某基坑工程復合結構支護設計與施工技術

【摘 要】介紹復合結構支護形式在基坑工程中的應用，由于其經(jīng)濟、可靠、施工安全等顯著優(yōu)點，獲得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

【關鍵詞】基坑支護；復合支護結構；設計與施工；基坑監(jiān)測

1工程概況

某工程總建筑面積60000m2，現(xiàn)場自然地面標高-1.8m，地下室底板底標高-6.60m至-5.65m，開挖深度約3.85m--4.8m。電梯井位置處底板底標高為7.95m，最大開挖深度6.15m。

2工程地質條件

基坑土層分布比較均勻，開挖深度范圍內的土層為第①-1、①-2、②-1、②-2層，除①-2層土質較好外，其余土層土質均較差，特別是第②-1層滲透系數(shù)較大，在外力震動及水頭壓力作用下，易產(chǎn)生坑壁坍塌、管涌、涌砂等現(xiàn)象。本工程場地土的主要力學指標見表1。

3周邊環(huán)境條件

基坑東側距離用地紅線為20m左右；基坑南側用地紅線為8m左右；基坑西側距離紅線為6m，紅線外為學校用地；基坑北側距離用地紅線為15m左右，紅線外為空地。

4基坑支護設計方案選擇

本工程基坑支護設計主要采用以下幾種方案：

（1）放坡卸荷+φ700水泥土攪拌樁+土釘方案

這種體系主要用在離用地紅線較近處以及基坑的轉角處。水泥土攪拌樁作為淤泥土質條件下基坑支護的方法，具有施工簡便、工期短、振動小等優(yōu)點。但由于其存在均勻性差、樁身強度低、樁間距小受力不合理等缺陷，在本設計中采用水泥土攪拌樁與土釘結合，形成復合結構支護形式。

（2）φ1200水泥土攪拌樁+樁內插毛竹加勁+土釘方案

用在基坑東北角以及基坑西側對鄰近建筑物保護要求較高，以及場地狹窄不適合放坡的區(qū)段。

（3）放坡卸荷+木樁+土釘方案

木樁具有取材方便、價格便宜、比使用鋼筋混凝土樁更加環(huán)保、施工進度快等優(yōu)點。木樁適宜在地下水位以下工作，特別適合基坑底落在淤泥質土層上的軟弱地基處理，在深基坑支護中控制邊坡位移起了重要的作用。在基坑邊坡中部按照一定的長度及合理的間距打入松木樁形成一道擋土屏障，然后在木樁上加設土釘加大木樁的剛度，可以有效地減少土體側壓力，以達到保持邊坡穩(wěn)定地目的。

（4）放坡開挖+鋼筋混凝土護坡方案

這種方案造價低廉，施工經(jīng)驗成熟，而且可以選擇的施工單位也較多，工程質量有保障。主要用在基坑內距離建筑紅線及其他已有建筑物比較遠的場地比較開闊的區(qū)段。

5基坑支護施工

5.1水泥土攪拌樁的施工

作業(yè)流程：測量放樣、樣槽開挖→樁機定位→灰漿制備→預攪下沉→注漿提升攪拌→重復上下攪拌→清洗→鉆機移位。

（1）測量放樣、樣槽開挖。根據(jù)現(xiàn)場水準點、軸線放出樁位軸線，挖好泥漿槽，打好鋼筋定位樁，并請業(yè)主或監(jiān)理復核，妥善保護。

（2）樁機定位。采用φ700及φ1200雙軸攪拌機進行施工，采用二噴三攪施工工藝。在施工過程中嚴格控制攪拌樁的施工偏差，相鄰攪拌樁之間搭接時間不得大于12小時。當超過要求時需補強并在圖紙及現(xiàn)場標明位置。

（3）灰漿制備。采用普硅酸42.5#水泥作為固化材料，水泥摻量a=13%（水泥重量和被加固土體重量的比值，即每立方米土體中水泥摻入量約250Kg），水灰比嚴格控制在0.45～0.50。施工時散裝水泥必須車車過磅，水用固定容器計量，計量準確，灰漿攪拌時間不得小于2分鐘，以使?jié){液充分拌合。

（4）預攪下沉。樁機就位準備工作就緒，經(jīng)檢查符合要求后，利用鉆具自重緩慢平穩(wěn)預攪下沉，嚴格控制下沉速度以充分破碎土體，直至設計樁底標高。施工時攪拌樁預攪下沉速度不大于0.8m/min，提升噴漿攪拌速度不大于0.5m/min，以保證施工質量。

（5）第一次注漿提升攪拌。攪拌頭至樁底設計標高后，即刻上提20cm并開啟壓漿泵送漿，攪拌樁注漿采用二次提升攪拌二次完成，第一次為水泥用量的7O%，攪拌頭在樁底原位攪20～30秒后，邊攪拌邊提升，直至設計樁頂標高。

