摘要：本文介紹了某工程基坑支護的方案選擇、設(shè)計和施工過程，微型鋼管樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+土釘墻的復(fù)合土釘墻支護體系在實際工程中取得的比較理想效果，說明其在深基坑支護中具有較大的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢。
近年來我國隨著經(jīng)濟建設(shè)和城市建設(shè)建設(shè)的快速發(fā)展，地下工程愈來愈多。大量深基坑工程的出現(xiàn)，促進了設(shè)計計算理論的提高和施工工藝的發(fā)展，對基坑工程進行正確的設(shè)計和施工，能帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益，對加快工程進度和保護周圍環(huán)境能發(fā)揮重要作用。
目前北京地區(qū)深基坑支護采用的方法為土釘墻和護坡樁兩大類。土釘墻支護最大特點就是經(jīng)濟造價低，施工方便，但土體位移稍大，因此在邊坡位移無特殊要求的地方廣泛采用。護坡樁支護最大優(yōu)點是控制位移能力強，但投入大，成本高，施工復(fù)雜。
本文以工程實例介紹一種新的支護方法：微型鋼管樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+土釘墻的復(fù)合土釘墻支護。其施工便利，造價介于護坡樁與土釘墻之間，對控制邊坡位移變形、增強整體穩(wěn)定性、保證邊坡開挖過程中不發(fā)生局部坍塌等具有很好的作用，大大提高了邊坡的安全穩(wěn)定。特別是對填土厚度大、放坡坡度小、周邊有建筑物或地下管線等的邊坡支護，具有常規(guī)土釘墻和護坡樁無法相比的優(yōu)勢。
1工程概況
1.1工程簡介
本工程場地位于北京市海淀區(qū)海淀南路南側(cè)，稻香園橋東側(cè)，西側(cè)為在建的海潤大廈，東臨中信國安數(shù)碼港。擬建建筑物總面積51437平方米，地上最高20層，地下3層，結(jié)構(gòu)形式為內(nèi)筒外框，基礎(chǔ)形式為筏基。實際開挖深度為15.00m。
1.2工程地質(zhì)條件
根據(jù)《巖土工程勘察報告》基坑開挖范圍內(nèi)，地層按成因年代劃分為人工填土層、第四紀沉積層。按巖性、工程性質(zhì)指標對地層細分見表1。
2基坑支護方案的選擇
由于本工程基坑周邊條件非常復(fù)雜，必須針對各部位的實際情況進行支護設(shè)計。本文選取有代表性的基坑?xùn)|側(cè)的基坑支護設(shè)計進行介紹，該部位緊鄰已建中信國安數(shù)碼港，其基礎(chǔ)埋深約15m，與本基坑相同，其本身荷載不會對本基坑邊坡造成直接影響，但距離太近，最近處僅6.0m左右，對本基坑邊坡支護帶來困難。如采用護坡樁支護，樁本身的自重很大，而樁后的土體又比較窄，不能給錨桿提供足夠的有效摩阻力，從而，無法保證樁本身的穩(wěn)定且施工工期長，影響土方開挖的進度，因此不宜選擇。施工場地狹小，現(xiàn)場無放坡可能。因此設(shè)定基坑?xùn)|側(cè)南段采用微型鋼管樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+土釘墻的復(fù)合土釘墻支護。這種支護體系具有以下優(yōu)勢：
?、僭黾愉摴軜赌茉鰪娺吰碌恼w穩(wěn)定性，有效控制邊坡的沉降變形；②能夠控制每步土方開挖期間的邊坡穩(wěn)定，防止局部邊坡土體坍塌；③能夠有效分散個別土釘失效而產(chǎn)生的集中應(yīng)力，形成整體支護效應(yīng)；④在鋼管樁頂設(shè)置連系梁和地面設(shè)置錨樁能有效控制坡頂?shù)奈灰谱冃?；⑤樁底具有一定嵌固深度，能適當加強坡底支撐，控制其基底位移變形；⑥通過樁頂錨拉、槽底支撐和中部預(yù)應(yīng)力錨桿，分段對邊坡進行控制，大大減小了邊坡的整體位移變形。
3基坑支護方案設(shè)計
3.1計算方法
由于微型鋼管樁屬于土釘墻支護中的超前支護，且屬于柔性支護體系，在設(shè)計計算中仍采用土釘墻的理論進行計算。在土釘施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上大致確定土釘?shù)拈L度，采用BISHOP條分法進行土釘墻穩(wěn)定性分析，據(jù)此對初設(shè)值進行修正?？紤]施工車輛的行走及少量施工材料的堆載，選取地面荷載10KN/m2。
3.2土釘計算參數(shù)及條件
