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摘要：達(dá)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(hù)、預(yù)應(yīng)力錨索控制基坑位移的復(fù)合型噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)方案。采用該方案后，基坑各種變形均在控制范圍內(nèi)，保證了施工安全。...

深基坑施工淺析

蔡群

南通華新建工集團(tuán)有限公司 江蘇南通226600

1、概述

    達(dá)鑫龍庭工程位于廣東省東莞市南城區(qū)的市行政中心區(qū)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(cè)為居民區(qū)，基坑邊線距居民樓最近點(diǎn)距離為7m左右，最遠(yuǎn)點(diǎn)距離約15m，此側(cè)居民區(qū)住宅樓摹礎(chǔ)大部分為天然地基，樓高4--5層，屬待拆遷舊房，此側(cè)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(shù)。南側(cè)為小區(qū)道路，西側(cè)為城市道路，基坑安全等級接二級考慮控制變形，北側(cè)為一在建工地。本施工現(xiàn)場十分狹小，不可以采用自然放坡法施工，需對基坑進(jìn)行支護(hù)來保證施工期間的安全。

2、方案的選擇

    根據(jù)場地情況、地質(zhì)條件及周邊環(huán)境，本工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)上采用：深層攪拌樁止水、鋼管樁超前支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨索控制基坑位移的加強(qiáng)型噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的復(fù)合型支護(hù)方案。即在東側(cè)距居民區(qū)較近處采用樁錨支護(hù)；在場地較為寬松的地段坑壁頂部適當(dāng)放坡的支護(hù)方案。

3、復(fù)合支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

　　3.1土釘、錨索設(shè)計(jì)

　　3.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)

    1)基坑開挖深度約8.0m，東、南、西側(cè)邊坡為垂直支護(hù)：北側(cè)邊坡采用放坡開挖，坡度為l：0.4，并將此側(cè)地面標(biāo)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(cè)壁安全等級：東側(cè)為一級，重要性系數(shù)為1.10；南側(cè)、北側(cè)、西側(cè)為二級，重要性系數(shù)為1.0。

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

　　3.1.2計(jì)算結(jié)果

　　3.1.2.1東側(cè)(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(shè)--道預(yù)應(yīng)力錨索來控制基坑變形：自由段5m，錨固段20m，設(shè)計(jì)抗拔力為280 kN，鎖定力為200kN。

　　3.1.2.2西側(cè)、南側(cè)

    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(yù)應(yīng)力錨索來控制基坑變形，自由段5m，錨固段20m；設(shè)計(jì)抗拔力為280kN，鎖定力為200kN。

　　3.1.2.3北側(cè)

    采用放坡結(jié)合土釘支護(hù)，坡度按1：0.4進(jìn)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(qiáng)鋼筋連接，加強(qiáng)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(xì)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(xì)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(hù)土釘和錨桿施工順序?yàn)椋?/span>

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

    2)預(yù)應(yīng)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(xì)石混凝土→腰粱施工→預(yù)應(yīng)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(dá)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(jī)4攪4噴施工工藝，攪拌樁要求穿越砂層進(jìn)入砂質(zhì)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(zhuǎn)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(biāo)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(biāo)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(dāng)土釘及錨桿還未施工(受力)時(shí)起超前支護(hù)作用。鋼管采用中89x2.7，成孔直徑中110，要求穿越砂層進(jìn)入砂質(zhì)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(dá)到l0d后，方可進(jìn)行基坑開挖及噴錨支護(hù)施工，要求分層分段開挖，每層開挖深度應(yīng)與錨桿豎向間距相匹配．超挖深度不得大于0.1層未支護(hù)完或達(dá)不到注漿體強(qiáng)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(shí)。上部噴射混凝土及土釘齡期大于4d，方可開挖下一層；預(yù)應(yīng)力錨索錨固體強(qiáng)度及腰粱強(qiáng)度達(dá)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(jù)設(shè)計(jì)間距及標(biāo)高，定出孔位，作出標(biāo)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(shè)計(jì)長度，也不得大于設(shè)計(jì)的1％，土釘傾角要符合設(shè)計(jì)要求。

　　3.2.4.2土釘制作與安放

　　1)土釘鋼筋應(yīng)平直，除油、除銹。

　　2)鋼筋接頭采用機(jī)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(shí)，應(yīng)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(qiáng)抗拔力和固定鋼筋網(wǎng)。

　　3.2.4.3清孔、注漿

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

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

    3)當(dāng)清孔至回水清澈時(shí)，立即改注預(yù)先配制好的水泥漿(水灰比為0.45)。應(yīng)從孔底開始注漿直至孔口溢漿，并認(rèn)定孔內(nèi)已充滿水泥漿時(shí)，將注漿管外拔至距孔口500mm外，停留lOmin～15min再進(jìn)行補(bǔ)漿。

　　4)對預(yù)應(yīng)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(nèi)。

　　5)預(yù)應(yīng)力錨索二次注漿只對錨固段進(jìn)行，待一次注漿后4h,-6h(水泥砂漿初凝后)進(jìn)行，控制注漿壓力為l.5MPa～2.0MPa，使?jié){液沖破第一次灌漿體，向錨固體和土壤問劈裂擴(kuò)散，使之直徑擴(kuò)大，增加徑向力，以提高抗撥能力。

