趙成杰

（湖南科技學(xué)院，湖南 永州 425009）

0 引言

隨著土木工程各項技術(shù)水平的發(fā)展，人類社會所需要的各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越來越完善，極大方便了人們的生產(chǎn)與生活。土木工程建造是一個復(fù)雜的過程，包括多個環(huán)節(jié)，通常需要較長的時間才能完成?；邮┕な峭聊竟こ讨械囊粋€重點項目[1]?；邮窃诨A(chǔ)設(shè)計位置按基底標高和基礎(chǔ)平面尺寸所開挖的土坑，其作用是提供一個空間，使基礎(chǔ)的砌筑作業(yè)得以按照設(shè)計所指定的位置進行。隨著基坑深度的加大，基坑穩(wěn)定性會越來越低，尤其在一些地質(zhì)條件較為惡劣的地區(qū)[2]。為保證后期工程的安全性，在工程建造完成前，必須保證基坑的穩(wěn)定。因此，深基坑一般都會進行支護結(jié)構(gòu)施工。關(guān)于基坑支護施工問題，羅崗等[3]以某地鐵隧道工程的地基為例，通過在基坑周圍插入雙排樁形成阻擋，當發(fā)生滑坡、坍塌、土層滲漏時能夠形成有效防護，以此達到土體穩(wěn)固的目的。張相平等[4]以北京某住宅小區(qū)建筑工程為例，首先分析了周邊環(huán)境條件，然后為其設(shè)計了“護坡樁+預(yù)應(yīng)力錨索”支護方案，通過雙重結(jié)合設(shè)計，進一步提高了防護效果。本文結(jié)合前人研究經(jīng)驗，在某深基坑工程中采用噴錨網(wǎng)護壁+旋挖灌注樁支護技術(shù)，并分析該支護技術(shù)的使用效果。

1 深基坑支護施工方案

1.1 工程概況

以某建筑工程為例，該工程建筑面積為46200m2，地上14層，地下2層，屬于高層建筑，因此在建造時，需要進行深基坑開挖。該工程深基坑地層情況如表1 所示，基坑基本情況如表2所示。

表1 深基坑地層情況

表2 基坑基本情況

1.2 施工材料與設(shè)備

根據(jù)基坑的相關(guān)參數(shù)，提出使用噴錨網(wǎng)護壁+旋挖灌注樁支護技術(shù)，北側(cè)利用噴錨網(wǎng)護壁法進行支護，其余三側(cè)采用旋挖灌注樁方法進行支護。根據(jù)所要采用的支護施工技術(shù)，選取所需要的相關(guān)材料和設(shè)備，具體如表3和表4所示。

表3 支護施工材料

表4 支護施工設(shè)備

2 深基坑支護施工技術(shù)

本文選擇兩種基坑支護方式相結(jié)合，如圖1所示[5]。

圖1 深基坑支護施工技術(shù)分區(qū)

