深基坑開挖與板肋式錨桿擋墻逆作法施工

范晶華

【摘要】論文首先對面板式擋土墻的概述進(jìn)行了說明，然后介紹了板肋式錨桿擋墻逆作法，最后論文詳細(xì)闡述了深基坑開挖與板肋式錨桿擋墻逆作法的施工工藝。

【關(guān)鍵詞】深基坑開挖，板肋式錨桿，擋墻逆作法

一、前言

板肋式錨桿擋墻逆作法是深基坑開挖施工中的關(guān)鍵技術(shù)，在常見的施工工程中的技術(shù)管理是人們不容忽視的重點(diǎn)。只有將技術(shù)管理融入到施工管理中，不斷提高施工的技術(shù)水平，才能促進(jìn)工程的持續(xù)發(fā)展。

二、面板式擋土墻的概述

面板式擋土墻主要包括板樁墻和錨定墻兩大類，板樁墻是指面板要打入基坑底面以下較深的情況，如鋼板樁墻，木板樁墻等，他們的主要構(gòu)件是立板，附屬構(gòu)件有支撐，拉桿等；錨釘墻是指面板僅進(jìn)入基坑底面以下較淺的情況，如錨樁墻、錨板墻、錨桿墻等，他們的主要構(gòu)件是立板，附屬構(gòu)件有立柱、拉桿、錨桿、錨定構(gòu)件等。

在錨釘墻中錨桿擋土墻應(yīng)用較為廣泛，錨桿擋土墻是利用錨桿技術(shù)形成的一種擋土結(jié)構(gòu)物，錨桿的一端與工程結(jié)構(gòu)物聯(lián)結(jié)，另一端通過鉆孔、插入錨桿、灌漿、養(yǎng)護(hù)等工序錨固在穩(wěn)定的地層中，以承受土壓力對結(jié)構(gòu)物所施加的推力，從而利用錨桿與地層之間的錨固力來維持結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。作為輕型的支擋結(jié)構(gòu)，錨桿擋土墻與普通圬工擋土墻相比，可以節(jié)省大量圬工材料，現(xiàn)已被廣泛用于公路、鐵路、煤礦和水利等支擋工程中。

錨桿擋土墻因錨固地層、施工方法、受力狀態(tài)以及結(jié)構(gòu)型式的不同，有多種形式；按墻面的結(jié)構(gòu)型式可分為柱板式和壁板式錨桿擋土墻，柱板式錨桿擋土墻有擋土板、肋柱和錨桿組成，壁板式錨桿擋土墻是由墻面板和錨桿組成。錨桿擋土墻一般適用于巖質(zhì)路塹地段，但其他具有錨固條件的路塹墻也可以使用，還可應(yīng)用于陡坡路堤。若支護(hù)高度小于6m時，可在墻頂布置一排錨桿；若支護(hù)高度在6～8m時，可設(shè)兩排錨桿；若支護(hù)高度大于8m時，需設(shè)2～4排錨桿。錨桿水平間距1～4m，上下排距2～5m。

三、板肋式錨桿擋墻逆作法的介紹

1、錨桿擋墻特點(diǎn)和常用型式

錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土墻面和貓桿組成的支擋結(jié)構(gòu)，它依靠錨固在穩(wěn)定的土層內(nèi)錨桿的抗拔力平衡墻面處的土壓力進(jìn)行支檔。錨桿的設(shè)計拉拔力可以通過試驗(yàn)得到，以保證設(shè)計有足夠的安全度。近年來，錨桿技術(shù)應(yīng)用在邊坡支護(hù)、圍巖錨定、滑坡治理、洞室加固、高層建筑基礎(chǔ)錨固等等工程中廣泛應(yīng)用，具有實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。使用錨桿技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是對邊坡擾動小，預(yù)應(yīng)力錨桿可控制結(jié)構(gòu)變形。根據(jù)錨桿檔土墻結(jié)構(gòu)形式的不同，通?？梢苑譃榘謇呤藉^桿擋墻、格構(gòu)式錨桿擋墻、排樁式錨桿擋墻?？筛鶕?jù)地質(zhì)及工程具體情況，選用錨桿擋土墻的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)地形、巖層地質(zhì)可采用單級或多級。

2、板肋式錨桿擋墻支護(hù)機(jī)理

板肋式錨桿擋墻主要由錨桿、鋼筋混凝土肋柱、檔板構(gòu)成。檔土板的支座為肋柱，墻后的側(cè)向土壓力作用于擋土板上，由于擋土板傳遞給肋柱，而肋柱傳遞給錨桿，錨桿的抗拔力讓墻身與墻后的坡體變得穩(wěn)定。錨桿擋墻肋柱可按支撐于剛性錨桿上的連續(xù)梁計算內(nèi)力，當(dāng)錨桿變形較大時肋柱宜按支撐于彈性錨桿上的連續(xù)梁計算內(nèi)力；根據(jù)擋板與肋柱聯(lián)結(jié)構(gòu)造的不同，擋板可簡化為支撐在肋柱上的水平連續(xù)板、簡支板或雙絞拱板；本地區(qū)多為人工開挖巖質(zhì)邊坡且采用擋板與肋柱一起現(xiàn)澆，故肋柱多采用連續(xù)梁計算，擋板多采用水平連續(xù)板計算。

四、深基坑開挖與板肋式錨桿擋墻逆作法施工工藝

1、筏板基礎(chǔ)的選擇依據(jù)

