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摘要：達鑫龍庭工程基坑開挖深度約8 m，基坑采用深層攪拌柱止水、鋼管樁超前支護、預應力錨索控制基坑位移的復合型噴錨支護結構方案。采用該方案后，基坑各種變形均在控制范圍內，保證了施工安全。...

深基坑施工淺析

蔡群

南通華新建工集團有限公司 江蘇南通226600

1、概述

    達鑫龍庭工程位于廣東省東莞市南城區的市行政中心區域．占地面積9407m2。工程總建筑面積60693m2 ，地下2層，地上分為5棟，其中1、2、3棟為24層住宅樓、4棟為9層住宅樓、5棟為l7層辦公樓。基坑開挖深度約8m，東側為居民區，基坑邊線距居民樓最近點距離為7m左右，最遠點距離約15m，此側居民區住宅樓摹礎大部分為天然地基，樓高4--5層，屬待拆遷舊房，此側基坑安全等級按一級基坑考慮控制變形，以提高鄰近居民住宅樓的安全系數。南側為小區道路，西側為城市道路，基坑安全等級接二級考慮控制變形，北側為一在建工地。本施工現場十分狹小，不可以采用自然放坡法施工，需對基坑進行支護來保證施工期間的安全。

2、方案的選擇

    根據場地情況、地質條件及周邊環境，本工程深基坑支護施工技術上采用：深層攪拌樁止水、鋼管樁超前支護、預應力錨索控制基坑位移的加強型噴錨支護結構的復合型支護方案。即在東側距居民區較近處采用樁錨支護；在場地較為寬松的地段坑壁頂部適當放坡的支護方案。

3、復合支護技術的應用

　　3.1土釘、錨索設計

　　3.1.1設計參數

    1)基坑開挖深度約8.0m，東、南、西側邊坡為垂直支護：北側邊坡采用放坡開挖，坡度為l：0.4，并將此側地面標高降低3m。

　　2)超前鋼管采用Φ89x2.7，成孔直徑φll0；土釘采甩φ25、孔徑ll0。傾角為l50 ；錨索采用27φ5鋼絞線，成孔直徑為130，傾角為250自由段5m，錨固段大于20m。

　　3)基坑側壁安全等級：東側為一級，重要性系數為1.10；南側、北側、西側為二級，重要性系數為1.0。

    4)基坑邊線外1m范圍內不得堆載，lm以外地面超載不得超過l5kPa。

　　3.1.2計算結果

　　3.1.2.1東側(為離建筑物較近的部分)

    1)土釘采用φ25鋼筋，長度12m～16m、豎向問距上部是1.3 m，下部1.0 m；水平間距錨索部分為2.4m，土釘部分為24m。

    2)采用超前鋼管樁，間距為0.8m。

    3)設--道預應力錨索來控制基坑變形：自由段5m，錨固段20m，設計抗拔力為280 kN，鎖定力為200kN。

　　3.1.2.2西側、南側

    1)土釘采用dh25鋼筋，長度l5m-6m。豎向間距：上部為l.3m—l.5m。下部為l.3m；水平間距：錨索部分為2.6m，土釘部分為26m。

    2)超前鋼管樁間距為l.0m。

    3)采用二道預應力錨索來控制基坑變形，自由段5m，錨固段20m；設計抗拔力為280kN，鎖定力為200kN。

　　3.1.2.3北側

    采用放坡結合土釘支護，坡度按1：0.4進行，土釘采用φl8鋼筋。

　　3.1.2.4噴射面配筋

    分布筋均為φ8a200x200mm，土釘在坡面水平方向用2φl6加強鋼筋連接，加強筋穿過錨頭里邊，并與錨頭焊接．焊接長度為160。

　　3.1.2.5注漿、細石混凝土坡面

    1)注漿采用32.5R水泥．水灰比為0.5，壓力為0.4MPa—0.6MPa。

    2)細石混凝土坡面C20混凝土配比為水泥：砂：石子=1：1.7：1.9，厚l00 mm，32.5R水泥。

　　3.2施工方法

    總體施工順序：攪拌樁施工→超前鋼管樁施工→土方開挖→邊坡土釘(錨索)施工。

    邊坡支護土釘和錨桿施工順序為：

    1)普通土釘：修理邊坡→成孔→土釘安裝→清孔、注漿→掛網矗→錨頭固定_→噴射細石混凝土。

    2)預應力錨索施工順序：修理邊坡→成孔→錨索安裝_清孔→一次注漿→二次注漿→掛同→噴射細石混凝土→腰粱施工→預應力張拉。

　　3.2.1攪拌樁施工

    因本工程砂層較厚，采用單排攪拌樁很難達到止水效果，故采用了雙排攪拌樁。深層攪拌樁：采用大功率的攪拌樁機4攪4噴施工工藝，攪拌樁要求穿越砂層進入砂質粘性土不小于l000mm，相互搭接200mm ，雙排攪拌樁平面布置如圖l所示。