2.1 噴錨網(wǎng)護壁支護施工工藝

基坑北側(cè)深度最大，因此需要更強的防護，所以采用噴錨網(wǎng)護壁法進行支護。具體施工步驟如下：

步驟1：施工準備。將施工所需要設(shè)備、材料和人員運送到現(xiàn)場。

步驟2：確定施工計劃，做好人員安排。

步驟3：坡面修整。對基坑坡面進行修整，在達到平整坡面、去除表面松土目的的同時，也能放緩坡度。

步驟4：利用水準儀標出孔位，并作出標記和編號。

步驟5：利用鉆機在設(shè)置孔位處鉆入20m的深度。

步驟6：將Q235鋼筋切割成25m長的錨桿。

步驟7：將錨桿按孔位與坡度成90°直角壓入孔洞中。

步驟8：制備C30 水泥砂漿。水泥∶石子∶砂∶水=l∶2∶1.5∶0.45。

步驟9：在孔洞中注入C30水泥砂漿并等待凝固。

步驟10：制備鋼筋網(wǎng)片。將盤條鋼筋綁扎形成鋼筋網(wǎng)片。

步驟9：將鋼筋網(wǎng)片固定在凸出的錨桿上。

步驟10：利用混凝土噴射機將C20噴射到基坑坡面上，直至完全覆蓋住鋼筋網(wǎng)片。

步驟11：養(yǎng)護。等待混凝土層陰干，然后定時澆水養(yǎng)護，至少3d[6]。

2.2 旋挖灌注樁支護施工工藝

東西側(cè)以及南側(cè)采用旋挖灌注樁進行支護，具體施工步驟如下：

步驟1：施工準備工作。

步驟2：整理平整場地。

步驟3：利用全站儀進行孔樁定位。

步驟4：利用鉆機在設(shè)計的位置處進行鉆孔。

步驟5：將護筒埋入鉆孔當中。

步驟6：下鋼筋籠以及混凝土導(dǎo)管。

步驟7：制備C20混凝土漿液。

步驟8：利用導(dǎo)管將C20混凝土漿液注入鋼筋籠中。

步驟9：逐級卸導(dǎo)管以及提爬護筒[7]。

3 深基坑支護施工效果分析

對深基坑支護施工效果進行分析，效果評價指標有兩個，即基坑穩(wěn)定性系數(shù)和三維位移量[8]。其中基坑穩(wěn)定性系數(shù)計算公式如下：

式中：Fs——基坑穩(wěn)定性系數(shù)；

c——土層的黏聚力；

li——第i個土條的圓弧長度；

γ——土層的計算重度；

h1i——第i個土條水位以上的高度；

γ′——第i個土條的平均重度的浮重度；

h2i——第i個土條水位以下的高度；

bi——第i個土條的寬度；

q——第i個土條土上的均布荷載；

θi——第i個土條的滑動圓弧圓心與豎直方向的夾角；

φ——土層的內(nèi)摩擦角。

基坑穩(wěn)定系數(shù)≥1.3，證明施工效果合格。

三維位移量是指基坑在x、y、z三個方向上的位移變化量，其值由位移傳感器獲得數(shù)據(jù)，然后通過位移初值和觀測值計算所得。計算公式如下：

式中：Δx、Δy、Δz——x、y、z三個方向上的位移變化量，位移變化量≤0.05m 時，認為支護結(jié)構(gòu)達到維護基坑穩(wěn)定性的效果；

x0、y0、z0——x、y、z三個方向上的位移初值；

x、y、z——x、y、z三個方向上的觀測值。

在基坑每個側(cè)面選擇5個點位，測試其支護前后的穩(wěn)定性系數(shù)和三維位移量。測試結(jié)果如圖2和表5所示。

圖2 基坑穩(wěn)定系數(shù)測試結(jié)果

表5 三維位移變化量測試結(jié)果

從圖2 中可以看出，通過對基坑4 個側(cè)面共20 個點位的檢測，采用噴錨網(wǎng)護壁+旋挖灌注樁方法支護后的基坑較支護之前穩(wěn)定性方面有了很大的提升，穩(wěn)定性系數(shù)超過1.3，證明該施工技術(shù)是有效的。

從表5 中可以看出，經(jīng)過噴錨網(wǎng)護壁+旋挖灌注樁方法支護后，基坑4 個側(cè)面共20 個點位在3 個方向的位移變化量均小于0.05m，證明所提出的支護施工技術(shù)能夠穩(wěn)定基坑。

4 結(jié)束語

綜上所述，基坑是工程修建的基礎(chǔ)，隨著工程規(guī)模的逐漸增大，基坑越來越深，為維持工程安全性，需要進行深基坑支護。在本研究中，針對基坑不同側(cè)面，選擇了不同的支護技術(shù)，具體包括噴錨網(wǎng)護壁支護技術(shù)和旋挖灌注樁支護技術(shù)。并對該施工技術(shù)的應(yīng)用效果進行分析，評價指標采用基坑穩(wěn)定性系數(shù)和三維位移量，通過對比證明了所提出施工技術(shù)的效果，即采用該技術(shù)進行支護施工后，基坑穩(wěn)定性系數(shù)超過1.3且位移變化量均小于0.05m。由此證明，噴錨網(wǎng)護壁+旋挖灌注樁方法能夠有效確保后續(xù)工程的安全性。