韓同輝
(北京市地質(zhì)工程公司,北京 100143)
近年來(lái),隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展,建筑物越來(lái)越密集,基坑深度也隨地下空間高效開(kāi)發(fā)利用而不斷加深,因此對(duì)于基坑支護(hù)的要求也更加嚴(yán)格。面對(duì)復(fù)雜多變的地質(zhì)條件、錯(cuò)綜布置的地下管網(wǎng)、緊張有限的施工場(chǎng)地和不可避免的臨近荷載,土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)在應(yīng)用范圍上受到了大幅限制。對(duì)于一般土釘墻無(wú)法適用的深基坑,在工期要求緊、造價(jià)要求低、附加荷載大和地下水位高等條件限制時(shí),即可采用復(fù)合土釘墻支護(hù)方式。
復(fù)合土釘墻支護(hù)適用于深度不大于15.0m的非軟土基坑,具有輕型,機(jī)動(dòng)靈活,適用范圍廣,支護(hù)能力強(qiáng),可作超前支護(hù),并兼?zhèn)渲ёo(hù)、截水等效果[1]。在實(shí)際工程中,組成復(fù)合土釘墻的各項(xiàng)技術(shù)可根據(jù)工程需要進(jìn)行靈活的有機(jī)結(jié)合,形式多樣,有土釘墻+止水帷幕形式、土釘墻+微型樁形式、土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿(錨索)形式[2]。本文將重點(diǎn)闡述土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)形式,在工程案例中的成功應(yīng)用。
望京綜合體育館A座基坑開(kāi)挖、支護(hù)工程位于廣順北大街望京新城D5區(qū),基坑深度14.36m,±0.00=38.00m,室內(nèi)外高差-0.30m?;游鱾?cè)緊鄰在施地鐵14號(hào)線望京站及區(qū)間,部分隧道疊穿于西側(cè)基坑下0.9~2.0m。擬建場(chǎng)館與在施地鐵平面、立面位置關(guān)系如下圖1、圖2所示。另外,基坑西側(cè)緊鄰廣順北大街,管線復(fù)雜密布,成為該側(cè)支護(hù)的又一難點(diǎn)。
圖1 地鐵走向與基坑位置平面關(guān)系圖
圖2 地鐵走向與基坑位置立面關(guān)系圖
(1)地層
地層情況見(jiàn)表1。
(2)地下水
根據(jù)勘察資料表明,本場(chǎng)區(qū)地下水情況如下:
第1層靜止水位埋深為2.50~4.60m,靜止水位標(biāo)高為32.79~35.48m,地下水類型為上層滯水,含水層為:②層粘質(zhì)粉土~砂質(zhì)粉土、②2層粉砂,地下水補(bǔ)給主要為大氣降水及地下徑流以及管道漏水,水量較豐富,局部缺失,以地下水側(cè)向徑流及越流為主要排泄方式。
第2層靜止水位埋深為7.10~8.40m,靜止水位標(biāo)高為29.47~30.60m,地下水類型為層間潛水,含水層為:③1層粘質(zhì)粉土~砂質(zhì)粉土。
第3層靜止水位埋深為12.10~13.50m,靜止水位標(biāo)高為24.39~25.72m,地下水類型為潛水,含水層為:.④層粉細(xì)砂、④1層粘質(zhì)粉土、⑤1層粘質(zhì)粉土、⑤2層粉細(xì)砂、⑦圓礫、⑦1層粉細(xì)砂。
表1 地層情況
表2 支護(hù)設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)
表3 土釘墻技術(shù)參數(shù)
表4 預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)參數(shù)
圖3 支護(hù)設(shè)計(jì)剖面圖
圖4 復(fù)合土釘墻施工流程圖
(1)綜合地鐵資料、管線資料及巖土勘察報(bào)告,總結(jié)該項(xiàng)目支護(hù)難點(diǎn)如下:
地鐵隧道貫穿于基坑之下,二次襯砌頂部距離結(jié)構(gòu)底板僅1.0m左右,使得該區(qū)域因嵌固深度不足而不能施工排樁及止水帷幕,對(duì)于實(shí)際挖深14.06m的高水位深基坑,支護(hù)難度極大。
根據(jù)勘察報(bào)告可知,3層地下水均位于槽底以上,且地下水位高、水量豐富,地層稀軟,土層滲透性差,降水效果較差,對(duì)于基坑開(kāi)挖支護(hù)非常不利,影響基坑安全。