 

　　水泥攪拌樁采用32.5R普通硅酸鹽水泥配漿，水灰比0.55-0.6，每m樁身水泥用量為65 k9/m。施工攪拌軸轉速宜為中檔，提升速度為0.8m/min～1.2 m/min。不得太快，以免影響攪拌效果。施工前按圖紙間距做好標志樁及控制線．施工過程中控制好樁身垂直度、有效樁長、樁頂及樁底標高。

　　3.2.2超前鋼管施工

    鋼管樁：鋼管樁主要是在土方開挖過程中，當土釘及錨桿還未施工(受力)時起超前支護作用。鋼管采用中89x2.7，成孔直徑中110，要求穿越砂層進入砂質粘性土不小于1500mm，且嵌固段不小于2000mm。用32.5R普通硅酸鹽水泥配漿，水灰比0.55-0.6，清孔后由下往上注漿，注漿壓力宜為0.5 MPa加，8 MPa。施工前必須放出攪拌樁中心線。以防止鋼管樁偏出攪拌樁，降低鋼管樁作用。

　　3.2.3開挖土方及修整邊坡

    基坑開挖：攪拌樁齡期達到l0d后，方可進行基坑開挖及噴錨支護施工，要求分層分段開挖，每層開挖深度應與錨桿豎向間距相匹配．超挖深度不得大于0.1層未支護完或達不到注漿體強度的70％(即土釘齡期不得少于4d)，不得開挖下l層，每段開挖長度宜為l5m～20m。

    土釘噴錨部分施工時。上部噴射混凝土及土釘齡期大于4d，方可開挖下一層；預應力錨索錨固體強度及腰粱強度達到70％，方可張拉鎖定。

　　3.2.4土釘、錨索施工

　　3.2.4.1成孔要求及偏差

    根據設計間距及標高，定出孔位，作出標記。土釘水平方向孔距偏差不得大于50mm．豎直方向孔距偏差不得大于100mm．鉆孔底部的偏斜尺寸不得大于桿長的3％，孔深不得小于設計長度，也不得大于設計的1％，土釘傾角要符合設計要求。

　　3.2.4.2土釘制作與安放

　　1)土釘鋼筋應平直，除油、除銹。

　　2)鋼筋接頭采用機械連接。

    3）土釘沿軸線方向，每2 m采用φ10鋼筋做對中支架(錨索對中支架采用(IM8x3．5鋼管截成l00 mm長小段，在管壁上等間距焊3條dPl0，形狀同土釘上對中器形狀，并將對中器用鐵絲將鋼絞線綁扎在管面上)以保證桿體(錨索)在孔中央。

    4)安放桿體(錨索)時，應防止桿體的變形。注漿管隨桿體一同放人。注漿管距孔底宜為50mm～l00mm。

    5)桿體插入孔的深度不得小于桿體的95％。桿體放入后，不得隨意敲擊。

    6）普通土釘外端頭焊接2φ25鋼筋，每根鋼筋長60mm，以增強抗拔力和固定鋼筋網。

　　3.2.4.3清孔、注漿

　　1)當孔成型安裝土釘后，立即用壓力水進行清孔，至孔口返出清水后進行注漿。

　　2）注漿管采用PVC塑料管．注漿管應送至孔底，以確保漿液送至底部，由下往上注漿。

    3)當清孔至回水清澈時，立即改注預先配制好的水泥漿(水灰比為0.45)。應從孔底開始注漿直至孔口溢漿，并認定孔內已充滿水泥漿時，將注漿管外拔至距孔口500mm外，停留lOmin～15min再進行補漿。

　　4)對預應力錨索二次注漿管，管底部離孔底約500mm，管底用膠布封口，注漿管從管端500mm處開始每隔1 m開φ8小孔并用膠布封住，防止一次注漿水泥漿流人管內。

　　5)預應力錨索二次注漿只對錨固段進行，待一次注漿后4h,-6h(水泥砂漿初凝后)進行，控制注漿壓力為l.5MPa～2.0MPa，使漿液沖破第一次灌漿體，向錨固體和土壤問劈裂擴散，使之直徑擴大，增加徑向力，以提高抗撥能力。

