摘 要:本文結(jié)合工程實(shí)例，分析闡述了復(fù)雜施工條件下深基坑采用樁-錨和土釘墻復(fù)合支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)要點(diǎn)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工試驗(yàn)和信息化監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了具體分析評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞:建筑工程;深基坑;樁-錨支護(hù);土釘墻;施工監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào):TU94+2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1008-0422(2009)07-0175-03

1工程概況

湖南長沙某綜合寫字樓工程項(xiàng)目，地上建筑28層，地下3層，總建筑面積36000m²，基坑深13m，周長196m，該基坑采用樁-錨聯(lián)+土釘墻復(fù)合支護(hù)方案。

該工程環(huán)境條件較為復(fù)雜，基坑北側(cè)開挖線距城市道路邊線8m，東段2層磚結(jié)構(gòu)營業(yè)樓距基坑開挖線3m，基坑?xùn)|側(cè)偏南3.5m處有一排寬2.5m的化糞池，8m處為某高層商住樓，基坑南側(cè)8m處有兩棟8層框架結(jié)構(gòu)宿舍樓(詳見下圖1)，整個(gè)基坑采用垂直開挖。

根據(jù)建設(shè)方提供的工程地質(zhì)報(bào)告，場(chǎng)地內(nèi)地層自上而下分為:人工填土層，局部中砂層，殘積層及基巖，現(xiàn)將與邊坡支護(hù)有關(guān)的地質(zhì)條件分述如下:

①人工填土層:層厚1.6～6.2m，含建筑垃圾，多為松散狀，飽水。

②中砂層:場(chǎng)地內(nèi)西北部有揭露，層厚0.5～2.0m，飽水，含大量有機(jī)質(zhì)、淤泥和卵石，卵石粒徑成不等粒結(jié)構(gòu)，一般為2～3c m，呈灰色和黑色。

③巖石夾層，呈褐黃、灰黃色。

④基巖:層厚5.0～20.0m，埋深4.5～26.0m為強(qiáng)風(fēng)化泥巖。

2深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

據(jù)本工程地質(zhì)勘察報(bào)告，結(jié)合周圍環(huán)境條件和巖層分布情況，該基坑邊坡支護(hù)充分發(fā)揮復(fù)合土釘支護(hù)安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理、迅速靈活的優(yōu)勢(shì)，與樁錨支護(hù)聯(lián)合應(yīng)用。在施工過程中做到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，信息化施工，及時(shí)調(diào)整各設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝，確?；又ёo(hù)優(yōu)質(zhì)高效。根據(jù)本工程實(shí)際情況，基坑西側(cè)南段8層樓處采用樁錨支護(hù)，其余邊坡采用土釘和鋼管樁支護(hù)，支護(hù)設(shè)計(jì)方案見圖1。

2.1土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)

土釘拉桿為25～32mm螺紋鋼，加強(qiáng)筋為16mm螺紋鋼，網(wǎng)筋為8mm圓鋼，鋼管為48 mm和108mm兩種?；颖眰?cè)和東側(cè)南段復(fù)合土釘支護(hù)見圖2和圖3。

2.2樁-錨支護(hù)設(shè)計(jì)

基坑西側(cè)南段處，基坑開挖線距該宿舍樓天然基礎(chǔ)僅有2.0m，為了有效地控制該處邊坡的水平位移和豎向沉降，設(shè)計(jì)時(shí)采用了樁錨支護(hù)方案。人工挖孔樁外徑1300mm，內(nèi)徑1000mm，平均樁長16.0m，第一排預(yù)應(yīng)力錨索在-3.25m處，鋼絞線為2×7 5，長23.0m，設(shè)計(jì)拉力250kN，施加預(yù)應(yīng)力120kN，第二排錨索在-6.15m處，鋼絞線為3×7 5，長28.0m，設(shè)計(jì)拉力350kN，施加預(yù)應(yīng)力200kN。在挖孔樁北段深-2.3m處，設(shè)計(jì)8根錨索以增加橫向剛度，控制邊坡中部的水平位移，鋼絞線為3×7 5，長28.0m，設(shè)計(jì)拉力400kN，施加預(yù)應(yīng)力300kN，樁錨支護(hù)見圖4、圖5。

