李金剛,張錦靈,謝 林

(河南省豫龍巖土工程有限責(zé)任公司,河南駐馬店 463000)

駐馬店新百匯大廈深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工

李金剛,張錦靈,謝 林

(河南省豫龍巖土工程有限責(zé)任公司,河南駐馬店 463000)

主要論述了在復(fù)雜地形條件下深基坑的樁錨聯(lián)合及土釘墻的施工方法,結(jié)合工程實(shí)例,解決基坑支護(hù)中的施工難題,探索出了一套可行的施工方案,給同類工程提供借鑒。

深基坑;支護(hù);樁錨;土釘墻

1 工程概述及周邊環(huán)境條件

1.1 工程概況

本項(xiàng)目位于河南省駐馬店市解放大道南部,東臨中原大廈,南靠駐馬店商貿(mào)局,東側(cè)、南側(cè)環(huán)境條件相對(duì)復(fù)雜,北側(cè)、西側(cè)解放路和樂山路環(huán)境條件相對(duì)簡(jiǎn)單。東側(cè)為中原大廈裙樓 3～5層,天然地基,基礎(chǔ)埋深約 115 m,距基坑開挖邊線約 910 m,主樓16層,箱式基礎(chǔ);南側(cè)為一棟 3層的居民住宅樓,天然地基,基礎(chǔ)埋深約 115 m,距基坑開挖邊線約 810 m;西側(cè)樂山大道距基坑開挖線約 510 m,北側(cè)人行道距基坑開挖線約有 20 m。

本項(xiàng)目南北長(zhǎng) 109100 m,東西寬 39160～46100 m,大致呈梯形,主樓 19層和裙樓 7層。框剪結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)類型擬采用獨(dú)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(hù)。與基坑支護(hù)工程有關(guān)的土層按成因、時(shí)代和物理力學(xué)性質(zhì)分述如表 1所示。

表 1 場(chǎng)區(qū)土層及其物理力學(xué)性質(zhì)

1.2 地層情況

經(jīng)巖土勘察揭露范圍內(nèi)地層主要為第四系上更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)堆積物,屬山前沖洪積相。經(jīng)分析論證,從安全、經(jīng)濟(jì)、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(hù)方案。

2 基坑支護(hù)方案

按照設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)依據(jù),考慮工程現(xiàn)場(chǎng)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(hù)方式有:(1)樁錨聯(lián)合支護(hù);(2)超前微型樁復(fù)合土釘墻支護(hù);(3)土釘墻支護(hù)。

樁錨聯(lián)合支護(hù)安全性高,基坑邊坡變形小,一般用于安全等級(jí)為二級(jí)以上,周邊環(huán)境對(duì)基坑變形要求嚴(yán)格的基坑工程。土釘墻和超前微型樁復(fù)合土釘墻是目前應(yīng)用較多的支護(hù)類型,工藝簡(jiǎn)單,施工速度快,成本低,適用于放坡開挖與周邊環(huán)境較簡(jiǎn)單的基坑支護(hù)。本基坑工程開挖深度 915 m左右,邊坡側(cè)壁安全性重要等級(jí)為二級(jí),邊坡環(huán)境條件不是很復(fù)雜,場(chǎng)地地下水位埋藏較淺,基坑開挖深度內(nèi)地基土承載力較高。根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件、地層特點(diǎn)、施工季節(jié)以及在駐馬店地區(qū)基坑支護(hù)施工的成熟經(jīng)驗(yàn),經(jīng)分析論證,從安全、經(jīng)濟(jì)、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(hù)方案。

2.1 樁錨聯(lián)合支護(hù)

基坑?xùn)|側(cè)邊坡分一級(jí)開挖,深度 915 m,建筑物距基坑口距離約 910 m,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(hù),樁間噴射厚 10 cm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(hù)結(jié)構(gòu)可按東側(cè)執(zhí)行。

2.2 護(hù)坡樁

2.2.1 護(hù)坡樁布置

圖 1 樁錨聯(lián)合支護(hù)施工圖

2.2.2 護(hù)坡樁施工技術(shù)要點(diǎn)

(1)鉆進(jìn)成孔時(shí)控制好樁長(zhǎng)、樁徑、垂直度,樁體垂直度偏差≯1%,樁位偏差≯50 mm。

(2)在鉆孔過程中和成孔后均應(yīng)不斷置換泥漿進(jìn)行清孔,清孔完畢立即進(jìn)行成孔質(zhì)量檢查驗(yàn)收,對(duì)每根樁的孔位、孔深、孔徑和沉渣應(yīng)及時(shí)檢查,填寫施工記錄,樁徑允許偏差≤30 mm,泥漿密度應(yīng)為

