莊石云,陳幸福

(1.中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖南總隊(duì), 湖南株洲市 412011;2.湖南鑫湘工程勘察有限公司, 湖南長(zhǎng)沙 410000)

湖南省財(cái)政廳后勤綜合大樓基坑支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)

莊石云1,陳幸福2

(1.中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖南總隊(duì), 湖南株洲市 412011;2.湖南鑫湘工程勘察有限公司, 湖南長(zhǎng)沙 410000)

湖南省財(cái)政廳后勤綜合大樓的周邊環(huán)境復(fù)雜,設(shè)3層地下室,基坑含仰坡,最大深約11m,不能放坡,要求基坑施工及工后1年內(nèi),周邊最大水平位移不大于45mm。通過(guò)合理設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)和精心施工,確保了周邊管線、路面、建筑物的安全,使基坑及地下室順利施工。

深基坑;支護(hù)參數(shù);施工技術(shù)

1 概 況

湖南省財(cái)政廳后勤綜合大樓共2棟,其中1#樓19層、2#樓4層,框架剪力墻結(jié)構(gòu),地下室3層,均為車(chē)庫(kù)。設(shè)計(jì)地面標(biāo)高±0.000,相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高值為67.3m,負(fù)三層地下室底板標(biāo)高55.3m,基坑開(kāi)挖最大深度為11m,到55.0m標(biāo)高。

場(chǎng)地地層巖性從上至下為:

(1)人工填土,主要由粘性土混碎磚、碎渣等建筑垃圾和生活垃圾組成,密實(shí)度不均勻,結(jié)構(gòu)松散,僅局部見(jiàn)該層,均厚1.60m;

(2)粉質(zhì)粘土,網(wǎng)紋斑狀,稍濕,硬塑-堅(jiān)硬狀態(tài),均厚9.31m;

(3)礫砂,稍濕,稍密-中密狀態(tài),含礫石,呈亞圓形,級(jí)配較差,含少量粘性土,僅見(jiàn)局部,均厚1.05m;

(4)圓礫,濕-飽和,中密-密實(shí),顆粒含量80%～90%,呈亞圓形,級(jí)配好,砂及粘性土充填,均厚1.70m;

(5)殘積粉質(zhì)粘土,稍濕,硬塑-堅(jiān)硬狀態(tài),均厚2.03m;

(6)泥質(zhì)粉砂巖,泥質(zhì)膠結(jié),中厚層狀構(gòu)造,節(jié)理裂隙極發(fā)育,遇水軟化,屬極軟巖,局部夾中-薄層礫巖,均厚6.97m。

場(chǎng)地內(nèi)主要含水層為礫砂和圓礫,潛水,且局部遇見(jiàn)。地下水埋深9.40～10.50m,水量貧乏。

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 基坑支護(hù)方案選擇

本基坑支護(hù)設(shè)計(jì)在深入掌握和研究了周邊環(huán)境條件、地質(zhì)勘察資料與以往類似基坑支護(hù)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)反復(fù)論證與優(yōu)化,采用放坡+土釘+人工挖孔排樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+網(wǎng)噴等復(fù)合支護(hù)形式。

2.2 主要支護(hù)形式

如圖1所示,AB、CD段:放坡+土釘墻;BC、DEFG段:不放坡+人工挖孔排樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+網(wǎng)噴支護(hù);GHIJ段:有煤氣管線段,人工+機(jī)械放坡控制開(kāi)挖;JA段:北側(cè)設(shè)計(jì)有2層地下車(chē)庫(kù)(底層已到55.3m標(biāo)高),完全開(kāi)挖。

圖1 基坑平面

2.3 設(shè)計(jì)驗(yàn)算

根據(jù)基坑壁各段巖土條件、基坑高度、邊界特征等因素,分別按不同的支護(hù)斷面驗(yàn)算,計(jì)算采用《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)給定的數(shù)值分析方法,基坑安全等級(jí)為一、局部二級(jí),按該規(guī)程要求,重要性系數(shù)取值γ0=1.00,綜合荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.25,地面荷載均布綜合取值20kN/m2,巖土工程指標(biāo)以場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告作為依據(jù),并結(jié)合長(zhǎng)沙市類似成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正,以修正后的指標(biāo)值作為驗(yàn)算值,各巖(土)層主要力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 各地層主要力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

2.4 支護(hù)設(shè)計(jì)

基坑各向土釘/錨桿等的支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)見(jiàn)表2～表4。

3 施工技術(shù)及要求

3.1 挖孔樁施工技術(shù)及要求

(1)施工方法。采用“跳樁法”施工。開(kāi)挖時(shí),采用鋼模澆注C20砼,分段開(kāi)挖、護(hù)壁,護(hù)壁厚度為15cm。

(2)成孔技術(shù)要求。深度16m、持力層達(dá)到要求,樁徑幾何尺寸不小于設(shè)計(jì)值,垂直度＜0.5%,樁平面偏差＜5cm,井底沉渣厚度為零。

(3)鋼筋籠技術(shù)要求。鋼筋籠長(zhǎng)度誤差不大于±50mm,直徑誤差不大于±10mm,主筋間距誤差±10mm,箍筋間距誤差不大于±20mm。

表2 AB段土釘設(shè)計(jì)參數(shù)

表3 CD段土釘設(shè)計(jì)參數(shù)

表4 BC、DEFG段預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)