2.3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

本工程中，我們共進(jìn)行了8根復(fù)合土釘基本試驗(yàn)和6根預(yù)應(yīng)力錨索驗(yàn)收試驗(yàn)，通過試驗(yàn)，取得數(shù)據(jù)范圍，確定安全系數(shù)，對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，檢驗(yàn)實(shí)際效果。

2.3.1 單根復(fù)合土釘試驗(yàn)

復(fù)合土釘?shù)某休d力不僅取決于復(fù)合土釘與土體的接觸面積和土體的抗剪強(qiáng)度，它和鉆孔面的粗糙程度、灌漿壓力、埋設(shè)條件等很多因素有關(guān)，確切的值應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來取得，單根復(fù)合土釘?shù)幕驹囼?yàn)在人工填土層中進(jìn)行，多含建筑垃圾、松散、飽水。復(fù)合土釘傾角15°左右，水平間距1.0m。洛陽鏟人工成孔，壓力灌注純水泥漿，噴射40cm寬、20cm高的腰梁，采用30cm×30cm×2cm的鋼板墊塊，用千斤頂張拉。

復(fù)合土釘試驗(yàn)結(jié)果見表l。除1號(hào)和4號(hào)復(fù)合土釘失穩(wěn)產(chǎn)生滑移外，其余試驗(yàn)結(jié)果均高于復(fù)合土釘設(shè)計(jì)拉力。

2.3.2預(yù)應(yīng)力錨索試驗(yàn)

是否做錨索試驗(yàn)，往往是錨索支護(hù)工程成敗的關(guān)鍵，在樁錨支護(hù)的38根預(yù)應(yīng)力錨索中，共做了6根驗(yàn)收試驗(yàn)，錨索間距1.3m。地質(zhì)鉆機(jī)械成孔，高壓灌注純水泥漿，腰梁為2[25C，墊塊為40cm×40cm×2cm鋼板，用千斤頂張拉。預(yù)應(yīng)力錨索試驗(yàn)結(jié)果見表2，結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力錨索極限抗拔力均高于設(shè)計(jì)拉力。

3深基坑支護(hù)施工技術(shù)

由于該工程地質(zhì)條件和環(huán)境條件比較復(fù)雜，必須在設(shè)計(jì)與試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同邊坡采取不同的現(xiàn)場(chǎng)施工處理措施。

3.1基坑西側(cè)北段邊坡支護(hù)施工

該處回填土層厚達(dá)6.2m，且含砂、淤泥和有機(jī)物質(zhì)，處于飽和狀態(tài)。距開挖線0.4m處還有一棟1層磚結(jié)構(gòu)危房。針對(duì)這種情況，經(jīng)反復(fù)研究，采取了嚴(yán)格控制水平位移、豎向位移以及不擾動(dòng)土體的施工措施。

3.1.1打設(shè)垂直花管超前加固止水

基坑開挖前，在開挖線外側(cè)用地質(zhì)鉆打一排垂直孔，孔徑150mm，孔深15.5m，間距250mm，洗孔后放入108m花管，管長15.0m，然后高壓灌入純水泥漿。垂直花管的作用是:超前支護(hù)，減小基坑開挖和支護(hù)過程中的側(cè)向位移:加固止水，高壓灌注噴射的純水泥漿，滲入到土層和砂層，提高了土體參數(shù)。

3.1.2以預(yù)應(yīng)力錨桿控制側(cè)向變形

適當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力錨桿，如對(duì)H2和H4兩排水平錨桿間隔一根施加預(yù)應(yīng)力100k N，以控制側(cè)向變形。支護(hù)和監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，上述兩種措施對(duì)控制基坑邊坡側(cè)向位移、加固砂層及松散土層起到了明顯的作用。

3.2基坑北側(cè)邊坡支護(hù)施工

基坑北側(cè)距開挖線8.0m處為城市道路，基坑一旦塌方或產(chǎn)生過大位移，不但會(huì)造成交通阻塞，使交通中斷，而且會(huì)造成通訊、水電中斷，經(jīng)濟(jì)損失將不可估量。因此，確?；颖眰?cè)邊坡安全是本工程的重中之重，施工中，除了采用基坑西側(cè)北段邊坡支護(hù)措施之外，還采用了加大錨桿直徑(32mm螺紋鋼)和增加錨桿長度(20.0m)，并施加預(yù)應(yīng)力的技術(shù)措施。