基坑西側(cè)鄰近廣順北大街,地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜,對(duì)基坑開(kāi)挖造成限制,基坑周邊環(huán)境條件決定支護(hù)設(shè)計(jì)不能放大坡,使得支護(hù)難度進(jìn)一步上升。
(2)針對(duì)工程的特點(diǎn)和難點(diǎn),采取土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿的復(fù)合土釘墻方式,進(jìn)行基坑邊坡支護(hù),原因如下:①土釘墻支護(hù)方式無(wú)需占用基坑下部空間,避免對(duì)地鐵隧道造成影響,但因基坑挖深超過(guò)12m,故為保證基坑穩(wěn)定,控制位移,須加設(shè)錨桿。②根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn),因望京地區(qū)地層較軟,水量豐富,降水效果不理想,且根據(jù)《北京市建設(shè)工程施工降水管理辦法》限制進(jìn)行施工降水,故在基坑其它區(qū)域采用樁間旋噴樁止水帷幕方式處理地下水,樁徑500@350mm,槽內(nèi)布置疏干井以保證干槽作業(yè)。但在地鐵隧道上部基坑無(wú)法施工旋噴樁,因此在此坡段局部采用降水方式,降水井兼用作水位觀測(cè)井,以便準(zhǔn)確掌握地下水位,井徑600mm,井深14.3m/23.0m。③為保證基坑放坡穩(wěn)定性,擬在坡面留置土臺(tái),分兩級(jí)放坡,采取了1:0.5放坡比例做兩級(jí)放坡,與錨桿支護(hù)組成聯(lián)合支護(hù)體系,保證基坑安全。在復(fù)合土釘墻施工期間應(yīng)加強(qiáng)位移觀測(cè),如有必要?jiǎng)t根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整錨桿參數(shù),限制位移量。
根據(jù)上述分析,綜合場(chǎng)地情況及相關(guān)經(jīng)驗(yàn),基坑支護(hù)設(shè)計(jì)見(jiàn)表2、表3、表4:
邊坡面層掛φ6.5.@200×200鋼筋網(wǎng),每排土釘橫向設(shè)置一根φ20通筋,通筋與土釘主筋端部以“L”型焊接牢固,然后噴射素混凝土(厚約80~100mm),混凝土配合比為水泥:砂:石=1:2:2,強(qiáng)度達(dá)到c20。
支護(hù)設(shè)計(jì)剖面如圖3。
復(fù)合土釘墻施工流程見(jiàn)圖4。
鉆機(jī)就位→校正位置及角度→鉆至設(shè)計(jì)深度→插送錨桿桿體→灌注水泥漿→做腰梁→裝錨具→張拉→鎖定
鉆機(jī)就位→校正位置及角度→沖水成孔下鋼套管→鉆至設(shè)計(jì)深度→插送錨桿桿體→灌注水泥漿→拔鋼套管→做腰梁→裝錨具→張拉→鎖定
望京體育館項(xiàng)目在與地鐵施工存在立面疊交的情況下,基坑支護(hù)采用土釘墻+錨桿復(fù)合土釘墻施工工藝,較好的解決了深基坑支護(hù)且無(wú)嵌固空間的問(wèn)題,同時(shí)土釘施工角度靈活,可根據(jù)周邊管線圖的管線位置進(jìn)行躲避,坡面加設(shè)錨桿增強(qiáng)了支護(hù)體系的穩(wěn)定性。另外,復(fù)合土釘墻支護(hù)方式在一定程度上降低了工程造價(jià),節(jié)省了工期。
復(fù)合土釘墻在施工中得到廣泛應(yīng)用,但仍有很多不完善的地方需要研究。比如目前的規(guī)范對(duì)復(fù)合土釘墻的設(shè)計(jì)是以土釘墻為基礎(chǔ),難以量化超前支護(hù)的作用[3]。對(duì)于微型樁、止水帷幕的強(qiáng)度和加固土壤的能力還未能詳細(xì)揭露,這就為今后我們完善復(fù)合土釘墻的技術(shù)研究提供了方向。
[1]王麗英.淺析復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)[J].黑龍江科技信息,2012,14(25):271.
[2]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.《復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GB.50739-2011)[S].2011.
[3]周錫彬.淺談復(fù)合土釘墻在基坑支護(hù)中的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2003,15(9):54~55.