摘要：本文結(jié)合高層商住樓具體情況介紹錨桿復(fù)合土釘墻在基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用。
一.引言
隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，社會高層建筑大量地興建，深基坑開挖日益增多，各種深基坑支護(hù)技術(shù)日趨成熟。其中，錨桿復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)以其造價(jià)低，效果好，適應(yīng)性強(qiáng)、施工快、簡便等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來在我省許多工程中得到應(yīng)用。
二.工程地質(zhì)條件
1.人工填土層：雜色、主要為粘性土及粉土組成的素填土，濕~稍濕，松散。厚0.8~3.5米，平均1.90米；2.粘性土層：主要為粘土和粉質(zhì)粘土，局部夾粉及淤泥質(zhì)土；厚0.6~5.4米，平均3.53米；N=5.5~16.6擊，平均9.7擊；fK=181KPa。3.砂性土層：主要分布于場地的西部，層面埋深2.50~5.20米，厚0.80~4.1米。土性為粗砂、中砂、細(xì)砂及粉土，呈灰白、灰黃、桔黃色，飽水、松散~稍密狀，個(gè)別中密，分選性差，含泥質(zhì)較多。天然含水量為18.3％。N=11.4~18.8擊，平均15.3擊；fK=228KPa。4.殘積粉質(zhì)粘性土層：土性為粉砂巖風(fēng)化而成的粉質(zhì)粘土及粘土，呈褐紅色，濕，可塑~硬塑，厚2.0~9.1米，平均4.7米，N=5.3~25.3擊，平均14.6擊；fK=251KPa。5.殘積粉質(zhì)粘性土層與粉土層：頂面埋深6.0~12.5米，平均8.95米，厚3.1~10.8米，底面埋深9.5~20.2米；局部分布，濕，硬塑或中密，少數(shù)堅(jiān)硬或密實(shí)。N=6.0~29.0擊，平均17.1擊；fK=302KPa。6.強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，主要為粉砂巖，呈褐紅色，巖芯呈半巖半土狀，巖塊夾有殘和粉土。頂面埋深9.50~20.2米，厚度為0.70~8.00米，平切2.97米，N=60擊，fk＞680KPa。地下室基坑的基底大都開挖到這一層。7.中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，頂面埋深14.4~26.7米，平均18.77米，fr=11.9~34.5MPa，平均23.0MPa。
場地地下水概況：場地內(nèi)的地下水主要賦于西側(cè)含砂性土層中，粘性土層及殘積土層含水極微弱；巖石在鉆探過程中未發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象，估計(jì)基巖裂隙水較貧乏。地下水主要受大氣降水及砂層側(cè)向逕流補(bǔ)給。地下水位埋深為0.85~3.05米，含水砂層的頂面埋深為2.50~5.20米，水位埋深于砂層的頂面之上，屬微承壓水。經(jīng)注水試驗(yàn)，場地內(nèi)的砂性土層的滲透系數(shù)K=0.68M/d，屬弱透水層。地下水對砼無侵蝕性。
三.工程特點(diǎn)及基坑支護(hù)
1.基坑支護(hù)方案確定
根椐場地地理位置，基坑開挖深度和周圍環(huán)境條件及土層力學(xué)性質(zhì)，由于該工程基坑開挖支護(hù)為監(jiān)時(shí)性措施，經(jīng)多方案支護(hù)形式技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，決定采用以錨桿復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)為主的監(jiān)時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)。因?yàn)殄^桿復(fù)合土釘墻可提高邊坡整體穩(wěn)定性和承受坡頂起載的能力及所用的施工設(shè)備簡單，占用施土場地小，而且可隨基坑開挖逐次分段實(shí)施作業(yè)，方案可行。給合本工程上述特點(diǎn)，根椐"經(jīng)濟(jì)、安全、方便施工"的原則，采用錨桿復(fù)合土釘墻的支護(hù)方案是比較合理的。復(fù)合土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有經(jīng)濟(jì)、施工方便、施工工期短、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，目前已在廣東地區(qū)深基坑工程中推廣應(yīng)用。錨桿復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)方案是根據(jù)國家有關(guān)規(guī)程和規(guī)范以及建委專家評審組對該支護(hù)方案的評審意見來設(shè)計(jì)與施工。
