鉆孔灌注排樁-土釘墻+內(nèi)支撐復(fù)合支護技術(shù)在深基坑工程的應(yīng)用

摘要:本文結(jié)合工程實例，詳細分析闡述了深基坑工程采用鉆孔灌注排樁-土釘墻+內(nèi)支撐復(fù)合支護技術(shù)的方案設(shè)計，并對其施工技術(shù)及施工監(jiān)測進行了深入闡述和總結(jié)，實踐表明，該深基坑工程支護技術(shù)方案是成功的。

關(guān)鍵詞:深基坑;土釘墻;鉆孔灌注樁;復(fù)合支護;監(jiān)測

中圖分類號:TU94+2

文獻標識碼:B

文章編號:1008-0422(2009)12-0115-02

1工程概況

湖南長沙某工程項目位于城市中心，由地上3棟12~15層商住綜合樓組成，均為框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積為63000m2，其中地下二層(局部為一層)，單柱最大荷載為10000kN，地下室底板結(jié)構(gòu)標高為-9.400m、-11.050m(地下一層為-5.200m)?；影春鬂矌Ъ安煌谏罘譃?大區(qū)域，基坑總平面布置如圖1所示。

基坑平面呈L形，南北向長215m，東西向長136m(較窄處為72m)，基坑開挖深度為:10.90m(兩層地下室處)，12.70m(電梯井處)，6.60m(一層地下室處)。周邊環(huán)境十分復(fù)雜，基坑東面約6m為城市道路，基坑邊為一排待拆店面平房，有雨水管(直徑600mm)、自來水管等市政管線;基坑南面道路邊線距基坑邊3～8m，有電信管線、自來水管、煤氣管(直徑200mm)、雨水管(直徑1500mm)、污水管(直徑600mm)、電纜溝;基坑西面道路邊線距基坑邊3m，在基坑西南側(cè)為6層框架結(jié)構(gòu)辦公樓，采用450×450預(yù)制樁，以強風化巖或粉質(zhì)粘土夾砂卵石層為持力層;北部道路上有煤氣管、自來水管、污水管(直徑300mm)、雨水管(直徑600mm);基坑北面距道路邊線4m，路對面有兩棟7層住宅，為砼沉管灌注樁基礎(chǔ)，樁長19.0m，距基坑邊約22m，路上有污水管(直徑300mm)、自來水管、雨水管。

2工程地質(zhì)條件

根據(jù)場地巖土工程勘察報告，本場地勘探深度范圍內(nèi)的地層分10層?；娱_挖涉及到的土層為厚度3～5m的雜填土、厚度5～12m的粉土、西厚(最大厚度13m)東薄、局部缺失的淤泥質(zhì)土?；A(chǔ)底板大部分在淤泥質(zhì)土、(3-2)層淤泥質(zhì)粘土上。地下水位在地表下1.2～1.5m，屬孔隙潛水，上部填土、粉土、透水性較強。

3基坑圍護結(jié)構(gòu)方案設(shè)計

3.1基坑特點

綜合分析場地地理位置、土質(zhì)條件、基坑開挖深度及周圍環(huán)境的影響，本工程具有以下特點:

(1)基坑開挖深度大:兩層地下室處，基坑承臺處開挖深度為10.9m，底板下開挖深度為10.1m。且基坑開挖面積大，東西向長136m，南北向長215m。

(2)周圍環(huán)境條件復(fù)雜:基坑邊緣距道路、地下管線及周邊建筑很近。

(3)地質(zhì)條件復(fù)雜:基坑開挖涉及到松散的雜填土，具流土流砂隱患的粉土，低強度高壓縮性具蠕變特性的軟弱淤泥質(zhì)土。

3.2圍護結(jié)構(gòu)方案設(shè)計

根據(jù)本工程地下室基坑的特點，在“安全、經(jīng)濟、方便施工”的原則下，通過對多種圍護結(jié)構(gòu)加固方案進行比較，選擇坑壁上部采用土釘墻護坡，下面采用直徑Φ800的密排鉆孔灌注樁支護，并設(shè)置一至二道砼支撐(在挖深-12.70m且不卸土的區(qū)域采用二道砼支撐)的支護方案。

上部5.5m采用4排9m長土釘，間距1.1m，梅花型布置，面層采用100mm厚C20噴射砼，內(nèi)配Φ6.5@200×200鋼筋網(wǎng)。5.5m以下采用Φ800@950鉆孔灌注樁，一道砼水平支撐(在挖深-12.70m且不卸土的區(qū)域采用二道砼支撐)。支撐頂面標高-5.000(局部二道支撐頂面標高-8.100)。

5.5m以下采用一排Φ1000三重管高壓旋噴樁作防滲止水帷幕，間距750mm，樁長有14.2m、15.7m兩種，插入坑底深度分別為2.3m、3m。圍護結(jié)構(gòu)剖面圖如圖2所示。