1105～1110 kg/L。檢查成孔質(zhì)量合格后,應(yīng)盡快安裝鋼筋籠、澆注水下混凝土。

2.2.3 混凝土灌注

(1)保證灌注過程機(jī)械性能可靠,鋼筋籠與樁孔中心基本重合。

(2)導(dǎo)管使用前必須認(rèn)真檢查導(dǎo)管的密封性能及同心度,并檢查導(dǎo)管連接的可靠性。

(3)導(dǎo)管下入孔中后需測(cè)量孔底沉渣和泥漿密度,若未達(dá)到要求須進(jìn)行清孔。灌注砼前用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔,使孔底沉渣控制在現(xiàn)行規(guī)范要求以內(nèi)。

2.3 預(yù)應(yīng)力錨桿

2.3.1 預(yù)應(yīng)力錨桿布設(shè)

自護(hù)坡樁樁頂以下 210 m位置設(shè)第一排預(yù)應(yīng)力錨桿,錨桿長(zhǎng)度 21150 m,鉆孔直徑 150 mm,錨固段長(zhǎng)度 1310 m,水平間距 214 m;護(hù)坡樁頂以下 510 m設(shè)第二排錨桿,錨桿長(zhǎng)度 3210 m,錨固長(zhǎng)度 25150 m,水平間距 214 m;護(hù)坡樁頂以下 810 m設(shè)第三排錨桿,錨桿長(zhǎng)度 2710 m,錨固長(zhǎng)度 2210 m,水平間距214 m。錨桿安裝角度均為 15°,錨桿施工采用二次劈裂注漿工藝,錨桿采用直徑 32～36 mm的鋼筋制作,預(yù)加張拉力值 260 kN,預(yù)應(yīng)力錨索布設(shè)見圖 1。

2.3.2 預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝要求

2.3.2.1 預(yù)應(yīng)力錨桿參數(shù)

錨桿是一種受拉結(jié)構(gòu)體系,其設(shè)計(jì)參數(shù)按其所用材料與其受力狀況進(jìn)行確定,詳見表 2。

表 2 預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)

2.3.2.2 預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)要求

(1)錨桿水平向孔距偏差≯50 mm,垂直方向孔距誤差≯100 mm。錨桿孔深不應(yīng)小于設(shè)計(jì)孔深,也不應(yīng)大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的 1%。

(2)鉆孔底部的偏斜尺寸不應(yīng)大于錨桿的 3%,可用鉆孔測(cè)斜儀控制鉆孔方向。

2.3.2.3 預(yù)應(yīng)力錨桿注漿技術(shù)要求

(1)注漿漿液采用水灰比為 014～015的水泥漿,水泥采用 P.O32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,必要時(shí)可加入一定量的外加劑和摻合料。

(2)注漿采用二次注漿技術(shù),第一次注漿后 6～8 h內(nèi)通過注漿管進(jìn)行二次劈裂注漿。

(3)在注漿壓力過高、注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)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(shí)間較長(zhǎng),在作業(yè)時(shí)宜用水或稀漿沖洗注漿泵和注漿管道。

(4)漿體硬化不能充滿錨固體時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿,保證錨桿體質(zhì)量。

2.3.2.4 預(yù)應(yīng)力錨桿張拉技術(shù)要求

根據(jù)開挖時(shí)基坑的實(shí)測(cè)變形情況對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿的張拉和鎖定進(jìn)行動(dòng)態(tài)信息控制,錨桿的張拉與鎖定符合以下要求:

(1)錨固段強(qiáng)度 >18 MPa并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后方可進(jìn)行張拉工作;

(2)錨桿張拉順序應(yīng)考慮對(duì)鄰近建筑物和錨桿的影響;

(3)預(yù)應(yīng)力錨桿張拉至設(shè)計(jì)張拉值的 019～110倍以后,再按要求進(jìn)行鎖定;

(4)錨桿張拉控制應(yīng)力不應(yīng)超過錨桿體強(qiáng)度值的 0185倍。

2.4 土釘墻支護(hù)

基坑西側(cè)與北側(cè)邊坡開挖分 2級(jí)進(jìn)行,深度分別為 510、915 m。坡頂距開挖線外緣 115 m處布置摩擦錨桿 1排,長(zhǎng)度 210 m,間距 115 m。坡面布置支護(hù)土釘 6排,水平間距 210 m,垂直間距 115 m,呈梅花形布置,傾角 15°,孔徑 100 mm,配筋采用 “16～22 mm的 HRB335型號(hào)鋼筋制作 (如圖 2所示)。

