【摘 要】本文根據(jù)工程實例,經(jīng)分析論證,從安全、經(jīng)濟、工效幾方面考慮,依據(jù)基坑邊坡環(huán)境條件不同,分別采用土釘墻、樁錨聯(lián)合支護方案。探索出了一套可行的設(shè)計方案,給同類工程提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】高層建筑;深基坑;支護;設(shè)計
一、工程概述及周邊環(huán)境條件
1、工程概況
本項目南北長109.00m,東西寬39.60~46.00m,大致呈梯形,主樓19層和裙樓7層??蚣艚Y(jié)構(gòu),基礎(chǔ)類型擬采用獨立基礎(chǔ)或條基。由于受已有道路、建筑的限制,土方的開挖放坡較小,需采用近似垂直開挖,為保證基礎(chǔ)施工的安全,需采用基坑支護。
二、基坑支護設(shè)計方案
按照設(shè)計原則及設(shè)計依據(jù),考慮工程現(xiàn)場條件和地質(zhì)情況及需要著重解決的問題,本工程可采用的支護方式有:(1)樁錨聯(lián)合支護;(2)超前微型樁復合土釘墻支護;(3)土釘墻支護。
1、樁錨聯(lián)合支護
基坑東側(cè)邊坡分一級開挖,深度9.5m,建筑物距基坑口距離約9.0m,基礎(chǔ)埋深較淺,且在建筑物與坑口間有一條水泥混凝土道路通過,存在有活荷載作用,邊坡安全性要求較高。由于受環(huán)境條件的限制,基坑采用垂直開挖,邊坡設(shè)置樁錨支護,樁間噴射厚10cm的C20砼面層。
基坑南側(cè)與東側(cè)有著相似的環(huán)境條件,支護結(jié)構(gòu)可按東側(cè)執(zhí)行。
2、護坡樁
(1)護坡樁布置
在基坑開挖線外側(cè)0.6m位置處的坡頂布置φ600mm鋼筋砼樁1排,單樁長度24.53m,間距1.2m。樁頂設(shè)計標高+0.50m(自然地面),鋼筋籠采用通長配筋,主筋為15φ25HRB335鋼筋,加強箍筋按φ14@2000沿籠長均布,螺旋筋按10@150設(shè)置,鋼筋籠主筋保護層50mm。
(2)護坡樁施工技術(shù)要點
①鉆進成孔時控制好樁長、樁徑、垂直度,樁體垂直度偏差≯1%,樁位偏差≯50mm。②在鉆孔過程中和成孔后均應不斷置換泥漿進行清孔,清孔完畢立即進行成孔質(zhì)量檢查驗收,對每根樁的孔位、孔深、孔徑和沉渣應及時檢查,填寫施工記錄,樁徑允許偏差≤30mm,泥漿密度應為1.05~1.10kg/L。檢查成孔質(zhì)量合格后,應盡快安裝鋼筋籠、澆注水下混凝土。
(3)混凝土灌注
①保證灌注過程機械性能可靠,鋼筋籠與樁孔中心基本重合。
②導管使用前必須認真檢查導管的密封性能及同心度,并檢查導管連接的可靠性。
③導管下入孔中后需測量孔底沉渣和泥漿密度,若未達到要求須進行清孔。灌注砼前用導管進行二次清孔,使孔底沉渣控制在現(xiàn)行規(guī)范要求以內(nèi)。
3、預應力錨桿
(1)預應力錨桿布設(shè),詳見表1
(2)預應力錨桿施工工藝要求
①預應力錨桿參數(shù)
錨桿是一種受拉結(jié)構(gòu)體系,其設(shè)計參數(shù)按其所用材料與其受力狀況進行確定,詳見表1。
②預應力錨桿施工技術(shù)要求
錨桿水平向孔距偏差≯50mm,垂直方向孔距誤差≯100mm。錨桿孔深不應小于設(shè)計孔深,也不應大于設(shè)計長度的1%。
鉆孔底部的偏斜尺寸不應大于錨桿的3%,可用鉆孔測斜儀控制鉆孔方向。
③預應力錨桿注漿技術(shù)要求
注漿漿液采用水灰比為0.4~0.5的水泥漿,水泥采用P.O32.5級普通硅酸鹽水泥,必要時可加入一定量的外加劑和摻合料。
注漿采用二次注漿技術(shù),第一次注漿后6~8h內(nèi)通過注漿管進行二次劈裂注漿。
在注漿壓力過高、注漿量達到設(shè)計要求的情況下可以停止注漿,注漿作業(yè)開始和中途停止時間較長,在作業(yè)時宜用水或稀漿沖洗注漿泵和注漿管道。
漿體硬化不能充滿錨固體時應進行補漿,保證錨桿體質(zhì)量。
