林思鋮

廈門滄?？辈煸O(shè)計有限公司（361007）

淺析加筋水泥土樁錨支護技術(shù)在深基坑支護中的應(yīng)用

林思鋮

廈門滄海勘察設(shè)計有限公司（361007）

隨著社會發(fā)展和城市建筑用地的緊張，為充分利用地下空間，基坑工程隨之向更深更大發(fā)展的趨勢越來越明顯，加之近年來基坑安全事故頻發(fā)，因此基坑支護安全性越來越受到重視[1]。筆者某基坑支護工程實例，闡述了加筋水泥土樁+錨桿支護在實際工程中的應(yīng)用，總結(jié)了基坑支護施工過程應(yīng)如何信息化施工，希望能給同行參考借鑒。

水泥土樁；錨桿；基坑；監(jiān)測

水泥土樁擋墻既解決了基坑四周土體的自立性，又能形成隔水帷幕。加筋水泥土樁+錨桿支護延伸了基坑支護深度,增強了基坑的穩(wěn)定性和可靠性，應(yīng)用于深基坑工程，其優(yōu)越性得到充分發(fā)揮，不僅施工周期短，且保證了基坑及周邊環(huán)境的安全。

1 工程實例

1.1 工程概況

某深基坑工程位于福建某市道路交叉口，占地面積約1.2萬m2，由2棟31層主樓、3層裙樓及1層連體地下室組成，平面近似長方形，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，鉆孔灌注樁和預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)。場地較平坦，基坑深6.3m，北側(cè)約6m處為5層建筑（淺基礎(chǔ)），西北角約5.7m處為8層建筑（樁基礎(chǔ)），西側(cè)約3m處有2m高圍墻，圍墻外為空地，南側(cè)約10m處為槐蔭大道，東側(cè)約10m處為北京路，距基坑?xùn)|、南側(cè)2～6m埋有通信光纜[2]。

1.2 地質(zhì)條件

該擬建場地為地勢平坦，與基坑有關(guān)的地層分別為：①雜填土（Qml）：含軟塑狀黏土，夾磚渣碎石塊、植物根及生活垃圾，濕，松散～稍密，局部地段底部為軟塑黏性土，厚2.0～4.3m；②黏土（Q4al+pl）：軟～可塑,偶含礦物團塊及錳鐵質(zhì)結(jié)核,厚1.9～6.5m；③粉質(zhì)黏土（Q4al+pl）：可塑～硬塑，含礦物團塊及錳鐵質(zhì)結(jié)核，厚1.3～7.0m；④中細砂（Q4al+pl）：飽和，稍密，偶夾少量粉砂及粉土，含云母，砂粒礦物主要成分為石英、長石，厚1.0～4.7m。土層參數(shù)見表1。

該場地地下水主要為砂層中微承壓水及上部填土中的孔隙潛水，其水量和水位受地表水及大氣降水影響，含水量較大，勘察鉆孔中該層穩(wěn)定潛水水位約為1.2m，黏土和粉質(zhì)黏土層為相對隔水層，砂層含微承壓水，穩(wěn)定水位8.0～9.0m。

表1 各土層參數(shù)設(shè)計值

1.3 支護方案設(shè)計

根據(jù)該基坑地質(zhì)情況及周圍環(huán)境狀況，基坑北側(cè)和西北角采用“坑頂放坡+水泥土樁（插鋼管）+錨桿”支護形式；西側(cè)采用“放坡+水泥土樁+錨桿”支護形式；東側(cè)和南側(cè)采用“放坡（坡腳插槽鋼）+錨桿”支護形式。坑底粉質(zhì)黏土層是下部砂層中微承壓水的天然隔水層，基坑開挖過程中的上層滯水采用集水溝疏導(dǎo)。

1）土壓力計算：采用朗肯理論公式分層計算，采用水土合算的總應(yīng)力法計算主、被動土壓力。2）穩(wěn)定性驗算：采用經(jīng)典的瑞典圓弧法，通過下式進行復(fù)合支護穩(wěn)定性驗算。

式中：K為整體穩(wěn)定安全系數(shù)；Ks、Ka、Kc、Kp分別為土、錨桿、水泥土和微型樁產(chǎn)生的抗滑力矩與土體下滑力矩比；ci、ji、li分別為第i個土條在滑弧面上的黏聚力（kPa）、內(nèi)摩擦角（°）和弧長（m）；Wi為第i個土條重量，包括土體自重、作用在第i個土條上的地面加地下荷載（kN/m）；qi為第i個土條在滑弧面中點處的法線與垂直面的夾角（°）；sax，j、spx，j為第j層錨桿和微型樁的水平間距（m）；Nu，j為第j層錨桿在穩(wěn)定區(qū)（即滑弧外）的極限抗力（kN）；aj為第j層錨桿的傾角（°）；qj為第j層錨桿與滑弧面相交處，滑弧切線與水平面的夾角（°）；jj為第j層錨桿與滑弧面相交處土的內(nèi)摩擦角（°）；fvc、fvp為水泥土和微型樁的抗剪強度設(shè)計值（kPa）；Ac、Ap為單位計算長度內(nèi)水泥土樁和單根微型樁的截面積（m2）；ga、gc、gp為錨桿、水泥土樁和微型樁產(chǎn)生的抗滑力矩復(fù)合作用時的組合系數(shù)。一般情況，ga=0.4～0.6，gc=0.5～0.8，gp=0.1～0.5，錨桿、水泥土和微型樁與土體剛度比越大，取值越低。采用有限元計算出各剖面最小穩(wěn)定系數(shù)，見表2。