圖 2 土釘與網(wǎng)片筋布置圖

2.4.1 布筋網(wǎng)

分布筋 “8@150 mm ×150 mm,加強(qiáng)筋 “12@1500 mm×1500 mm縱橫布置。

2.4.2 土釘墻設(shè)計(jì)參數(shù)

按照有關(guān)基坑支護(hù)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(duì) 2個(gè)支護(hù)剖面的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,綜合確定支護(hù)土釘?shù)脑O(shè)計(jì)參數(shù) (見表 3)。

表 3 支護(hù)剖面土釘設(shè)計(jì)參數(shù)

2.4.3 土釘成孔要求

采用錨桿機(jī)或人工洛陽鏟成孔,成孔直徑 100 mm,孔深宜大于設(shè)計(jì)孔深 100 mm,成孔角度 13°～15°。土方開挖與支護(hù)分層分段進(jìn)行,每層開挖深度≯117 m,每段開挖長(zhǎng)度≯25 m。

2.4.4 土釘制作安裝要求

土釘配置鋼筋采用直徑 “12～28 mm的HRB335型號(hào)鋼筋制作,施工前現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行材料復(fù)試檢測(cè)。土釘桿體應(yīng)沿土釘軸線方向每間隔 2 m設(shè)置一個(gè)居中支架,以保證土釘體質(zhì)量,居中支架采用 “8 mm R235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。

2.4.5 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(jí)普通硅酸鹽水泥。水泥漿液水灰比為014～0155。注漿應(yīng)從孔底開始灌注,當(dāng)孔口有漿液流出并加壓穩(wěn)定后,方可停止注漿。

2.4.6 編扎鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)片采用 “8 mm鋼筋調(diào)直,按雙向間距為150 mm編扎。搭接長(zhǎng)度≮200 mm,或采用焊接,并隨坡就平鋪設(shè)。鋪好后,應(yīng)在其上面點(diǎn)焊,使土釘、鋼筋網(wǎng)、加強(qiáng)筋連成一體。

2.4.7 噴射混凝土面層

噴射混凝土的面層強(qiáng)度為 C20,噴射混凝土采用 P.O32.5級(jí)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 014～015,具體參數(shù)值由現(xiàn)場(chǎng)確定。噴射混凝土面層厚度100 mm,分兩層噴射。

2.4.8 防排水措施

防排水對(duì)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(xué)性質(zhì)及土的受力特征,基坑施工時(shí)要求截?cái)嗨型ㄍ拥乃?。掛網(wǎng)噴護(hù)面層設(shè)置排水口,分別在 4 m和 9 m處設(shè)2排排水口。

3 施工中應(yīng)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(jì)放坡率放坡,禁止超挖,基坑開挖時(shí)分層分段進(jìn)行,最下層土方開挖時(shí)要分段預(yù)留土墩,保證基坑安全;

(2)施工中加強(qiáng)基坑及周邊環(huán)境變形觀測(cè)工作,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更,以確?；影踩?。

4 結(jié)語

(1)土方開挖與邊坡支護(hù)同步進(jìn)行,縮短了工期。

(2)解決了場(chǎng)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(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,基坑支護(hù)完成后,根據(jù)對(duì)基坑邊壁幾何尺寸進(jìn)行的測(cè)定,邊壁完全符合地下室墻體外墻模的要求。

[1] JGJ 120-99,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] CESC 22:90,土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

[3] CESC 96:97,基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[4] YB 9258-97,建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范[S].

[5] 孟凡運(yùn),劉全峰.土釘墻在超深基坑支護(hù)中的應(yīng)用[J].探礦工程 (巖土鉆掘工程),2008,35(5):44-46.

Design and Construction of Deep Excavation Reinforcement in Zhumadian C ity

LI Jin-gang,ZHANG Jin-ling,XIE Lin(Henan Yulong Geo-engineering Co.,Ltd.,Zhumadian Henan 463000,China)

The paper discussed the constructionmethod of pile-anchor combination and soil-nailingwall for deep excavation in complex conditionswith engineering cases.A feasible construction method was explored for the similar engineering.

deep excavation;reinforcement;pile anchor;soil-nailing

TU473.2

A

1672-7428(2010)02-0040-04

2009-10- 19;

2009-12-11

李金剛 (1981-),男 (漢族),河南漯河人,河南省豫龍巖土工程有限公司助理工程師,巖土工程專業(yè),從事基礎(chǔ)工程、地質(zhì)災(zāi)害工程的施工與管理工作,河南省駐馬店市,lijingang894@sohu.com。