深基坑支護(hù)的施工

高 翔

摘要：本文著重介紹了深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工情況，特別是在高層越來(lái)越多，建筑面積越來(lái)越大的今天具有借鑒意義。
關(guān)鍵詞：深基坑 設(shè)計(jì) 施工

目前，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用土釘墻、復(fù)合土釘墻、排樁、排樁＋預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)等方法，而地下連續(xù)墻法、鋼板樁法等則應(yīng)用得相對(duì)較少。土釘墻或復(fù)合型土釘墻，是一種柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，深基坑支護(hù)工程中廣泛應(yīng)用。排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)是一種剛性支護(hù)結(jié)構(gòu)，具有剛度大變形小但造價(jià)高、施工周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。本文主要介紹在厚層砂層中采用復(fù)合土釘墻技術(shù)設(shè)計(jì)及施工。
一、場(chǎng)地地質(zhì)條件及周邊環(huán)境
某建筑物建筑高度約100m，主樓33層，二層地下室，占地面積4775 m2。建筑物北部地下車(chē)庫(kù)坑底相對(duì)±0.00標(biāo)高為-12.50m(坑深12.400m)，南部主樓坑底相對(duì)±0.00標(biāo)高-13.00 m(坑深12.900m)，基坑周長(zhǎng)約280m。
1、周邊環(huán)境
建設(shè)場(chǎng)地東側(cè)為五層住宅，有小區(qū)道路相隔，西側(cè)為1層民宅，距離約8.0m，南側(cè)為五層住宅，北側(cè)為1-3層建筑，均距場(chǎng)地約0.5~3.0m。
2、地層巖性
地形平坦，場(chǎng)地內(nèi)各主要地基土層的工程特性：
雜填土①層：以建筑垃圾為主，無(wú)利用價(jià)值。
粉細(xì)砂②層：該層分布連續(xù)、穩(wěn)定，局部為中砂及粉土薄層，沉積時(shí)間較短，多呈松散~稍密狀。
中砂③層：層位分布連續(xù)、穩(wěn)定，局部為粗砂、礫砂薄層。多呈中密～密實(shí)狀，工程性質(zhì)較好。
粉質(zhì)粘土④層：呈可塑~硬塑狀，層位分布連續(xù)、穩(wěn)定，工程性質(zhì)較好。
上述土層構(gòu)成本工程的基坑邊坡土體，①～③層土為基坑邊坡的不利土層。
粉細(xì)砂⑤層：呈中密～密實(shí)狀，局部為中砂薄層，工程性質(zhì)較好。該層局部夾1.00～4.20m厚可塑狀粉質(zhì)粘土⑤1透鏡體。
粉質(zhì)粘土⑥層：可塑～硬塑，層位分布連續(xù)，工程性質(zhì)較好。該層中部分布厚度不等的中粗砂⑥1層，在場(chǎng)地北側(cè)厚度較大，南側(cè)厚度較小。
二、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
基坑坑壁地層比較復(fù)雜：表部填土層局部含少量塊石，部分建筑垃圾、碎石等；基坑深度范圍內(nèi)為厚層的細(xì)砂和中砂層。周?chē)�建筑距離近。
1、Ⅰ區(qū)段復(fù)合土釘墻支護(hù)方案設(shè)計(jì)
①超載及基坑重要性系數(shù)
Ⅰ區(qū)（有建筑物地段）超載設(shè)計(jì)值按15KPa考慮，基坑重要性等級(jí)為二級(jí)，系數(shù)取1.00。
②土釘及錨桿參數(shù)選定
根據(jù)計(jì)算，本地段設(shè)八道土釘，其中第2道為預(yù)應(yīng)力錨桿，參數(shù)見(jiàn)下表1、2。
 

