作面。在完成的上層作業面土釘及噴射混凝土的強度達到設計強度後再進行下一層土方的開挖。
3.邊坡修整：採用人工清理，掛線定位確保面層平整。
4.定位放線：按設計圖紙要求的釘位，測量人員用6.5毫米、長300毫米的鋼筋釘入標識。
5.成孔：採用鑽機成孔。成孔直徑150毫米。成孔後進行清孔檢查，對孔中出現的局部滲水塌孔或掉落鬆土立即壓漿處理，並及時安設土釘鋼筋並注漿，對出現的鑽孔縮徑、塌孔採取跟管鑽進或水泥漿護壁鑽進。成孔時隔孔施工，及時安放主筋、注漿。
6.安插主筋：主筋按設計長度加200毫米下料。每隔2米設一個對中支架，以保證主筋在孔內居中；安放主筋時，將二次注漿導管與主筋捆綁在一起同時下入。一次注漿管口離孔底0.5米左右。二次注漿管口用膠帶封好。主筋2.0米自由段用塑膠管套好，並用膠帶封住。
7.注漿：採用攪拌機造漿，注漿材料採用水泥漿，嚴格控制水灰比，W/C=0.450.5；注漿採用注漿泵。二次壓力注漿在一次注漿完成2小時內完成。起壓壓力控制在2~4兆帕，亦可用注漿量控制。
8.掛網及綁紮拉筋：鋼筋網與坡面間隙30~40毫米，不應小於20毫米，搭接時上下左右一根對一根設定彎勾搭接綁紮，搭接長度不應小於300毫米。縱橫拉筋與鋼筋網和主筋均綁紮牢固。
9.噴射混凝土：噴射作業時，空壓機風量不小於9米/分鐘，氣壓0.5兆帕，噴頭水壓不應小於0.15兆帕，噴射距離控制在600~1000毫米，噴頭與受噴面應儘量垂直，噴射厚度80毫米（設計要求）。噴射混凝土的強度為C20，配合比為水泥:碎石:砂:水=1:2:2:0.5。
10.養護：採取噴水覆蓋的養護方法。
四、自鑽式錨桿施工
1.施工工藝流程見下圖。
自鑽式錨桿施工流程圖
2.基坑開挖、邊坡修整、定位放線、掛網、噴射混凝土要求與土釘牆一致。
3.自鑽式錨桿施工前，先檢查錨桿體中孔和鑽頭的出漿孔是否通暢，發現異物堵塞，及時清理。
4.成孔：採用自鑽式錨桿機成孔，成孔後鑽桿與鑽頭直接放入孔內成為土釘桿體成孔後，利用鑽機水力或空壓清理乾淨孔內浮土。2.0米自由段用塑膠管套好，並用膠帶封住。
5.注漿：成孔後將孔口用速凝水泥砂漿封住，5~10分鐘後，採用W/C=0.45~0.5純水泥漿注漿，注漿量不小於成孔體積的3倍，壓力控制在2-4兆帕。注漿完畢漿體強度達到5.0兆帕套上載板，鎖上螺母
6.養護：採取自然養護方法。
材料設備
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》所用的材料及設備明細如下：
一、《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》工程主要材料規格及用量見下表。
材料名稱 | 規格 | 單位 | 數量 |
鋼材 | 工字鋼 | 噸 | 根據工程支護設計方案 |
槽鋼 | 噸 | 根據工程支護設計方案 | |
自鑽式錨桿 | 米 | 根據工程支護設計方案 | |
Q235鋼板 | 噸 | 根據工程支護設計方案 | |
鋼絞線 | 噸 | 根據工程支護設計方案 | |
鋼筋 | 噸 | 根據工程支護設計方案 | |
水泥 | PO32.5 | 噸 | 根據工程支護設計方案 |
砂子 | 中砂 | 立方米 | 根據工程支護設計方案 |
石子 | 石屑 | 立方米 | 根據工程支護設計方案 |
二、《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》施工設備及工器具的選型配套見下表。
序號 | 名稱 | 規格型號 | 數量 | 額定功率（千瓦） | 用途 |
1 | 空壓機 | 12米/分鐘 | 1 | / | 噴射混凝土 |
2 | 噴射機 | PZ-5 | 1 | / | 噴射混凝土 |
3 | 鑽機 | / | 5 | / | 成孔 |
4 | 注漿泵 | ZSNS | 1 | 30 | 注漿 |
5 | 切割機 | GJ51-32 | 1 | 20 | 切割鋼筋 |
6 | 自鑽式錨桿機 | / | 2 | 10 | 成孔 |
7 | 高噴台車 | YGP-18 | 1台 | 17 | / |
8 | 高壓泥漿泵 | GZB-40 | 1套 | 75 | 泵送水泥漿 |