2.基坑支護(hù)方案選擇
a)本工程基坑支護(hù)具有如下特點(diǎn)：本工程周邊場地情況并不寬敞，坑周圍的場地亦十分有限，沒有采用全深度放坡開挖的條件?；?xùn)|西方向狹長，南側(cè)緊靠城市主干道，東側(cè)緊靠路邊，動荷載及震動荷載比較大?；娱_挖深度大，開挖深度達(dá)到12.0米。開挖線周長約412米。基坑開挖面積大，約7300平方米，東西向長171米，南北向45米。場地地基土質(zhì)巖土性變化大，西部約50米范圍內(nèi)存在砂性土層。地下水位高，土層滲透系數(shù)大，因此切實(shí)作好止水、降水、防水工作是本基坑工程成敗與否的關(guān)健。計(jì)算參數(shù)：基坑計(jì)算深度取12米；計(jì)算中考慮地表施工堆載，東、南兩側(cè)取30KN/m2，北側(cè)25KN/m2，面?zhèn)热?0KN/m2。土壓力計(jì)算采用土體固塊指標(biāo)，各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)根據(jù)某工程勘察院提供《巖土工程勘察報(bào)告》取值。
b)支護(hù)結(jié)構(gòu)具體做法
深基坑因場地周圍無條件放坡，因此采用(噴錨網(wǎng))土釘墻支護(hù)。在土釘墻位置沿周邊設(shè)置超前垂直錨管樁，超前垂直錨管樁用φ114mm鋼管加工而成，管內(nèi)灌M15砂漿，每隔1米間距進(jìn)行定位布孔，四周均布，基坑深12米，超前垂直錨管樁長15米，打入強(qiáng)風(fēng)化巖，垂直誤差值必須保證在1％以內(nèi)。土釘墻面層采用C20噴射砼，墻厚150mm，內(nèi)配鋼筋網(wǎng)φ8@200×200，錨桿按1300×1300方格布孔。從上往下共設(shè)置9排錨桿，其中7排是普通錨桿（長度12~15米）和2排是預(yù)應(yīng)力錨桿+普通錨桿（長度22米和20米），鋼筋采用Yφ32和φ28，傾角15°。預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)置在第3排和第6排，在預(yù)應(yīng)力錨桿位置設(shè)置預(yù)應(yīng)力腰梁，把錨桿位置鋼筋網(wǎng)的水平鋼筋設(shè)置設(shè)為加強(qiáng)鋼筋2φ20，此部份墻加厚?？拥拙嚯x土釘墻2米處設(shè)排水溝一道。
四.施工措施
1.邊坡支護(hù)施工
a).基坑開挖前，先將基坑四周的超前錨管樁施工，超前錨管樁均布四周，每根錨管樁長度15米，間距1米布孔，管內(nèi)灌M15砂漿。b).噴錨作業(yè)的施工順序；修坡→編網(wǎng)→噴首層砼→布孔成孔→錨桿安裝→清孔注漿→焊接錨頭→噴面層砼的順序進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力錨桿張拉在最后進(jìn)行。
邊坡開挖：復(fù)合土釘墻支護(hù)是隨著基坑開挖的進(jìn)行而逐步實(shí)施的，土釘墻施工與挖土作業(yè)交叉進(jìn)行，配合的是否合理，直接關(guān)系到基坑的安全和施工工期。支護(hù)要求按分層分區(qū)跳格開挖、分層支護(hù)、平行流水銜接作業(yè)；首層開挖深度1.6米，以后各層開挖深度不得超過1.3米，每層分段開挖長度不得超過15米。嚴(yán)禁超挖或在上一層未加固完畢就開挖下一屬。在基坑西部有砂性土層，開挖此部邊坡土方時(shí)，減少開挖高度和長度。
修理邊坡：在機(jī)械開挖后出支護(hù)坡面后，需要人工及時(shí)修整邊坡平整度，盡可能縮短邊坡暴露時(shí)間。如果作業(yè)面滲水較大時(shí)，設(shè)置臨時(shí)排水孔；如軟弱土層引起的局部小坍塌，要及時(shí)采取摩擦錨桿等加固措施。
掛網(wǎng)初噴：鋼筋網(wǎng)的直徑、間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求，綁扎和接頭的焊接應(yīng)符合規(guī)范要求。要求修坡掛網(wǎng)后及時(shí)快速施噴，控制好噴射砼水灰比和砼厚度。
布孔成孔：按照設(shè)計(jì)圖紙的錨桿標(biāo)高和間距，在作業(yè)面上定出孔位，并按照角度和長度進(jìn)行成孔作業(yè)。在局部含水量較大的淤泥質(zhì)土和砂性土層中難以成孔時(shí)，改用花管直接擊入注漿。
錨桿安裝：錨桿加工，桿徑、長度應(yīng)符合圖紙要求，按2米間距設(shè)置對中架；安裝前，徹底洗凈錨桿上的雜物，將錨桿推送到錨孔底部，在推送過程要保證底部注漿管不脫落；