（6）第二次攪拌下沉。注漿攪拌提升至設計樁頂標高后停漿，即刻攪拌下沉至設計樁底標高，并控制好下沉速度。

（7）第二次注漿攪拌提升。攪拌至設計樁底標高后，送漿，第二次為水泥用量30%，原位送漿攪拌20～30秒后攪拌提升，注漿提升離設計樁頂標高1m段內，減慢提升速度，且在樁頂原位注漿攪拌15～30秒，以確保樁頂質量。

（8）第三次攪拌下沉。注漿攪拌提升至設計樁頂標高后停漿，即刻攪拌下沉至設計樁底標高，并控制好下沉速度。

（9）第三次攪拌提升。攪拌至設計樁底標高后，原位攪拌20～30秒后攪拌提升，且在樁頂原位攪拌l5～30秒，以確保樁頂質量。

（10）清污和移位。向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，并將黏附在攪拌頭的軟土清洗干凈。

5.2土釘、錨桿施工

（1）土方開挖：按1：1.3放坡系數(shù)分段開挖土方，人工修坡后，形成作業(yè)面，嚴禁超挖。

（2）土釘和錨桿孔洞的鉆鑿，改變了原狀土體的整體性，會引起土體的變形。因此，成孔后應及時進行土釘和錨桿的施工，并嚴格控制水泥漿和面層混凝土的水灰比，防止出現(xiàn)離析、泌水現(xiàn)象。適當控制施工速度，上層注漿體及噴射混凝土面層達到設計強度的70%后方可開挖下層土方。

為將土釘錨桿安置于鉆孔的中心，防止非錨固段產(chǎn)生過大的撓度及插入時不擾動孔壁，并保證土釘錨桿有足夠厚度的水泥砂漿保護層，在鋼管四周表面設定位器，定位器間距3～5m，直接在鋼管內分兩次灌漿。

（3）土釘長6.0～9.0米，水平向每隔1.0米施打1根。錨管與連系鋼筋、網(wǎng)片、加強墊筋應焊接牢固。錨管采用φ48×3.0鋼管，呈梅花形布置。注漿采用強度等級為42.5級的普通硅酸鹽水泥，注漿注漿壓力為0.3～0.6MPa。復合型土釘須在攪拌樁施工完7天后進行。

（4）錨管安放完畢后，應立即向錨管內注入水泥漿，水灰比為0.45～0.5，適量加入速凝劑。

（5）噴射砼粗骨料粒徑5～10mm，摻入減水劑及促凝劑使噴射砼達到初凝時間小于5分鐘，終凝時間小于30分鐘要求。錨桿注漿孔間距不得大于250mm，每延米錨桿平均消耗水泥不少于35Kg。

（6）土釘應分層分段施工，分段開挖長度在30米內，暴露面必須在12小時內完成土釘支護施工。土釘應做抗拔試驗，基本試驗錨桿數(shù)量為錨桿總數(shù)的5%，且不少于3根。最大試驗荷載不宜超過錨桿體承載力標準值的0.9倍。

5.3木樁施工

（1）土方開挖：按1：1.3放坡系數(shù)分段開挖土方，人工修坡后，形成作業(yè)面，嚴禁超挖。

（2）木樁預制根據(jù)基坑支護圖紙計算本工程所需的松木樁的數(shù)量，該工程基坑支護中所采用松木樁為尾徑φ120木樁，每根長度為6m，將樁頭削尖以便施打。

6基坑監(jiān)測

（1）為了在基坑施工和主體結構施工過程中，確保支護結構、臨近建（構）筑物周邊道路及地下管線等安全在施工全過程中采取了嚴格的監(jiān)測措施，并通過信息反饋法指導施工，防止了意外事件的發(fā)生。

（2）監(jiān)測內容

1）基坑支護結構體系監(jiān)測：支護墻體水平位移、支護墻頂水平和垂直位移監(jiān)測；

2）周邊環(huán)境監(jiān)測：臨近建筑物和管線的位移觀測、基坑周邊地表沉降監(jiān)測；

3）基坑內外的地下水位監(jiān)測。

（3）在支護結構施工前測得初讀數(shù)在基坑降水及開挖期間一日測，底板澆筑完畢后二至三天測一次，非正常情況下每2小時測一次。

7結束語

該基坑工程地質條件較差、場地狹窄、周邊環(huán)境復雜，結合工程持點，采用復合結構支護形式，大量減少了鋼筋、水泥等材料的使用，降低工程的造價并節(jié)約基坑支護施工工期，獲得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]《建筑施工手冊》第五版，中國建筑工業(yè)出版社.

[2]JGJ120-2012，建筑基坑支護技術規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[3]JGJ94-2008，建筑樁基技術規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[4]JGJ50007-2011，建筑地基基礎設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.