9 | 鑽機 | XY-2 | 1台 | 22 | 旋噴樁成孔 |
10 | 空壓機 | VF-6/7 | 1台 | 37 | 旋噴樁介質輸送 |
11 | 水井鑽機 | SY-200 | 1台 | / | 管井成孔 |
12 | 潛水泵 | / | 根據需要 | / | 抽水回灌 |
13 | 鋼管 | Φ150 | 根據需要 | / | 排水 |
14 | 全站儀 | GTS602/LP | 1台 | / | 測放樁位 |
15 | 水準儀 | OP3000 | 1台 | / | 沉降觀測 |
16 | 鋼尺 | 50米 | 2把 | / | 測量 |
17 | 鋼尺 | 5米 | 4把 | / | 測量校核 |
18 | 相對密度計 | / | 1個 | / | 測試水泥漿相對密度 |
19 | 試塊模 | 100毫米 | 3組 | / | 製作試塊 |
質量控制
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》的質量控制要求如下：
一、依據
《岩土工程勘察報告》《建築邊坡工程技術規範》GB 50330-2002；《建築基坑支護技術規程》JGJ 120-99；《基坑土釘支護技術規程》CEC 96-97；《錨桿噴射混凝土支護技術規程》GB 50086-2001的有關規定施工，滿足《建築地基基礎工程施工質量驗收規範》GB 50202-2002；《工程測量規範》GB 50026-99；《普通混凝土用砂石質量及檢驗方法標準》JGJ 52-2006；《鋼筋焊接及驗收規範》JGJ 18-2003的標準要求。
二、高壓旋噴樁質量標準（見下表）
內容 | 標準 | 檢驗方法 |
鑽孔位置的允許偏差 | ≤50毫米 | 用鋼尺量 |
鑽孔垂直度允許偏差 | ≤1.5% | 經緯儀測鑽桿或實測 |
孔深允許偏差 | ±200毫米 | 用鋼尺量 |
注漿壓力值 | ≥40兆帕 | 查看壓力量 |
樁體搭接值 | >200毫米 | 用鋼尺量 |
樁體直徑允許偏差 | ≤50毫米 | 開挖後用鋼尺量 |
樁身中心線允許偏差 | ≤0.2D | 開挖後樁頂下500毫米處用鋼尺量D為樁徑 |
插工字鋼垂直度允許偏差 | 0.3% | 經緯儀 |
三、錨桿及土釘牆支護質量標準（見下表）
內容 | 標準 | 檢驗方法 |
錨桿土釘長度 | ±30毫米 | 用鋼尺量 |
錨桿或土釘位置 | ±100毫米 | 用鋼尺量 |
鑽孔傾斜度 | ±1度 | 測鑽機傾角 |
土釘牆面厚度 | ±10毫米 | 用鋼尺量 |
坡面平整度的允許偏差 | ±20毫米 | 掛線測量 |
孔深允許偏差 | ±50毫米 | 用鋼尺量 |
孔徑允許偏差 | ±5毫米 | 用鋼尺量 |
孔距允許偏差 | ±100毫米 | 用鋼尺量 |
鋼筋保護層厚度 | >25毫米 | 用鋼尺量 |
四、技術措施和管理方法
1、加強現場質量控制和質量檢查，發現問題及時解決，從根本上杜絕質量事故的發生。
2、嚴格執行設計圖紙及技術規範要求，完善檢測設備和手段，各種原材料計量、檢驗數據必須準確、真實，測量精度滿足要求。
3、施工前，項目總工向所有施工人員進行技術交底，施工人員必須熟悉施工圖紙、規範及技術要求，嚴格按支護方案的工藝步驟進行施工，嚴禁擅自施工作業。
4、加強各個工序質量控制點的檢查與落實，實行“三檢”（自檢、專檢、共檢）制度，確保各項質量指標達到規定要求。
5、認真做好施工記錄和交接班記錄，當班記錄當班整理匯總。
安全措施
採用《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
一、執行標準
《建築基坑支護技術規程》JGJ 120-99；《基坑土釘支護技術規程》CECS 96-97；《錨桿噴射混凝土支護技術規程》GB 50086-2001；《建築施工現場臨時用電安全技術規範》JGJ 46-2005的有關安全規定，同時滿足《建築施工安全檢查標準》JGJ 59-99的標準要求。
二、安全技術措施
1、配齊各種安全防護設施，進入施工場地必須穿工作服、戴規定顏色的安全帽，落差大於2米作業必須系好安全帶。
2、設備搬遷、安裝、拆卸必須分工明確，專人負責，統一指揮。
3、鑽進過程，必須根據地層情況，調節鑽進速度，預防鑽進事故