該方案優(yōu)點如下:①造價節(jié)約，②由于上部土體為粉土和雜填土，適合采用土釘墻方案，③采用一道支撐對于開挖土方很方便。

3.3降水方案

坑外采用二級輕型井點降水，分別沿基坑邊線和旋噴樁外側(cè)布置。第二級井點管管底標高以-10.000和進入淤泥質(zhì)土不超過500mm雙控。

3.4換撐

基礎(chǔ)底板施工完畢，底板和圍護之間用C20素砼(坡度2:3)連接，待底板砼達到設(shè)計強度的80%后，方可拆除第一道支撐。

4深基坑施工工藝與監(jiān)測要點

基坑按后澆帶及不同挖深分為7大區(qū)域，如圖1所示。支撐以下土方根據(jù)支撐布置分塊開挖、澆筑，各施工班組交叉施工。

4.1基坑施工流程

測量放線→支護樁、立柱樁、降水井、水泥土樁施工→分兩層開挖上部至深度3.5m的土方，噴錨支護→鎖口梁、內(nèi)支撐施工→土方開挖至深7.0m→開始基坑降水→土方開挖到基底，地下室施工→地下室B2、B1樓板施工并回填及換撐→逐步拆除支撐→基坑降水結(jié)束

1)土方開挖施工時，必須先撐后挖。

2)拆除支撐:在下列工作完成后可以逐步拆除鋼筋混凝土內(nèi)支撐:地下室一層頂樓板澆筑完畢并達到70%設(shè)計強度后;地下室二層樓板下四周坑邊土回填、上部澆400mm厚素混凝土后，并在地下室一層頂樓板處加設(shè)板狀臨時支撐。

土方采用分層開挖，在土方開挖過程中相應(yīng)施工各道土釘，開挖至支撐底標高后，根據(jù)支撐布置分塊澆筑壓頂梁及支撐。支撐以下土方挖至設(shè)計標高后澆筑底板，然后拆除支撐，在土方開挖過程中，為確保圍護結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定，嚴禁超挖。

為防止拆除支撐后側(cè)向位移增加，地下室外墻板外側(cè)底板以上做800mm高配筋翻邊，外墻板先澆至-6.300標高(設(shè)鋼板止水帶)。拆除外墻板模板后，在外墻板與圍護樁之間用C30砼(配30%毛石)澆搗至-6.300標高，并在外墻板(-6.800)與基礎(chǔ)底板之間設(shè)置Φ426×12鋼管臨時斜支撐(間距4m，在軸線

位置及相鄰軸線中間的位置)。設(shè)置好鋼管支撐，待C30毛石砼強度達到設(shè)計強度的80%后，方可拆除第一道支撐。拆除支撐時，加強監(jiān)測，確?；影踩?。

4.2施工監(jiān)測

監(jiān)測內(nèi)容包括深層土體水平位移測試、地下水位測試、支撐內(nèi)力測試和土壓力測試。測點布置如圖3所示。在深基坑開挖時，正常情況每2d監(jiān)測1次，每次測試將提供測試報告。在開挖至坑底時，加強監(jiān)測密度，每天監(jiān)測1～2次。

實際檢測結(jié)果:除了測斜管CX1位置外，其余測點位置土體最大側(cè)向位移在25～30mm。從土體位移發(fā)展情況來看，在上部土體開挖、土釘施工過程中，頂部水平位移隨著開挖深度逐步向坑內(nèi)發(fā)展，土體位移是上層較大、下層較小，前傾的趨勢較明顯，變形特性與一般土釘墻類似，但由于下部大直徑鉆孔灌注樁的存在，其位移比一般土釘墻的位移小一些。隨著下部土體的開挖，混凝土支撐逐漸發(fā)揮作用后，上部土體位移基本不再發(fā)展，而下部土體的位移則明顯增大，下部土體位移沿深度變化的形狀與一般密排樁加一道混凝土支撐支護的變形形狀類似——支撐處位移較小，向下位移逐漸增大，至坑底以下0.3～0.5倍挖深處位移最大，然后位移又逐漸減小至零。測斜管CX7監(jiān)測結(jié)果如圖4所示。

支撐軸力如圖5所示。從支撐軸力測試結(jié)果來看，在支撐受力后的兩個多月時間里，支撐軸力一直在增大。在土方開挖到坑底時，支撐軸力的增大幅度較明顯，尤其是G4、G5、G6測點;底板施工完畢后，支撐軸力沒有減小，而是繼續(xù)緩慢地增大，直到支撐拆除。雖然后半階段增加幅度不大，但增大的趨勢卻比較明顯、穩(wěn)定。這種變化特征與一般密排樁加混凝土支撐支護體系的支撐軸力在完成土方開挖2～3周后穩(wěn)定在某一值附近顯然不同。

斷面土壓力監(jiān)測結(jié)果如圖6所示，在分層開挖上部土方、施工土釘時，各深度處土壓力測試值略有減小，施工完支撐繼續(xù)開挖下部土方過程中，各深度處土壓力測試值有所增大，底板澆筑后，土壓力測試值基本穩(wěn)定。

5結(jié)語

綜上所述，本基坑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，對上部的填土、粉土采用了土釘支護，下部則采用密排鉆孔灌注樁支護加一至二道砼水平支撐。地下水控制設(shè)采用高壓旋噴樁解決滲水、管涌和流砂問題，再配備適量的輕型井管降水。與其他方案相比，本方案具有造價低、工期短、施工方便、安全度高的優(yōu)點。本方案的成功使用，對位于城市中心周邊環(huán)境、地質(zhì)條件復(fù)雜的大型深基坑工程施工具有一定的借鑒意義。

參考文獻:

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