卸土預(yù)應(yīng)力拉錨體系在紹興市科文廣場基坑支護(hù)中的應(yīng)用

史久其，童仙敏

SHI Jiuqi，TONG Xianmin

(浙江環(huán)宇建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 紹興312000)

卸土預(yù)應(yīng)力拉錨體系原理:在基坑圍護(hù)施工設(shè)計中特定的條件下，將基坑圍護(hù)的圍護(hù)擋墻通過鋼拉桿與鄰近結(jié)構(gòu)拉結(jié)錨固，并對拉桿施加一定預(yù)應(yīng)力的圍護(hù)施工體系。相比于常用的排樁土層錨桿體系，本工法具有減少鉆孔和注漿程序、結(jié)構(gòu)安全性大大提高于和造價明顯降低等優(yōu)點(diǎn)。

1 工程概況

紹興市科技文化廣場是紹興市科技文化中心組成部分之一(圖1)，地下1～2 層，基坑挖土深度約6～7 m，東鄰科技館新館，西接文化中心，北側(cè)為洋江西路，南側(cè)為規(guī)劃道路。地下室總建筑面積為31 500 m2，基坑平面尺寸約為100 m×260 m(圖2)。該基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時，東西側(cè)的科技館、文化中心已完成結(jié)構(gòu)施工，正進(jìn)行裝飾階段施工。

圖1 紹興市科技文化中心工程效果圖

圖2 紹興市科技文化廣場基坑周邊環(huán)境圖

2 地質(zhì)條件

通過勘察表明，本場地地基土層主要由第四系海相沉積軟土、河流相沉積一般黏性土、殘坡積土及底部侏羅紀(jì)風(fēng)化凝灰?guī)r組成。

在影響圍護(hù)樁深度的范圍內(nèi)，地基土層分布相對較穩(wěn)定，按其沉積環(huán)境、物理力學(xué)性質(zhì)特征，土層特性自上而下為:

①-1 層雜填土，埋深0.4～3.8 m;①-2 層軟可塑粉質(zhì)黏土，埋深0.6～4.3 m;②層黏質(zhì)粉土，埋深2.6～6.1 m;③層淤泥質(zhì)黏土，埋深3.9～18.9 m;④層粉質(zhì)黏土，埋深9.5～30.1 m;

基坑開挖范圍內(nèi)以粉質(zhì)黏土及淤泥質(zhì)土為主，均為弱透水性，各土層力學(xué)性質(zhì)較差，其自立高度小，在開挖擾動和地下水作用下易引起坑壁位移坍塌，影響基坑穩(wěn)定性。

3 工程特點(diǎn)、難點(diǎn)及圍護(hù)方案的選擇

(1)該基坑開挖深度普遍為6～7 m，屬深基坑。

(2)在開挖深度范圍內(nèi)大多數(shù)為淤泥質(zhì)土，加大了圍護(hù)施工難度。

(3)基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，東西兩面緊鄰科技館與文化中心在建工程，科技館及文化中心均處于裝修中后期階段，大量的材料、設(shè)備及人員需要進(jìn)出，要求施工通道通暢、安全。

(4)地下室土方量約20 萬m3，土方施工工期僅安排40 d，每天平均出土約5 000 m3，在條件允許的前提下，要求圍護(hù)施工時基坑內(nèi)不能有過多內(nèi)支撐，但又要求圍護(hù)設(shè)計要有足夠安全系數(shù)。基坑?xùn)|西兩側(cè)可考慮排樁-內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系、排樁-土層錨桿體系、雙排樁圍護(hù)體系和排樁-鋼筋拉錨體系［1］。各方案優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

表1 幾種可選用圍護(hù)方案優(yōu)缺點(diǎn)分析表

通過分析比較，鄰近科技館部位圍護(hù)采用卸土預(yù)應(yīng)力拉錨體系，見圖3、圖4。

圖3 預(yù)應(yīng)力拉錨體系平面位置圖

圖4 預(yù)應(yīng)力拉桿錨固體系剖面圖

4 圍護(hù)施工

施工工藝:圍護(hù)樁及壓頂冠梁施工→鄰近地下室側(cè)壁鉆孔→拉桿制作→拉桿位置卸土或開槽→養(yǎng)護(hù)期滿后拉桿施工與張拉鎖定→挖土→結(jié)構(gòu)施工→拉桿拆除與回收→鄰近地下室側(cè)壁拉桿錨固孔洞封堵。具體工藝如下:

(1)壓頂冠梁施工，圍護(hù)樁完成后，冠梁澆筑時根據(jù)設(shè)計要求的位置預(yù)留φ100 拉錨孔洞［2］。

(2)鄰近結(jié)構(gòu)洞口定位與留置，根據(jù)現(xiàn)場情況征得原結(jié)構(gòu)設(shè)計單位同意，在不影響剪力墻使用安全的前提下，在科技館地下室剪力墻對應(yīng)圍護(hù)壓頂位置上鉆直徑100 mm 左右的孔洞，該部位在施工期間及施工結(jié)束后應(yīng)注應(yīng)加強(qiáng)洞口封堵及洞口防水工作。

(3)拉錨的加工制作，拉桿采用φ32 的螺紋鋼，鋼筋長度不夠時可根據(jù)需要進(jìn)行鋼筋焊接接長［2］。

(4)張拉:張拉鎖定系統(tǒng)事先經(jīng)過標(biāo)定，根據(jù)數(shù)字壓力儀器上的讀數(shù)來控制。在鎖定過程中，采用拉桿定承載力進(jìn)行校核，即錨桿按預(yù)定承載力100%張拉持載5 min 后按預(yù)定承載力的70%鎖定［2］。

(5)土方與結(jié)構(gòu)施工，在此期間定時對該位置土體及鄰近結(jié)構(gòu)變形情況進(jìn)行觀測，并形成記錄。

(6)地下室頂板完成后對剪力墻孔口填補(bǔ)，用比原剪力墻高一號的混凝土進(jìn)行填補(bǔ)，填補(bǔ)完成后養(yǎng)護(hù)7～10 d 后進(jìn)行補(bǔ)漏［3］。

5 結(jié) 語

本基坑使用該預(yù)應(yīng)力拉錨體系的部位長約90延長米，通過分析比較，每延長米較樁錨加拋撐體系降低造價約2 000～3 000 元，整體工程進(jìn)度約提前15～30 d，取得了預(yù)期效果。

［1］ 劉健航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.

［2］ 冶金部建筑研究總院.CECS 22：90 土層錨桿設(shè)計與施工規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1990.

［3］ 中國建筑科學(xué)研究院.GB 50007—2002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.