3.3基坑?xùn)|側(cè)邊坡支護(hù)施工

基坑?xùn)|側(cè)沿建筑紅線開挖，受商住樓先期施工以及化糞池和排水管道影響，該側(cè)邊坡回填土層較厚，加之滲水嚴(yán)重，土層威飽和狀態(tài)遇到化糞池時(shí)支護(hù)錨桿不便穿透化糞池，只能打入3.0m左右;遇到護(hù)坡樁時(shí)錨桿只能打入5.0m左右。在這些條件限制之下，邊坡支護(hù)遇到了很多困難，首先必須固化回填土層，阻塞滲水通道，保證開挖時(shí)邊坡穩(wěn)定。具體措施為:開挖前在紅線外打入3排垂直花管，花管呈梅花形布置，間距0.5m，長6.0m左右，高壓灌入純水泥漿，終凝后開挖基坑。在開挖后的基坑邊坡上立即打入2排長3.0m，間距0.5m的水平花管，高壓灌入純水泥漿遇到護(hù)坡樁時(shí)，打入長5.0m左右的錨桿，并保證錨桿進(jìn)入護(hù)坡樁0.5m。支護(hù)結(jié)果證明，這種措施保證了基坑開挖過程中以及后期施工時(shí)基坑邊坡的絕對(duì)安全。

4施工監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析評(píng)價(jià)

4.1監(jiān)測(cè)要求

在基坑開挖前后和支護(hù)施工過程中，要求對(duì)基坑邊坡的水平位移和豎向沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，受基坑環(huán)境條件限制，由專業(yè)技術(shù)人員用坐標(biāo)法對(duì)基坑周邊位移進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，共設(shè)置21個(gè)測(cè)點(diǎn)，前后監(jiān)測(cè)36次，基坑位移測(cè)點(diǎn)設(shè)置見圖6。

從21個(gè)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，除了塔吊附近的兩測(cè)點(diǎn)K14、K15位移較大( 分別為13 mm和19mm) 外，其余測(cè)點(diǎn)位移均在10mm左右，滿足設(shè)計(jì)要求監(jiān)測(cè)，結(jié)果見圖7。K14和K15兩測(cè)點(diǎn)位移之所以大，初步分析認(rèn)為:塔吊起重荷載較大，塔吊樁本身產(chǎn)生撓度進(jìn)而擾動(dòng)附近邊坡土體產(chǎn)生較大位移;塔吊樁為4根1300mm的雙排樁，在近3.0m長度邊坡內(nèi)沒有打入復(fù)合土釘，使該樁成為13.0m長的懸臂結(jié)構(gòu)，其剛度較之附近邊坡為小，該范圍內(nèi)成了支護(hù)的薄弱環(huán)節(jié)，因而產(chǎn)生較大位移。

本基坑支護(hù)工程，在施工環(huán)境條件較為復(fù)雜，地質(zhì)條件對(duì)施工不利的情況下，以高質(zhì)量、快速度、低造價(jià)順利竣工。

5結(jié)語

綜上所述，處理軟塑~流塑的地層，采用復(fù)合土釘深基坑支護(hù)技術(shù)，必須支護(hù)及時(shí)，堵排結(jié)合，不流泥砂，才能保證基坑邊坡的穩(wěn)定及周圍環(huán)境的安全。本基坑?xùn)|側(cè)屬于軟塑~流塑的回填土層，用水平花管和垂直花管固化止水，超前支護(hù)，取得了很好的效果，把這種施工措施應(yīng)用于其它基坑的泡水砂層，同樣獲得了成功。

為了控制側(cè)向變形，采用簡單而易于操作的預(yù)應(yīng)力錨桿，能夠達(dá)到理想的效果。在該基坑的北側(cè)邊坡和西側(cè)北段邊坡采用這種措施，較好地解決了側(cè)向變形問題，同時(shí)對(duì)基坑邊坡的沉降有一定的控制作用，這種簡單的施工措施，幾乎不增加多少費(fèi)用，卻能達(dá)到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn):

[1] 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程.JGJ120-99.[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[2] 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范.JGJ79-2002[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[3] 劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[4] 余志成，施文華，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工.中國建筑工業(yè)出版社，1999.