I區(qū)（有建筑物地段）土釘及錨桿參數(shù)表 表1
土釘?shù)捞?hào) 豎向間距(m) 水平間距(m) 入射角度(度) 超挖深度(m) 鉆孔直徑(mm) 土釘（錨桿）長(zhǎng)度(m) 配筋（II級(jí)
鋼筋）
1 1.5 1.3 15.0 0.30 120 8.8 1D16
2 1.5 1.3 15.0 0.30 120 11.8（3） （4.00） 1D22
3 1.5 1.3 15.0 0.30 120 8.8 1D16
4 1.5 1.5 15.0 0.30 120 5.8 1D16
5 1.5 1.5 15.0 0.30 120 8.8 1D18
6 1.5 1.5 15.0 0.30 120 5.8 1D18
7 1.5 1.5 15.0 0.20 120 5.8 1D16
8 1.5 1.5 15.0 0.20 120 5.8 1D16
注：括號(hào)內(nèi)為錨桿自由端長(zhǎng)度。
基坑Ⅰ段復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表 表2
坡度 1:0.10
土釘參數(shù)
土釘?shù)罃?shù) 8道 入射角度 15°
成孔直徑 120mm 長(zhǎng) 度 5.8m~8.8m
土釘鋼筋 HRB335鋼筋 布置形式 梅花形
水平間距 見(jiàn)上表 垂直間距 見(jiàn)上表
注漿成分 P.O 32.5水泥漿 注漿壓力 重力式
錨桿參數(shù)
錨桿道數(shù) 1道（第2道） 水平間距 1.3m
成孔直徑 120mm 長(zhǎng) 度 11.8m
自由段 3m 錨固段 8.8m
腰梁 1根18a槽鋼 墊板規(guī)格 150×150×10
預(yù)加應(yīng)力 50KN 材料 HRB335 D22鋼筋
面層參數(shù)
面層厚度 80mm 噴射砼強(qiáng)度 C20
面層網(wǎng)片 50×50鋼片網(wǎng) 面層加強(qiáng)筋 橫向Φ14
2、Ⅱ區(qū)段復(fù)合土釘墻支護(hù)方案設(shè)計(jì)
①超載及基坑重要性系數(shù)
Ⅱ區(qū)（普通地段）超載設(shè)計(jì)值按20KPa考慮，基坑重要性等級(jí)為三級(jí)，重要性系數(shù)取0.90。
②土釘參數(shù)選定
根據(jù)計(jì)算，本地段設(shè)八道土釘，參數(shù)見(jiàn)下表3、4。
Ⅱ區(qū)（普通地段 ）土釘參數(shù)表 表3
土釘?shù)捞?hào) 豎向間距(m) 水平間距(m) 入射角度(度) 超挖深度(m) 鉆孔直徑(mm) 土釘長(zhǎng)度(m) 配筋（II級(jí)
鋼筋）
1 1.5 1.3 15.00 0.30 120 8.8 1φ16
2 1.5 1.3 15.00 0.30 120 11.8（3） 1φ22
3 1.5 1.3 15.00 0.30 120 8.8 1φ16
4 1.5 1.5 15.00 0.30 120 5.8 1φ16
5 1.5 1.5 15.00 0.30 120 5.8 1φ16
6 1.5 1.5 15.00 0.30 120 5.8 1φ16
7 1.5 1.5 15.00 0.30 120 5.8 1φ16
8 1.5 1.5 15.00 0.30 120 5.8 1φ16
注：括號(hào)內(nèi)為錨桿自由端長(zhǎng)度。
基坑Ⅱ段復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表 表4
坡度 1:0.25
土釘參數(shù)
土釘?shù)罃?shù) 8道 入射角度 15°
成孔直徑 120mm 長(zhǎng) 度 5.8m~8.8m
土釘鋼筋 HRB335鋼筋 布置形式 梅花形
水平間距 見(jiàn)上表 垂直間距 見(jiàn)上表
注漿成分 P.O 32.5水泥漿 注漿壓力 重力式
錨桿參數(shù)
錨桿道數(shù) 1道（第2道） 水平間距 1.3m
成孔直徑 120mm 長(zhǎng) 度 11.8m
自由段 3m 錨固段 8.8m
腰梁 1根18a槽鋼 墊板規(guī)格 150×150×10
預(yù)加應(yīng)力 50KN 材料 HRB335 D22鋼筋
面層參數(shù)
面層厚度 50mm 噴射砼強(qiáng)度 C20
面層網(wǎng)片 50×50鋼片網(wǎng) 面層加強(qiáng)筋 橫向Φ14
3、砂層中開(kāi)挖和（土釘）錨桿成孔處理措施
砂層開(kāi)挖嚴(yán)格分段分布進(jìn)行，5m一段，0.5m一步，開(kāi)挖后立即噴澆一層水泥漿，避免砂層水分流失坍塌。對(duì)上部3m松散砂層采取先留臺(tái)措施，即先預(yù)留0.3~0.5m厚砂層，再分小段（0.5~1.0m）人工挖至設(shè)計(jì)坡度后支護(hù)。對(duì)基坑北坡和南坡東部坡度較小地段采取豎直方向打入微型樁后再開(kāi)挖的措施。微型樁做法與土釘做法一致。粉細(xì)砂②層一般呈松散狀，土釘（錨桿）成孔時(shí)易塌孔，現(xiàn)場(chǎng)鉆孔采取套管護(hù)壁措施。
三、基坑支護(hù)施工