④預應力錨桿張拉技術(shù)要求根據(jù)開挖時基坑的實測變形情況對預應力錨桿的張拉和鎖定進行動態(tài)信息控制,錨桿的張拉與鎖定符合以下要求:錨固段強度>18MPa并達到設(shè)計強度的90%后方可進行張拉工作;錨桿張拉順序應考慮對鄰近建筑物和錨桿的影響;預應力錨桿張拉至設(shè)計張拉值的0.9~1.0倍以后,再按要求進行鎖定;錨桿張拉控制應力不應超過錨桿體強度值的0.85倍。
4、土釘墻支護
基坑西側(cè)與北側(cè)邊坡開挖分2級進行,深度分別為5.0、9.5m。坡頂距開挖線外緣1.5m處布置摩擦錨桿1排,長度2.0m,間距1.5m。坡面布置支護土釘6排,水平間距2.0m,垂直間距1.5m,呈梅花形布置,傾角15°,孔徑100mm,配筋采用φ16~22mm的HRB335型號鋼筋制作。
(1)布筋網(wǎng)。分布筋φ8@150mm×150mm,加強筋φ12@1500mm×1500mm縱橫布置。
(2)土釘墻設(shè)計參數(shù)。按照有關(guān)基坑支護規(guī)范和技術(shù)規(guī)程創(chuàng)建工程地質(zhì)數(shù)值模型,利用理正軟件對2個支護剖面的支護結(jié)構(gòu)進行內(nèi)部穩(wěn)定性、外部整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性等進行數(shù)值模擬計算,綜合確定支護土釘?shù)脑O(shè)計參數(shù)。
(3)土釘成孔要求。采用錨桿機或人工洛陽鏟成孔,成孔直徑100mm,孔深宜大于設(shè)計孔深100mm,成孔角度13°~15°。土方開挖與支護分層分段進行,每層開挖深度≯1.7m,每段開挖長度≯25m。
(4)土釘制作安裝要求。土釘配置鋼筋采用直徑φ12~28mm的HRB335型號鋼筋制作,施工前現(xiàn)場取樣進行材料復試檢測。土釘桿體應沿土釘軸線方向每間隔2m設(shè)置一個居中支架,以保證土釘體質(zhì)量,居中支架采用φ8mmR235型鋼筋制作,并將用作居中支架的鋼筋兩段彎曲成弧形,與土釘鋼筋有效焊接。
(5)注漿要求。根據(jù)本工程條件注漿采用水泥漿,水泥采用P.O32.5級普通硅酸鹽水泥。水泥漿液水灰比為0.4~0.55。注漿應從孔底開始灌注,當孔口有漿液流出并加壓穩(wěn)定后,方可停止注漿。
(6)編扎鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)片采用φ8mm鋼筋調(diào)直,按雙向間距為150mm編扎。搭接長度≮200mm,或采用焊接,并隨坡就平鋪設(shè)。鋪好后,應在其上面點焊,使土釘、鋼筋網(wǎng)、加強筋連成一體。
(7)噴射混凝土面層。噴射混凝土的面層強度為C20,噴射混凝土采用P.O32.5級普通硅酸鹽水泥。配合比一般采用水泥∶砂∶碎石質(zhì)量比為1∶2∶2,水灰比為0.4~0.5,具體參數(shù)值由現(xiàn)場確定。噴射混凝土面層厚度100mm,分兩層噴射。
(8)防排水措施。防排水對基坑安全非常重要,一旦有水侵入基坑周圍,將改變坑壁地基土的力學性質(zhì)及土的受力特征,基坑施工時要求截斷所有通往基坑的水源。掛網(wǎng)噴護面層設(shè)置排水口,分別在4m和9m處設(shè)2排排水口。
三、施工中應急措施
考慮到基坑工程的特殊性,施工中要采取以下措施:
(1)保證坡面按設(shè)計放坡率放坡,禁止超挖,基坑開挖時分層分段進行,最下層土方開挖時要分段預留土墩,保證基坑安全;
(2)施工中加強基坑及周邊環(huán)境變形觀測工作,發(fā)現(xiàn)異常及時進行設(shè)計變更,以確保基坑安全。
四、結(jié)語
1、土方開挖與邊坡支護同步進行,縮短了工期。
2、解決了場地狹小給施工帶來的不利影響,并保證了相鄰建筑的安全,基坑四周建筑物和地下各種管線安全無恙。
3、支護達到設(shè)計要求,基坑支護完成后,根據(jù)對基坑邊壁幾何尺寸進行的測定,邊壁完全符合地下室墻體外墻模的要求。