錨桿注漿：錨桿砂漿強(qiáng)度M15，注漿時(shí)在孔口綁好注漿袋，先利用注漿管從底及外進(jìn)行注漿，當(dāng)孔口有水泥漿溢出時(shí)停止注漿，拆卸底部注漿管后，直接用壓漿管和注漿袋在孔口實(shí)行加壓注漿，加壓時(shí)間4~5分鐘，注漿壓力0.05~0.5MPa。
焊接錨頭：注漿12小時(shí)后方可焊接錨頭；預(yù)應(yīng)力錨座，鋼板要與錨桿的張拉方向正交。
噴面層砼：噴射砼強(qiáng)度為C20，噴射前，打濕和清理干凈噴射面，噴射的工作壓力為0.4~0.6MPa，噴射時(shí)由上而下進(jìn)行噴射，噴射槍頭盡量與施噴面垂直，槍頭與作業(yè)面距離小于2米，噴射時(shí)要保證砼厚度和平整度。
預(yù)應(yīng)力張拉：錨桿注漿7天后，方可進(jìn)行張拉。
2.防排水措施
a).止水：在基坑邊坡頂口噴射10cm厚、寬1.5米的砼保護(hù)層，以防止地表水對邊坡的沖刷。根據(jù)地質(zhì)資料揭示，本工程基坑西部存有1.8~2.5米厚的砂性土層，雖其含水量不甚豐富，滲透系數(shù)K=0.68M/d。在開挖砂性土層前打入起前錨桿，開挖深度減為0.5~0.8米，開挖長度減為3~5米，事先準(zhǔn)備好與開挖尺寸相同鋼筋網(wǎng)，開挖后立即鋪上，并用摩擦錨桿和超前錨桿固定，立即施噴一層50~70mm厚的底層砼(可根據(jù)作業(yè)面的滲水情況，適當(dāng)增加速凝劑用量)，作為止水層然后再掛網(wǎng)初噴。b).降水：開挖過程中，設(shè)置臨時(shí)降水開井，預(yù)先將作業(yè)面附近的地下水位降下約0.5米，盡可能減少作業(yè)面土體的含水量。盡量減少持續(xù)長時(shí)悶抽水和大面積降水，以免對鄰近建筑物造成不利影響；穿越透水性較強(qiáng)的砂層時(shí)，盡快完成噴射砼作業(yè)，及時(shí)封堵開挖面，減少基坑外地下水的流失。c).排水：對于地表面雨水、施工用水，采用地面排水溝截流，引至城市下水管道的方法解決?；觾?nèi)設(shè)置臨時(shí)積水井，及時(shí)把作業(yè)面的流水導(dǎo)入井內(nèi)，并用抽水機(jī)排出基坑。
3.應(yīng)急措施
a).在基坑開挖過程中，如出現(xiàn)邊坡水平位移超過警戒值，可采用加長、加密錨桿或放慢挖土速度的方法處理。b).如周圍建筑物或地下管線沉降較大可采用注漿加固建（構(gòu)）筑物地基或回灌地下水等方法處理。c).由于基坑西部有砂性土層，在開挖土方過程中，要求鉤機(jī)手在開挖面附近（作業(yè)半徑范圍內(nèi)），事先準(zhǔn)備一定數(shù)量的粘性土，用作緊急時(shí)回填之用。當(dāng)止水方法失效時(shí)，要立即用粘性土回填開挖面，用鉤機(jī)斗壓實(shí)，防止邊坡進(jìn)一步坍塌。
五.現(xiàn)場監(jiān)測
監(jiān)測內(nèi)容：基坑外復(fù)合土釘墻頂部，按25米的間距在四周設(shè)置水平位移和垂直沉降觀測點(diǎn)，并在開挖過程中按（水平位移值＜開挖深度1/300）監(jiān)測水平位移；對基坑周邊地下水位變化和遇到暴雨或連續(xù)下雨天氣監(jiān)測；周圍環(huán)境監(jiān)測，周圍建筑物、道路及管線的沉降觀測、有無裂縫產(chǎn)生及其發(fā)展情況，發(fā)現(xiàn)異常變化及時(shí)報(bào)告。
結(jié)語
通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，該工程采用(噴錨網(wǎng))錨桿復(fù)合土釘墻的支護(hù)方案，既安全又經(jīng)濟(jì)合理，切合工程實(shí)際其特點(diǎn)造價(jià)低、工期短、施工方便，可邊控邊施工，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和施工進(jìn)度等方面有較好的可比性和優(yōu)越性。該工程基坑完工后，在坑底又進(jìn)行人工挖孔樁施工，其中經(jīng)歷大雨沖刷，錨桿復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)無松動變形及沒有出現(xiàn)任何問題，保證了工程基礎(chǔ)、地下室順利施工。錨桿復(fù)合土釘墻作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在高層建筑的成功應(yīng)用，對于類似工程基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工，具有很好的借鑒作用。
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