1、 基坑開(kāi)挖
基坑開(kāi)挖分段分層進(jìn)行 ，第一層挖1.5m，其余各層0.6m，采取挖掘機(jī)挖土，汽車(chē)運(yùn)土，輔以人工修整坡面。
2、 土釘孔成形
土釘孔采用洛陽(yáng)鏟成孔，成孔直徑120mm。成孔后把土釘鋼筋置于孔中，為保證土釘位于孔中心，在土釘上每隔2米焊接一個(gè)托架。
3、 注漿
在孔口處設(shè)置止?jié){塞 ，將注漿管插入孔底以上0.5～1.0米處。注漿管連接注漿泵，邊注漿向孔口方向撥管，直至注滿為止。每孔在注漿后再補(bǔ)漿2～3次。為保證漿體與周?chē)�土體緊密結(jié)合，在水泥漿中摻入一定量的早強(qiáng)微膨脹劑。
4、 噴射砼面層
在鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)后噴射砼面層 ，篩分后的砂、石料以及水泥、早強(qiáng)劑由人工加入攪拌機(jī)料倉(cāng)攪拌均勻后自動(dòng)落入和攪拌相配套的噴射機(jī)內(nèi), 在高壓空氣的作用下，經(jīng)輸料管送至噴頭處，與供水裝置送來(lái)的水混合后，噴向受?chē)娒妫?一次噴射砼至設(shè)計(jì)厚度。
5、 錨桿施加預(yù)應(yīng)力
面層砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，加鋼墊板用扭力板手扭緊螺母對(duì)土釘施加設(shè)計(jì)拉力的50%的預(yù)應(yīng)力。這種人為的預(yù)壓應(yīng)力，將提高土體的抗滑和防裂能力,限制變形。
四、 基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)
為準(zhǔn)確、及時(shí)地了解邊坡穩(wěn)定狀況及周邊道路及建筑物的變形情況，在基坑坡頂周邊均勻布設(shè)變形觀測(cè)點(diǎn)，用精度為2〃的經(jīng)緯儀采用準(zhǔn)直測(cè)量法進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)點(diǎn)間距為9m~11m。于2007年9月5日進(jìn)行了開(kāi)挖前的首次觀測(cè)，2007年9月7日挖完第一步土方后進(jìn)行了第二次觀測(cè)，2007年9月14日挖完第二步土方后進(jìn)行了第三次觀測(cè)，以后隨時(shí)進(jìn)行加密觀測(cè)，至支護(hù)完畢后兩個(gè)月完成了最后一次觀測(cè)。
基坑周邊沉降觀測(cè)結(jié)果
測(cè)點(diǎn)號(hào) V2 V6 V9 V12 V15 V18 V22 V25 V28
位移(mm) 9.1 8.9 10.2 6.0 7.5 10.4 7.3 6.0 6.8
從監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示:
1、觀測(cè)結(jié)果累計(jì)最大位移僅10.4mm，為實(shí)際支護(hù)深度13.0m的1/1250。
2、從開(kāi)挖完畢到最后一次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)讀數(shù)，經(jīng)歷3個(gè)半月時(shí)間，位移基本沒(méi)有發(fā)展。
五、結(jié)束語(yǔ)
某建筑物深基坑支護(hù)工程，坑深平均約13.0m，坑壁以厚層中、細(xì)砂為主，地質(zhì)條件比較特殊、周邊環(huán)境較復(fù)雜，文**紹了該工程的設(shè)計(jì)與施工和監(jiān)測(cè)，有如下認(rèn)識(shí)：
（1）場(chǎng)地雖然分布有厚砂層，但通過(guò)施工中采取必要的措施，實(shí)踐證明，本工程采用復(fù)合型土釘墻是合理可行的；
（2）根據(jù)地質(zhì)條件和周邊環(huán)境，分不同地段調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，確保了基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理、安全和經(jīng)濟(jì)。
（3）從變形監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)分析，已達(dá)到預(yù)期效果。
 

參考文獻(xiàn)
1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范, JGJ120-99
2 黃強(qiáng) 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程應(yīng)用手冊(cè)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999
3.陳忠漢等.深基坑工程,機(jī)械工業(yè)出版社,2002

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