　　3.2.5掛網、噴射速凝混凝土面層

    1)外網與桿連接要牢固，鋼筋網采用φ8@200雙向鋼筋，采用綁扎搭接，搭接長度>300mm，接頭要錯開，縱向鋼筋插入土中長度應>300 mm。

　　2)網掛好后，安裝加強筋，綁扎好鋼筋保護層，經驗收合格后噴射混凝土面層。

　　3)混凝土面層厚度為lOOmm，施工前應進行配制試驗，確定配合比；在干拌混合料時應拌合均勻，并摻人速凝劑10％，噴射槍頭處的工作風壓保持在0.3 MPa；噴頭應盡量與受噴面保持垂直，減少回彈及混凝土流淌現象，在面層上間隔2000mmx2000mm梅花形留置一個φ50泄水洞，以排解坡面水及其壓力。

　　3.2.6預應力錨索的張拉與鎮定

    1)張拉時應分批從中間向兩邊對稱進行，以減少由于結構變形及相鄰錨索施工時引起的應力損失。

    2)錨索張拉分級進行，分別為設計值50％、75％、l00％，每級錨索持荷約3 min～5 min，并測讀錨頭位移3次，作好張拉記錄，然后卸荷至設計控制力后，穩壓10min后鎮定。

　　3)錨索鎮定后，應在錨頭處做防銹處理。

　　3.3施工時應注意的幾個方面

　　3.3.1原材料方面

　　所有原材料進場必須有出廠合格證。并經送檢合格后方可使用。對于面層混凝土必須提前做好混凝土試配。

　　3.3.2施工工藝方面

    1)攪拌樁施工過程中要控制鉆機提升速度，確保水泥漿與土充分攪拌均勻，控制好水灰比及每m樁身水泥用量。

　　2）土釘、錨索方面：當有較厚砂層或淤泥內的土釘應采用鋼花管，其余土層的土釘選用鉆孔鋼筋土釘，土釘(錨索)孔口處地面要比孔口標高低300mm左右，以確保孔內清出的泥漿能順利流出。在天然地基下的錨索應逐條灌漿完成后再施工下一條，不得多條成孔，一次灌漿。對建筑物下的錨索成孔應下套管，以防止坍孔。二次注漿的時間要掌握好，過早、太遲均起不到效果。

　　3.4施工監測與應急預案

　　3.4.1支護的施工監測至少應包括下列內容

　　1）支護結構頂面位移的觀測。

　　2)支護結構頂面及附近建筑物沉降觀測。

　　3)基坑側壁內土體位移觀測。

　　4)基坑滲漏水和基坑內外的地下水位變化。

　　5)基坑開挖期間，監測頻率為ld-2d監測l次，開挖完畢基礎與地下室施工期間，每3d～5d監測l次，地下室施工完畢，基坑回填以前可適當延長監測周期。要求監測結果及時反饋與設計人員和有關單位，做到動態設計、信息化施工。

　　6)位移與沉降觀測：沿基坑周邊頂部每隔25m～30m布置1個觀測點，進行水平位移及沉降觀測；東、西兩邊各布置3個地下水位監測孔；對3倍基坑深度范圍的建(構)筑物應布點進行沉降監測。

    7）應特別加強雨天和雨后的監測以及對各種可能危及支護安全的水害來源。

　　3.4.2應急預案

    施工單位組織和建立應急機構，專人負責，編制應急預案。本工程場地南段大部分區域分布有砂層，所以基坑止求是關鍵的工藝，在開挖支護過程中，有可能出現局部滲水現象，因此，現場應有注漿設備，當出現滲水而影響基坑及周邊安全時，應立即回填土反壓，穩定坑壁，然后采用注漿設備進行注漿堵漏，待止水完善解決后方可繼續開挖支護施工。在現場應配備足量的沙包袋，在倉庫宜有一定數量的型鋼材料，以便基坑發生過大位移時用挖土機取土反壓或用沙包反壓，必要時采用型鋼進行支頂控制位移發展，當基坑位移達到報警值時，應立即啟動應急預案控制基坑位移的發展，出現險情時。應立即疏散現場及周邊人員，避免人員傷亡。

4、實施效果

    目前達鑫龍庭項目支護工程已完成，在采取該方案施工后，坑壁頂部邊緣實測位移和沉降均控制在允許范圍內：東側沉降報警值為26唧，實際沉降l4.73mm；水平位移  報警值為35mm，實際位移25mm；其余部分，沉降報警值為40mm。實際沉降最大值為7.2mm；水平位移報警值為35mm，實際最大值為9mm。周邊的房屋、道路及其他建(構)筑物均未發生變形、裂縫和沉降的現象，表明此復合深  基坑支護技術在本工程上的應用是成功的。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)

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