朱林河南開普化工股份有限公司（451200）

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鄭州某大廈基坑支護方案設計

朱林
河南開普化工股份有限公司（451200）

摘要:深基坑支護的設計與施工是建筑深基坑工程的核心內容，既涉及土力學的典型強度與穩(wěn)定問題，又包含了變形問題，還涉及到土與支護結構的共同作用問題。該文通過工程實例，探討復雜環(huán)境條件下既安全又經濟的土釘墻與豎向微型樁、預應力錨桿組成的基坑支護方案。

關鍵詞:基坑；支護設計；方案；分析比較

1工程概況

1）工程基本概況

鄭州某大廈位于鄭州市區(qū),周圍環(huán)境復雜，地下水位淺，基坑平面長約64 m，寬約37.2 m，呈矩形?；娱_挖深度為自然地面下-12.10 m，在土方開挖過程中，必須進行支護和降水。

2）環(huán)境條件

基坑周邊環(huán)境條件見表1。

2基坑支護結構方案選擇

2.1設計參數及荷載的確定

1）本基坑設計的安全等級為一級，基坑側壁的重要性系數取γ0=1.1。

2）地面荷載:東側1-1剖面臨7層住宅樓（住宅樓為9 m深水泥攪拌復合地基），取9 m深處90 kPa的超載,地面超載15 kPa；南側3-3剖面臨4層鄭州某酒店裙樓，因該樓為天然地基，取1.4 m處 60 kPa超載；2-2剖面和4-4剖面位置地面超載取15 kPa。

2.2基坑支護方案論證的選擇

經過分析論證及理論計算，確定本基坑工程支護結構采用樁錨聯合支護,根據不同部位,東側臨7層住宅樓部位采用雙排鉆孔樁和預應力錨桿聯合支護，其他部位采用單排鉆孔樁和預應力錨桿聯合支護結構[1]。

2.3支護結構計算及方案的確定

根據本工程不同區(qū)域的具體情況（相鄰關系、基坑深度、環(huán)境條件），將基坑周邊分為4個區(qū)域段，即4個剖面。各個剖面計算結構形式及實用結構形式如表2（所有剖面均采用樁錨支護方式進行計算，計算結果均滿足要求）。

3基坑支護設計要點及施工建議

3.1土釘墻施工工藝

表1基坑周邊環(huán)境條件

表2支護結構計算及方案的確定

3.1.1土釘造孔要求

1）分層分段開挖，每層開挖深度不得大于2.0 m。

2）依據土層條件，土釘成孔采用人工成孔，孔直徑100 mm，孔深宜大于設計孔深10 cm，成孔傾角10°。

3.1.2土釘制作安裝

1）土釘墻采用φ18Ⅱ級鋼筋，土釘桿接頭應采用焊接的搭接接頭。

2）土釘桿體應沿土釘軸線方向每隔2.0 m左右設置一個居中支架，居中支架采用φ6.5HPB235鋼筋制作，并將用作居中支架的鋼筋彎成弧形與土釘桿焊接。

3.1.3注漿

1）根據本工程條件，注漿采用水泥注漿，其強度不宜低于M10。

2）注漿液水灰比為0.4~0.55。

3）注漿應從孔底開始灌填，當孔口有漿液流出并加壓穩(wěn)定后，方可停止注漿。

3.1.4編扎鋼筋網

1）鋼筋網采用φ6.5HPB235調直鋼筋，雙向間距均為250 mm。

2）根據作業(yè)面層分層、分段鋪設鋼筋網,鋼筋網之間的連接可采用搭接,并隨壁面隨坡就勢鋪設[2]。

3.2鉆孔灌注樁設計參數及施工建議

鉆孔灌注樁樁徑800 mm，樁長20.0 m，嵌固深度8.0 m,樁間距1 200～1 400 mm,排間距1 800 mm，樁頂厚600 mm，寬1 000～2 800的冠梁。

施工要領:

1）成孔質量:合理選擇護壁泥漿，鉆進時泥漿比重應控制在1.0～1.25；鉆孔應一次成孔，不得中途停頓；嚴格控制清孔質量，灌注水下混凝土前允許沉渣厚度不大于30 cm。

2）鋼筋籠吊裝及保護層設置:清孔后應立即抓緊吊放鋼筋籠，以免隔時過久沉渣厚度超過規(guī)定。鋼筋籠應根據設計要求和起重設備能力整體或分節(jié)制作。分段吊放時上下段必須焊接順直。

3）混凝土灌注質量控制:要求混凝土有良好的和易性，以便在水中自行攤展?；炷了涠瓤刂圃?8～22 cm內,灌注水下混凝土前應認真測量孔深和導管長度，導管懸空一般控制在20～40 cm。

3.3預應力錨索設計參數及施工建議

錨索孔徑150 mm，豎向間距2.4～3.5 m，水平間距2.1～2.8 m，采用φ5、黏結鋼絞線。自由段長度分別為5.0 m、7.0 m，錨固段長度分別為15.0 m、17.0 m、19.0 m。

施工要領:

1）定位。成孔前根據設計要求和土層條件定出孔位。

2）成孔。采用機械成孔或人工成孔。

3）預應力錨索的制作與安放。制作的錨索應除油、除銹，自由段用塑料布包裹或涂抹黃油，其他應按有關技術要求進行制作，安放時應確保桿體滿足設計要求。

4）注漿。漿液采用摻入2%早強劑、水灰比0.6的純水泥漿，注漿管頭部距孔底50～100 mm，二次注漿壓力不小于1.5 MPa。

5）面層噴護。為了保證樁間土體的安全，打入摩擦土釘以便固定多目鋼絲網，然后進行面層噴護。

6）腰梁安裝。連梁采用兩根18-20型槽鋼，應連成一體，保證整體發(fā)揮作用。

7）張拉與鎖定。當水泥漿強度達到設計強度的75%時，可對錨桿進行張拉。錨桿張拉要按規(guī)程要求分級加荷，嚴格遵守觀測時間。張拉鎖定荷載為設計拉力的50%，鎖定后若發(fā)現明顯預應力損失應進行補償張拉[3]。

3.4施工建議

為了保證基坑安全，在基坑開挖支護時應對基坑周邊采用鋼管斜支撐。基坑支護平面圖見圖1。

圖1基坑支護平面圖

4基坑工程安全監(jiān)測

4.1基坑安全監(jiān)控內容

1）支護結構水平位移觀測。

2）基坑周邊的建筑物沉降觀測。

4.2允許變形控制

允許變形標準有兩種指標，一是變形允許值（累計變形），二是變化速率。這兩種指標中任何一種達到警戒限值都應作出判斷，形成決策。

4.2.1基坑邊坡及地面變形監(jiān)控

1）基坑變形的監(jiān)控值

基坑邊坡及周邊地面允許變形值見表3。

表3基坑變形的監(jiān)控值

2）水平位移速率控制

連續(xù)3日水平位移速率達到2 mm/d，應報警。

4.2.2臨近建筑物沉降控制

1）建筑物允許變形值應符合表4。

表4建筑物允許變形值

2）沉降速率控制

連續(xù)3日沉降速率達到1 mm/d，或肉眼發(fā)現建筑物裂縫急劇擴張，應報警。

參考文獻:

[1]王志新,卜曉翠.深基坑的設計與施工[J].山西建筑,2007, 33(9):112- 113.

[2] JGJ120- 2012,中華人民共和國行業(yè)標準.建筑基坑支護技術規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[3] GB 50007- 2002,中華人民共和國國家標準.建筑基礎設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.