超前樁復(fù)合土釘墻在基坑支護(hù)中的應(yīng)用

田培先

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州510060)

1 工程實(shí)況

1.1 工程概況

該工程位于廣州市海珠區(qū)，建筑面積13 583 m2，地上11層，地下室一層?；娱_挖深度4.9 m，安全等級(jí)為三級(jí)。主體塔樓采用管樁基礎(chǔ)。

1.2 場地地質(zhì)概況

根據(jù)工程勘察報(bào)告，該場地地層主要由人工填土、沖淤積成因的淤泥(淤泥質(zhì)土)、粉質(zhì)黏土、細(xì)砂及殘積成因的粉質(zhì)粘土及細(xì)砂巖組成。各層土質(zhì)描述:

(1)填土:層厚2.2～4.9 m。

(2)淤泥(淤泥質(zhì)土):層厚1.0～1.7 m。

(3)細(xì)(中)砂:層厚0.5～1.6 m。

(4)粉質(zhì)黏土:層厚1.0～1.5 m。

(5)粉質(zhì)黏土:層厚3.4～5.1 m。

場地地下水屬于細(xì)(中)砂中的孔隙潛水，透水性強(qiáng)，地下水穩(wěn)定水位為－1.43～2.02 m。

2 基坑支護(hù)方案的選擇

2.1 支護(hù)方式

該工程支護(hù)采用水泥土攪拌樁(兩排)+土釘+鋼管樁的支護(hù)方式。該方案的優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟、簡單、造價(jià)低。而且邊開挖邊做支護(hù)，可大大加快施工速度，縮短工期?？紤]到土釘墻變形大的特點(diǎn)，在水泥土攪拌樁內(nèi)插入鋼花管來加強(qiáng)超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度，限制支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。

2.2 支護(hù)方案的細(xì)化

(1)兩排水泥攪拌樁樁徑為550 mm，間距400 mm，樁底穿過細(xì)砂層、淤泥或軟塑粉質(zhì)黏土，進(jìn)入下臥堅(jiān)硬粉質(zhì)黏土不少于1 m且進(jìn)入開挖面下2 m。

(2)土釘采用HRB335級(jí)鋼筋，直徑25 mm，土釘成孔直徑110 mm，注漿體采用32.5R普硅水泥，水灰比0.45，注漿壓力0.3～0.5 MPa。

(3)鋼管樁成孔直徑130 mm，直徑110 mm，壁厚2.5 mm，在鋼管的下部3 m范圍內(nèi)每隔0.5 m設(shè)直徑10 mm的注漿孔。

3 復(fù)合土釘墻支護(hù)施工

3.1 深層攪拌樁施工

施工前，應(yīng)嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行攪拌樁定位。施工工藝采用控制水泥總量，反復(fù)多次噴漿，保證四攪四噴工藝。在正式施工之前進(jìn)行試樁，記錄不同土層攪拌機(jī)下沉速和電機(jī)電流的反映，并以此確定保證樁端進(jìn)入下臥粘土層，起到止水作用。

3.2 土方開挖及支護(hù)

3.2.1 土方開挖

為確保噴錨支護(hù)施工的各開挖層段的整體穩(wěn)定性，土方開挖采用分層分段開挖。場地清理時(shí)，將施工場地平整到設(shè)計(jì)標(biāo)高，在攪拌樁施工后，第一層開挖深度不超過1.2 m，以下每層土方開挖到與下一層土釘相符，超挖深度不超過0.3 m。每開挖一層土方，立即施工土釘，土釘鎖定后，方可開挖下層土方。