基礎(chǔ)選型除了應(yīng)滿足現(xiàn)行規(guī)范允許的沉降量和沉降差的限制外，整體結(jié)構(gòu)也應(yīng)符合規(guī)范對強(qiáng)度、剛度和延性的要求，其中最主要的則是選型要安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。在我國的基建工程中，建筑物采用天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計曾流行一時，但從70年代后期開始，隨著高層建筑的大量興建，樁基礎(chǔ)越來越成為一種重要的基礎(chǔ)型式。其原因一方面是樁基礎(chǔ)設(shè)計較簡便，設(shè)計風(fēng)險小，而更主要的是高層建筑不僅豎向荷載大而集中，而且風(fēng)載和地震荷載引起的傾覆力矩成倍增長，這就要求基礎(chǔ)和地基提供更高的豎向和水平承載力，同時將沉降和傾斜控制在允許的范圍內(nèi)，并保證建筑物在風(fēng)荷載下具有足夠的穩(wěn)定性。樁基礎(chǔ)應(yīng)用于軟土地區(qū)及基巖埋藏較淺的地區(qū)，能滿足高層建筑的特殊要求，無疑是最理想的基礎(chǔ)型式。但實(shí)際上當(dāng)基巖埋藏較深而其上又為硬塑、堅硬的殘積土或風(fēng)化巖等承載力較高的土層時，采用天然地基上的筏板基礎(chǔ)往往會是最佳的選擇。

2、抗浮設(shè)計

當(dāng)建筑物存在地下室時，且地下水位較高時，建筑物底板應(yīng)考慮水浮力的作用。當(dāng)水浮力大于建筑物的抗浮重量時，尚應(yīng)對建筑物進(jìn)行抗浮設(shè)計。對于基礎(chǔ)持力層為巖石（全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化）的地區(qū)，抗浮錨桿因具有施工方便、經(jīng)濟(jì)可靠、錨桿的抗拔承載力高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于基礎(chǔ)的抗浮設(shè)計。設(shè)有地下室的多高層建筑在采用筏板基礎(chǔ)時，存在是否需設(shè)置抗浮錨桿的問題，實(shí)際設(shè)計中可按下列幾點(diǎn)考慮，以節(jié)省建設(shè)投資。

施工過程中應(yīng)將水位限制在基礎(chǔ)板底以下，當(dāng)建至地下室結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)的重量大于水浮力時方可停止降水，若建成后仍不能大于水浮力，則須采取抗浮設(shè)計。計算水浮力時，考慮到底板受的是地基巖土裂蹤水壓力或孔隙水壓力，其大小與地基巖土的裂隙發(fā)育程度和孔蹤率有關(guān)，實(shí)際的水壓比靜止水壓要小。要考慮底板與地基巖土粘結(jié)成整體后所能提供的粘結(jié)力，它與兩者的有效粘結(jié)面積有關(guān)。對必須設(shè)置抗浮錨桿的底板，可根據(jù)抗浮錨桿的設(shè)置數(shù)量適當(dāng)減少底板配筋。

3、抗浮錨桿的設(shè)計

抗浮錨桿的設(shè)計沒有相應(yīng)的規(guī)范條文，可參考《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002》中“巖土錨桿基礎(chǔ)”部分以及《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330-2002》。為了使底板受力均勻，錨桿通常均勻布置在地基內(nèi)，并與基礎(chǔ)底板可靠拉結(jié)。錨桿間距與長度根據(jù)抗浮水頭、地質(zhì)條件與錨桿的抗拔承載力綜合考慮，布置方式可采用矩形或梅花狀。錨桿的抗拔承載力特征值應(yīng)由現(xiàn)場原位試驗(yàn)確定，初步設(shè)計時可按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002》中公式6.7.6計算。根據(jù)巖土勘察報告和建筑物形式，按阿基米德定律（荷載-浮力）×抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)（一般取1.3）÷單根錨桿的抗撥承載力=n（錨桿根數(shù)）。具體順序和內(nèi)容為：①計算錨筋（或預(yù)應(yīng)力鋼鉸線）截面面積（m?），②確定錨桿錨固段長度（m），③確定錨桿自由段長度和錨桿總長；④土體或者巖體的強(qiáng)度驗(yàn)算；⑤外錨頭及防腐等構(gòu)造設(shè)計，以及預(yù)應(yīng)力錨桿張拉值和鎖定值確定。本工程錨桿單根抗拔力特征值取480KN，人防區(qū)域每根錨桿中采用鋼筋3條直徑?32精軋螺紋鋼，非人防區(qū)域每根錨桿中采用鋼筋3條直徑?25精軋螺紋鋼，錨桿成孔直徑為180mm，錨桿進(jìn)入中風(fēng)化巖層不少于1.5m，筏板板底起錨桿總長約為10～22m，錨桿錨入筏板1.2m，布置方式采用矩形。本工程地下室非主樓部分總浮力為365017KN，共設(shè)置抗浮錨桿779根，總抗浮力為373920KN，滿足設(shè)計要求。

五、結(jié)束語

板肋式錨桿擋墻逆作法施工作為深基坑開挖施工的核心工作之一。對工程項(xiàng)目的各個方面具有十分重要的作用。我們必須將板肋式錨桿擋墻逆作法施工技術(shù)融合到深基坑開挖的施工管理工作中。

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