(4)灌注砼技術(shù)要求。灌注前先對(duì)樁孔進(jìn)行清理,抽干積水,下井清理沉渣,保證清底干凈。嚴(yán)格按配比計(jì)量砼的配料,砼坍落度控制在7～9cm,保證其流動(dòng)性、和易性。井口用漏斗并連接砼串筒,串筒出口離砼面高度不超過(guò)2.0m。為保證砼密實(shí)度,采用振動(dòng)棒分層搗實(shí),每段灌注高度小于0.5 m。砼灌注完畢,應(yīng)按要求留置試塊,樁頂覆蓋草袋并經(jīng)常濕水或蓄水養(yǎng)護(hù)。

(5)頂梁澆注技術(shù)要求。頂梁尺寸1200mm×600m,每段(共2段)樁施工完后,清理好樁頭,并保證樁頂主筋嵌入梁內(nèi)0.35m,要求一次裝模、布筋、砼澆注、振搗成型。

3.2 土方開(kāi)挖技術(shù)及要求

(1)基坑開(kāi)挖和支護(hù)施工應(yīng)按設(shè)計(jì)要求自上而下、分段分層進(jìn)行,嚴(yán)禁無(wú)序大開(kāi)挖作業(yè)。每層開(kāi)挖高度應(yīng)控制在土釘/錨桿位置往下0.5m,不得超挖。每層土方開(kāi)挖時(shí),要留錨桿施工平臺(tái),便于成孔施工。如土層因施工進(jìn)度超深開(kāi)挖,須沿基坑周邊預(yù)留3～5m施工平臺(tái),采用機(jī)械與人工結(jié)合修坡,使基坑層面平整。

(2)在機(jī)械開(kāi)挖后,應(yīng)輔以人工修整坡面,坡面平整度的允許偏差為±20mm,修整后的邊坡必須平整并達(dá)到設(shè)計(jì)坡度要求。在坡面噴射砼支護(hù)前,應(yīng)清除坡面虛土。

(3)基坑邊壁開(kāi)挖后,及時(shí)實(shí)施支護(hù)結(jié)構(gòu)施工,盡量縮短邊壁土體的裸露時(shí)間。并制定有在暴雨和因其他特殊情況不能及時(shí)實(shí)施支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)急方案和措施。

3.3 土釘/錨桿施工技術(shù)及要求

(1)土釘/錨桿鉆孔必須按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確定位,盡可能減少誤差,誤差過(guò)大,會(huì)造成槽鋼腰梁難以安放等工程質(zhì)量事故。

(2)土釘成孔施工孔距誤差不大于100mm,孔徑誤差不大于5mm,孔深誤差不大于50mm,土釘成孔傾角偏差不大于土釘長(zhǎng)度的5%。

(3)鉆孔后要進(jìn)行清孔檢查,對(duì)于孔中出現(xiàn)的局部滲水、塌孔或掉落松土應(yīng)立即處理。

(4)土釘/錨桿組裝前應(yīng)進(jìn)行除銹,按圖焊接船形居中架,每2.0m設(shè)置一組,土釘/錨桿與噴射砼之間用“▲”字架焊接連接。

(5)注漿導(dǎo)管頭部應(yīng)插入距孔底30cm以內(nèi),在注漿開(kāi)始并孔內(nèi)出水后,將導(dǎo)管以勻速緩慢撤出,保證導(dǎo)管出漿口不拔出漿體,孔中氣體能充分逸出。至漿體充滿后拔出漿管。漿體充盈系數(shù)≥1.0,否則應(yīng)檢查成孔和清孔的工藝是否正確。

(6)土釘/錨桿注漿后3d內(nèi),不得錘擊、碰撞土釘/錨桿桿體。

(7)對(duì)各錨桿須施加預(yù)應(yīng)力,預(yù)緊力的施加在錨固體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%時(shí)進(jìn)行。

3.4 噴射砼面層施工技術(shù)及要求

(1)噴射砼面層強(qiáng)度為C20,厚度100mm,噴射砼配合比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。噴射砼面層沿邊坡走向每20m設(shè)置一條伸縮縫,伸縮縫寬15mm。

(2)在噴射砼前,面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片應(yīng)牢固固定在邊壁上,并符合規(guī)定的保護(hù)層厚度要求。

(3)鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格允許誤差±10mm,鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)每邊的搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于一個(gè)網(wǎng)格邊長(zhǎng)或200 mm,如為搭焊則焊長(zhǎng)不小于網(wǎng)筋直徑的10倍。

4 結(jié) 語(yǔ)

基坑支護(hù)是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)較高的工程。為確保基坑支護(hù)安全,在基坑附近地段設(shè)置6組位移觀測(cè)點(diǎn),以監(jiān)測(cè)基坑及鄰近建筑物、道路的水平位移情況,最大水平位移在BC段的中點(diǎn)附近,位移量35.8mm。整個(gè)基坑開(kāi)挖及其基礎(chǔ)施工順利,周邊道路、管路、建筑物沒(méi)有發(fā)生破壞現(xiàn)象,目前上部結(jié)構(gòu)主體工程已完工,轉(zhuǎn)入裝修階段,說(shuō)明支護(hù)效果良好。

[1]JGJ94-2008.建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JGJ120-99.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[3]熊智彪.建筑基坑支護(hù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

2009-11-30)

莊石云(1968-),男,湖南桃江人,高級(jí)工程師,主要從事礦山地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、工程地質(zhì)工作。