3.2.2 錨桿施工

成孔:采用工程鉆機(jī)成孔，成孔直徑為110 mm，鉆進(jìn)過程中盡量減少對(duì)孔壁的擾動(dòng)，以防止塌孔。清孔:用清水清孔或壓縮空氣清孔。下錨:將預(yù)制好的鋼筋順直插入孔內(nèi)，如下錨插入深度達(dá)不到成孔深度，說明孔壁已坍塌，應(yīng)重新清孔下錨。如砂層厚度較厚，成孔困難，采用打入式鋼花管代替。注漿:注漿前先清孔排除孔底殘?jiān)?。漿液采用32.5R普硅酸巖水泥配制，加入水泥重0.3%的早強(qiáng)劑，水灰比0.45～0.5，注漿壓力0.3～0.5 MPa，孔口部位設(shè)置止?jié){塞和排氣管，注漿管逐步向外拔至孔口，等排氣孔停止排氣且孔口溢出水泥漿時(shí)停止注漿。

3.2.3 掛網(wǎng)噴砼

掛網(wǎng)噴砼鋼筋采用8@200×200，加強(qiáng)筋采用4條水平及豎向16鋼筋。錨頭的固定必須采用焊接的方式連結(jié)可靠。噴射砼采用C20細(xì)石砼，分兩次噴射，自上而下進(jìn)行，待第一層終凝后再噴第二層。

4 施工監(jiān)測

基坑監(jiān)測按照相應(yīng)規(guī)范，基坑邊布置水平位移監(jiān)測點(diǎn)、沉降監(jiān)測點(diǎn)、土體測斜、水位觀測。

4.1 水位觀測

基坑施工期間正是廣州的雨季，通過水位觀測發(fā)現(xiàn)基坑水位并無大的變化(如圖1所示)，說明攪拌樁止水效果良好，滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1 水位變化曲線

4.2 基坑水平位移和沉降觀測

本基坑監(jiān)測從2008年7月3日開始觀測，2008年8月16日基坑開挖到底，2008年8月29日底板施工完成，2008年12月12日基坑回填。從觀測結(jié)果看(圖2、圖3)，基坑坡頂沉降10～15 mm，沉降集中在基坑土體開挖期間，底板施工完后沉降變形不大;基坑坡頂水平位移10～15 mm，水平位移變形集中在基坑土體開挖期間，底板完成后變形雖有發(fā)展，但變形不大?；铀轿灰浦岛统两抵颠h(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)土釘墻支護(hù)的變形值，主要是微型鋼管樁增強(qiáng)了支護(hù)的整體剛度［2］。

圖2 基地沉降監(jiān)測曲線

圖3 基坑水平位移監(jiān)測曲線

4.3 基坑土體測斜觀測

從基坑測斜曲線圖(圖4)可見，基坑土體最大變形發(fā)生在地面下3 m附近，最大變形值13 mm左右，變形集中在基坑土體開挖期間。與土釘墻變形規(guī)律不一致，土釘墻最大變形往往發(fā)生在坡頂附近，且變形值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本基坑復(fù)合土釘墻。

圖4 基坑測斜曲線

5 結(jié)論

水泥土樁作為止水帷幕超前支護(hù)的土釘擋墻，墻后的地表沉陷比較小，一般為開挖深度的0.3%，且沉降槽靠近開挖面的水泥土樁沉陷非常小，通常為幾毫米，最大沉陷位置距開挖面(0.5～1.0)H，約為0.3% ～0.5%H，沉陷槽寬度為1.0 ～2.0 H［3］。

對(duì)于淺基坑且土質(zhì)條件較差的場地，采用復(fù)合土釘墻支護(hù)不僅節(jié)省造價(jià)，而且變形值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于土釘墻，保證了基坑正常使用的要求，可以為同類型基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供參考。

［1］ 戴秀珍．超前樁復(fù)合土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定性研究［J］．路基工程，2008(3):124－125

［2］ 葛燕銘．微型鋼管樁復(fù)合土釘支護(hù)工作性能現(xiàn)場測試研究［J］．建筑科學(xué)，2008，24(1):57－60

［3］ 李象范．上海地區(qū)基坑工程中的復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)［J］．施工技術(shù)，2001，23(6):363－369