鞏憲超
(山東省建筑科學研究院有限公司,山東 濟南 250000)
在我國建筑產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,不斷壯大的同時,人們對地下空間的利用需求越發(fā)強烈。與此同時,深基坑支護技術成為了地下空間能否安全、合理、順利使用的決定性因素。近年來,樁錨支護結(jié)構(gòu)以其便于施工、安全可靠的特點,得到了業(yè)界的廣泛認同,成為適用面廣泛的深基坑工程支護形式之一。
某項目基坑西側(cè)及南側(cè)為現(xiàn)有居民小區(qū),其地下車庫部分距現(xiàn)有場地較近??偨ㄖ娣e80594m2,基坑南北長130m,東西寬77m,平面上基本成菱形。開挖深度16.4m~18.0m。
支護機構(gòu)的選型與工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件;基坑相鄰建筑物的位置、基礎形式;基坑周邊地下管線的位置、深度、抵御變形的能力等都與深基坑支護選型息息相關。那么工程支護結(jié)構(gòu)選型時的前期工作就顯得至關重要。本工程綜合考慮規(guī)程中支護結(jié)構(gòu)選型、基坑周邊環(huán)境、開挖深度、工程地質(zhì)條件等因素,在總結(jié)類似基坑工程成功的經(jīng)驗和失敗教訓的基礎上,適合本工程的支護結(jié)構(gòu)型式有以下幾種:1)樁錨;2) 雙排樁;3) 樁+內(nèi)支撐;4) 地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐。在經(jīng)過詳細的現(xiàn)場踏勘,調(diào)查基坑周邊環(huán)境,仔細分析勘察報告,掌握擬建場地水文地質(zhì)條件的前提下,響應業(yè)主及總包單位的相關要求,充分考慮施工可能性、造價、工期等綜合因素,確認樁錨支護體系最適合該工程。
本工程基坑深度16.4m。擬建建筑東、南、北三側(cè)周邊無重要建筑物和管線,故結(jié)合基坑深度、水文地質(zhì)條件及施工可行性,確定支護形式采用磚墻構(gòu)造柱+樁錨支護體系。樁頂位于-3.0m,自然地面至-3.0m 為磚墻。以1-1 剖面為例,支護采用鉆孔灌注樁,樁徑為800mm,樁間距1.6m,樁長18.5m,進入基坑底部5.1m。設計預應力錨桿3 排,長度大于20m。為提高預應力錨桿的錨固力,提高基坑安全性,第二道預應力錨桿下傾角度由尋常的15°調(diào)整為20°,使其錨固段進入砂層。
本工程支護設計主要難點位于基坑西側(cè)。擬建建筑結(jié)構(gòu)邊線緊鄰已有建筑地下室(約8.6m),已有地下車庫埋深約12.0m,擬建建筑基礎埋深16.4m。針對這種特殊的周邊環(huán)境,可采用的支護形式有:排樁+短錨桿支護體系、雙排樁支護體系。如采用雙排樁支護體系,則護坡樁將出現(xiàn)12.0m高的懸臂段,不利于控制基坑變形。工程造價亦高于排樁+錨桿支護體系。但如采用排樁+短錨桿支護體系,則施工時對錨桿長度的控制要求非常嚴格,必須注意保護既有地下車庫結(jié)構(gòu)的防水層。最終從變形控制及經(jīng)濟性雙方面考慮,確定采用磚墻構(gòu)造柱+排樁+錨桿支護體系,樁頂位于-3.0m,自然地面至-3.0m 為磚墻。
以1b—1b 剖面為例,共設計錨桿6 排,前4 排錨桿設計成短錨桿,每根錨固力80kN,合計錨固力與1—1 剖面設計的一排長錨桿錨固力285kN 相當。為避免破壞已有地下室結(jié)構(gòu),預應力錨桿又盡可能的長一些,前4 排錨桿下傾角度全部由尋常的15°調(diào)整為20°。
由于本工程的復雜性,因此進行了支護坡體水平、垂直位移、基坑周邊道路、管線、地面沉降、錨桿內(nèi)力及護坡樁變形等多種監(jiān)測。本基坑在整個施工過程中,基坑整體穩(wěn)定及周邊已有建筑的變形均滿足了規(guī)范及施工要求。
根據(jù)本工程支護結(jié)構(gòu)選型時的前期工作,總結(jié)如下前期工作經(jīng)驗,可供參考:1) 現(xiàn)場詳細的踏勘工作應在基坑支護設計選型前完成。詳細踏勘工作除了常規(guī)的周邊環(huán)境調(diào)查,當周邊環(huán)境復雜時,還要特別注意明確周邊建筑物的結(jié)構(gòu)形式、基礎埋置深度、變形控制要求;詳細了解場地周邊市政管網(wǎng)的埋深、材質(zhì)、是否有內(nèi)部壓力、允許變形量等要求。前期調(diào)查的越詳盡,后期支護結(jié)構(gòu)選型才能越切合實際情況,做出經(jīng)濟合理、安全可靠、便于施工的支護設計;2) 充分調(diào)查擬建工程當?shù)爻墒斓氖┕ぜ夹g和工程材料,分析成功經(jīng)驗,總結(jié)失敗教訓,對設計選型同樣至關重要,尤其在節(jié)約造價方面能起到畫龍點睛的作用;3) 充分分析不同支護方案的適用條件、對擬建工程造價、工期的影響;4) 為保證深基坑支護施工的質(zhì)量和安全、工期和進度,針對各種復雜的地質(zhì)、水文情況應選擇合理的深基坑支護施工保障措施。
根據(jù)本工程支護設計方法,總結(jié)如下設計工作經(jīng)驗,可供參考:1) 樁頂標高位于自然地面以下3.0m。既節(jié)約了工程造價,又避免了后期埋設各種小市政管線時的護坡樁破除工作;2) 樁頂以上的磚墻構(gòu)造柱,減少了基坑支護所需的空間,為工程場地的使用提供了便利;3) 調(diào)整錨桿角度,使錨固段進入粘結(jié)強度相對較大的土層,提高了錨桿錨固力,大幅提升基坑的整體穩(wěn)定性;4) 大角度短錨桿的設計,在控制基坑變形和節(jié)約工程造價方面取得了雙贏。