　　3.2.5掛網(wǎng)、噴射速凝混凝土面層

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

　　2)網(wǎng)掛好后，安裝加強(qiáng)筋，綁扎好鋼筋保護(hù)層，經(jīng)驗(yàn)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(yīng)進(jìn)行配制試驗(yàn)，確定配合比；在干拌混合料時(shí)應(yīng)拌合均勻，并摻人速凝劑10％，噴射槍頭處的工作風(fēng)壓保持在0.3 MPa；噴頭應(yīng)盡量與受噴面保持垂直，減少回彈及混凝土流淌現(xiàn)象，在面層上間隔2000mmx2000mm梅花形留置一個(gè)φ50泄水洞，以排解坡面水及其壓力。

　　3.2.6預(yù)應(yīng)力錨索的張拉與鎮(zhèn)定

    1)張拉時(shí)應(yīng)分批從中間向兩邊對稱進(jìn)行，以減少由于結(jié)構(gòu)變形及相鄰錨索施工時(shí)引起的應(yīng)力損失。

    2)錨索張拉分級進(jìn)行，分別為設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)控制力后，穩(wěn)壓10min后鎮(zhèn)定。

　　3)錨索鎮(zhèn)定后，應(yīng)在錨頭處做防銹處理。

　　3.3施工時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)方面

　　3.3.1原材料方面

　　所有原材料進(jìn)場必須有出廠合格證。并經(jīng)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(jī)提升速度，確保水泥漿與土充分?jǐn)嚢杈鶆颍�控制好水灰比及�?/span>m樁身水泥用量。

　　2）土釘、錨索方面：當(dāng)有較厚砂層或淤泥內(nèi)的土釘應(yīng)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(biāo)高低300mm左右，以確保孔內(nèi)清出的泥漿能順利流出。在天然地基下的錨索應(yīng)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(yīng)下套管，以防止坍孔。二次注漿的時(shí)間要掌握好，過早、太遲均起不到效果。

　　3.4施工監(jiān)測與應(yīng)急預(yù)案

　　3.4.1支護(hù)的施工監(jiān)測至少應(yīng)包括下列內(nèi)容

　　1）支護(hù)結(jié)構(gòu)頂面位移的觀測。

　　2)支護(hù)結(jié)構(gòu)頂面及附近建筑物沉降觀測。

　　3)基坑側(cè)壁內(nèi)土體位移觀測。

　　4)基坑滲漏水和基坑內(nèi)外的地下水位變化。

　　5)基坑開挖期間，監(jiān)測頻率為ld-2d監(jiān)測l次，開挖完畢基礎(chǔ)與地下室施工期間，每3d～5d監(jiān)測l次，地下室施工完畢，基坑回填以前可適當(dāng)延長監(jiān)測周期。要求監(jiān)測結(jié)果及時(shí)反饋與設(shè)計(jì)人員和有關(guān)單位，做到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、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(gè)觀測點(diǎn)，進(jìn)行水平位移及沉降觀測；東、西兩邊各布置3個(gè)地下水位監(jiān)測孔；對3倍基坑深度范圍的建(構(gòu))筑物應(yīng)布點(diǎn)進(jìn)行沉降監(jiān)測。

    7）應(yīng)特別加強(qiáng)雨天和雨后的監(jiān)測以及對各種可能危及支護(hù)安全的水害來源。

　　3.4.2應(yīng)急預(yù)案

    施工單位組織和建立應(yīng)急機(jī)構(gòu)，專人負(fù)責(zé)，編制應(yīng)急預(yù)案。本工程場地南段大部分區(qū)域分布有砂層，所以基坑止求是關(guān)鍵的工藝，在開挖支護(hù)過程中，有可能出現(xiàn)局部滲水現(xiàn)象，因此，現(xiàn)場應(yīng)有注漿設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)滲水而影響基坑及周邊安全時(shí)，應(yīng)立即回填土反壓，穩(wěn)定坑壁，然后采用注漿設(shè)備進(jìn)行注漿堵漏，待止水完善解決后方可繼續(xù)開挖支護(hù)施工。在現(xiàn)場應(yīng)配備足量的沙包袋，在倉庫宜有一定數(shù)量的型鋼材料，以便基坑發(fā)生過大位移時(shí)用挖土機(jī)取土反壓或用沙包反壓，必要時(shí)采用型鋼進(jìn)行支頂控制位移發(fā)展，當(dāng)基坑位移達(dá)到報(bào)警值時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案控制基坑位移的發(fā)展，出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)。應(yīng)立即疏散現(xiàn)場及周邊人員，避免人員傷亡。

4、實(shí)施效果

    目前達(dá)鑫龍庭項(xiàng)目支護(hù)工程已完成，在采取該方案施工后，坑壁頂部邊緣實(shí)測位移和沉降均控制在允許范圍內(nèi)：東側(cè)沉降報(bào)警值為26唧，實(shí)際沉降l4.73mm；水平位移  報(bào)警值為35mm，實(shí)際位移25mm；其余部分，沉降報(bào)警值為40mm。實(shí)際沉降最大值為7.2mm；水平位移報(bào)警值為35mm，實(shí)際最大值為9mm。周邊的房屋、道路及其他建(構(gòu))筑物均未發(fā)生變形、裂縫和沉降的現(xiàn)象，表明此復(fù)合深  基坑支護(hù)技術(shù)在本工程上的應(yīng)用是成功的。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)

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