4、經常檢查卷揚機鋼絲繩固定端的鬆緊情況，移動設備時，特別注意精心操作，嚴禁用手或工具撥動運行中的鋼絲繩，各種設備上的鋼絲繩超過報廢標準必須及時更換。
5、人員嚴禁接觸機械運轉的任何裸露部件，不得靠近、跨越、拆卸和擦洗運轉中的設備。在啟動任何動力和關閉動力前，必須確認無誤，並通知相關操作人員。
6、處理故障、更換部件、設備局部調整清洗設備，調整皮帶時均要停車斷電，並由專人看護。
7、線路拆、裝一律由專業電工負責，其他人員不得隨意拉設線路和接用電氣設備。
8、氧氣瓶、乙炔氣瓶要隔離存放，且保證動火距離大於10米，各種燃料要遠離煙火。
三、安全生產措施
1、實行24小時安全巡迴值班制，定期開展安全生產活動，定期檢查，查出隱患，立即整改。
2、安全管理領導小組定期召開例會，研究解決施工中存在的安全問題，做好安全檢查記錄和安全會議記錄。
3、特種作業人員（電工、電焊工、裝載機司機、挖掘機司機）必須持有效證件上崗。
4、做好開工前的安全檢查工作，列出檢查內容對策表，達不到安全生產要求的，立即整改，杜絕發生責任事故。
四、安全預警事項
1、基坑變形過大，基坑頂部出現裂縫應急措施：首先加大檢測密度，密切注意變化趨勢，並隨時用水泥漿封閉縫隙，避免地表水滲人邊坡土體；必要時增加土釘及採取其他措施，如局部加筋等；情況嚴重時對基坑進行局部回填或坑頂卸載。
2、土體局部破壞或變形過大應急措施：可在土體內打入50花管，進行高壓注漿加固局部土體，並進行預應力張拉
3、若基坑出現險情時，立即安排坑內所有人員撤離；坑頂10米範圍內設定警戒線，周邊道路路口設專人疏導行人，車輛遠離邊坡。
環保措施
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》的環保措施如下：
1、物料堆放：設備、工器具、材料擺放整齊，管材擺放方向一致，油桶註明油號，用後蓋嚴；易燃、易爆物品分類堆放。
2、現場施工：施工前，平整場地，做到場地平整，施工道路暢通；施工機械布設整齊，過路電纜架設或深埋；及時做好廢品回收；定時對場區及場區內外施工道路灑水降塵，保持清潔。
3、噪聲的控制執行《建築施工場界噪聲限值》GB 12523-90。
效益分析
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》的效益分析如下：
一、以金昌大廈工程為例，該工程採用了“複雜環境下深基坑聯合支護施工工法”，縮短了降水過程與工期，降低了支護費用，保證了施工安全，節能降耗，體現了經濟效益。
1.高壓旋噴樁施工至自然地坪下5米，以上部分採用錨噴可節約水泥44.785噸。
2.高壓旋噴截水帷幕阻止了基坑周邊水向基坑底的湧入，只需對基坑底範圍內實施降水就能滿足施工要求，減少了降水量，累計節省降水2005台班。
3.與常規的放坡開挖比較，相對減少土方挖運量4240.4立方米。
4.自鑽式預應力錨桿與傳統的微型樁預應力錨桿施工工藝比較，取消了二次孔內放置錨桿工序，使計畫工期由80天調減為65天，提前15天。
二、加插工字鋼至自然地坪，達到了擋土與加固邊坡的目的，通過錨桿，型鋼腰梁與土釘牆錨為一體後，體現了效果。
三、邊坡直立開挖未占用和破壞周邊的交通道路，解決了施工現場狹窄問題，對周圍居民的生活也無大的影響。通過以上效益分析，累計節約資金為64.3萬元；經測算，若採用灌注樁總價為288萬元，該工法總價為227萬元，節省資金為61萬元，與以上效益分析值相吻合。
四、該工法所用型鋼回收利用率達70%以上，體現了節能效果。
註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
套用實例
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》的套用實例見下圖。
套用實例
榮譽表彰
《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》於2010年獲得山東省技術創新獎。
2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《複雜環境下深基坑聯合支護施工工法》被評定為中國國家二級工法。