表2 穩(wěn)定性計算結(jié)果

1.4 信息化施工

1）施工流程。施工準備→測量放線→水泥土樁施工→監(jiān)測點布置與監(jiān)測→四周排水溝及硬化路面施工→水泥土樁養(yǎng)護期滿→第1層土方開挖→第1層噴混凝土施工→微型鋼管樁和壓頂板施工→第2層土方開挖和錨桿施工→第3層土方開挖和錨桿施工→保留0.3m厚土保護層，進行承臺開挖施工→清底至設(shè)計基坑深度→施工完畢。

2）樁頂放坡卸載。根據(jù)基坑周邊環(huán)境，合理利用周邊可用空間,從地面往下0～2.0m按1∶1放坡卸載,并在水泥土樁頂設(shè)置寬0.9m鋼筋混凝土壓頂板平臺。

3）水泥土樁擋墻。沿基坑邊設(shè)計2～3排f500水泥土樁，有效樁長8m，全程復(fù)攪,縱橫向樁距400mm，采用PSA32.5水泥，噴灰量55±5 kg/m。

4）微型鋼管樁。微型鋼管樁規(guī)格為f127、d4.5@800，L=8m，基坑開挖到-2.3m后在水泥土樁間采用勘察鉆機成孔f150,然后清孔直到返出清水，將加工好的f127鋼管放入孔中,將注漿管插到孔底,采用PO42.5R的水泥漿灌注,水灰比0.4～0.5，注漿壓力0.4～0.6mPa。

5）土方開挖。土方開挖至2m深時，發(fā)現(xiàn)雜填土層與下部黏土層間有1層厚0.5～1.0m的砂層（該層勘察報告中未提及）,通過走訪附近居民，場地原由一池塘填成，上層滯水比預(yù)想的豐富。為此將錨桿成孔工藝由洛陽鏟改為鉆機成孔，為防止錨孔坍塌，成孔后立即安裝錨桿并及時注漿，短錨桿（不大于6m）改為花管（由氣錘打入并注漿）。在基坑?xùn)|側(cè)和南側(cè)支護段，下部黏性土在干燥環(huán)境下的穩(wěn)定性較好,但在受上部滲水的侵蝕后強度急劇下降，穩(wěn)定性極差,為克服砂層滲水對其下部坡面的影響，采用速凝的噴射混凝土對砂層部位進行封堵，并設(shè)置排水管進行疏導(dǎo)，此外在土方挖至4.5m深時，打入超前槽鋼，并將其與第三排錨桿頭焊接牢固，下部土方開挖后及時對坡面進行掛網(wǎng)噴混凝土封閉，將水對下部土層的侵蝕降至最低，充分利用土體自身強度自穩(wěn)。

6）施工監(jiān)測。本工程為長方形深基坑，基坑監(jiān)測點取四邊及北側(cè)建筑，并在施工過程中做好施工監(jiān)測?；娱_挖過程中，結(jié)合揭露地層和變形監(jiān)測情況，及時調(diào)整支護施工方案，基坑自開挖到回填至±0.00歷時近8個月,基坑北側(cè)建筑未出現(xiàn)不均勻沉降，基坑?xùn)|側(cè)和南側(cè)僅在距坑邊3～5m的人行道上出現(xiàn)了15～30mm裂縫，未影響通信光纜的正常使用。

2 結(jié)語

該項目施工中根據(jù)實際情況及時調(diào)整局部支護方案和施工工藝，不僅保證了基坑安全，且取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益?；庸こ虘?yīng)采用動態(tài)設(shè)計、信息化施工，及時優(yōu)化施工工藝，出現(xiàn)異常情況應(yīng)馬上分析原因并采取有效的處理措施，確保工程安全。筆者認為深基坑支護工程必須根據(jù)每一工程項目的具體情況做出切實可行的施工設(shè)計，施工時要針對目前施工人員民工較多、技術(shù)素質(zhì)較低的實際情況，加強技術(shù)指導(dǎo)，嚴格按設(shè)計施工，同時制訂應(yīng)急預(yù)案，發(fā)生突發(fā)情況時及時處理，保證支護工程的順利完成。

[1]王瑞秋.深基坑支護的施工實踐[J].科教文匯(上旬刊).2011 (08).

[2]申小金.雙排樁支護結(jié)構(gòu)在深基坑中的應(yīng)用[J].科學(xué)之友. 2011(23).

[3]仝德豐.某高層商住樓基坑支護工程設(shè)計綜合研究[J].廣東土木與建筑.2011(09).