放坡高度=15.00m，放坡角度=90°，滿布荷載值=10.00KN/m2，坡頂條形荷載值=360.00KN/m2，條形荷載左端點距坡面及坡頂交點的距離=9.00m，條形荷載寬度=40.00m，條形荷載深度=14.00m，土釘水平間距=1.500m。假定設(shè)計土釘、錨桿共計9排，基本參數(shù)見表2。
3.3土釘計算結(jié)果
根據(jù)土坡穩(wěn)定安全系數(shù)
計算得出：在設(shè)置土釘墻后，滑弧與坡面交點位于坡腳之上；邊坡的整體穩(wěn)定性安全系數(shù)為3.11，大于規(guī)范規(guī)定當基坑深度大于12m時，整體穩(wěn)定性按全系數(shù)1.4，滿足要求。
各排土釘?shù)脑敿氂嬎憬Y(jié)果及選用的鋼筋或鋼絞線見表3。
3.4面層設(shè)計參數(shù)
面板為現(xiàn)場噴射混凝土而成，混凝土強度為C20，厚度8cm，中間掛Φ6.5@250×250編制的鋼筋網(wǎng)，外配Φ16橫向加強筋與所有土釘頭相連。
3.5微型鋼管樁支護參數(shù)
（1）樁徑130mm，樁長16.5m（嵌固深度2.0m），樁間距0.75m，樁內(nèi)置入鋼管直徑為80mm。樁頂位于地面下0.5m。
（2）鋼管內(nèi)外灌注無砂混凝土。樁頂做簡易帽梁，尺寸為400mm×300mm，內(nèi)配置4Φ16鋼筋，φ6.5@250mm箍筋。
（3）兩根鋼管之間用4根20cm長的Φ16螺紋鋼筋幫焊，成孔后下入鋼管。
4.1鋼管樁施工工藝流程
平整場地——測量放線——鉆孔——下鋼管——灌水泥漿——投入碎石——振動成樁——養(yǎng)護
⑴ 平整場地：在鋼管樁施工前進行場地平整，以保證測量放線準確和鉆機就位鉆孔。
?、? 測量放線：場地平整后按設(shè)計要求進行樁位放線，樁位誤差小于100mm。
⑶ 鉆孔：鋼管樁鉆孔采用MG50型錨桿鉆機，鉆孔連續(xù)進行。
?、? 下鋼管：鋼管直徑為80mm（內(nèi)徑81mm，外徑89mm），每根長度6m，鋼管之間用4根20cm長的Φ16螺紋鋼筋幫焊，成孔后下入鋼管。
⑸ 灌水泥漿：在鋼管下端打上滲漿孔，鋼管上端位于地面；將注漿管從鋼管中插入孔底，開始注入水泥漿（水灰比為0.5～0.6），待漿液上升到孔口時停止注漿。待碎石投入完成后從孔口進行補漿。
?、? 投入碎石：從鋼管內(nèi)、外投入碎石，碎石粒徑5mm～10mm。
?、? 振動成樁：邊投碎石邊用注漿管上下移動和用鐵錘振動鋼管，使碎石將鋼管內(nèi)、外的空隙充填滿。
⑻ 養(yǎng)護：鋼管樁施工完成后應(yīng)養(yǎng)護48小時以上方可開挖邊坡進行土釘墻支護。
4.2土釘墻施工工藝流程
邊坡開挖——修坡——放線定孔位——成孔——插筋入孔——堵孔注漿——二次注漿——綁扎、固定鋼筋網(wǎng)——噴射混凝土面層——混凝土面層養(yǎng)護——循環(huán)下層土釘施工
5基坑變形監(jiān)測
根據(jù)《基坑土釘支護技術(shù)規(guī)程》（CECS96：97），本工程邊坡位移的預(yù)警值應(yīng)為45mm。為安全起見，本工程設(shè)定預(yù)警值30mm，在土釘墻坡頂和樁頂帽梁同時設(shè)置觀測點，這樣的預(yù)警值能夠較早的采取預(yù)防措施。
在坡頂和樁頂帽梁邊緣按照不大于30m的間距布設(shè)位移觀測點，以便對其基坑變形進行觀測，在施工期間每天進行一次觀測，直至基槽完工。以后可7～10天觀測一次，至變形穩(wěn)定為止。其間可根據(jù)施工進度和變形發(fā)展隨時加密觀測次數(shù)，如發(fā)現(xiàn)變形異常，應(yīng)及時停止基坑內(nèi)作業(yè)，分析原因，采取還土、坡頂卸載等加固措施，確保邊坡安全。
目前基礎(chǔ)工程已施工完畢，經(jīng)過半年多的邊坡監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果邊坡坡頂最大位移值25mm，無局部塌陷發(fā)生，證明微型鋼管樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+土釘墻的復(fù)合土釘墻支護能有效控制坡頂變形，邊坡安全穩(wěn)定。
6結(jié)束語
該工程采用微型鋼管樁+預(yù)應(yīng)力錨桿+土釘墻的復(fù)合土釘墻支護體系經(jīng)過半年多的邊坡和沉降監(jiān)測，邊坡安全穩(wěn)定；邊坡施工實際工期42天，如采用護坡樁支護計劃工期57天，節(jié)約工期15天；與同等條件下的護坡樁相比，可節(jié)約造價約30%左右。以上數(shù)據(jù)說明復(fù)合土釘墻邊坡支護體系無論在技術(shù)上還是經(jīng)濟上都具有明顯的優(yōu)勢，在未來會有很大的發(fā)展空間。
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