鄭州某大廈基坑支護(hù)方案設(shè)計

朱林河南開普化工股份有限公司（451200）

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鄭州某大廈基坑支護(hù)方案設(shè)計

朱林
河南開普化工股份有限公司（451200）

摘要:深基坑支護(hù)的設(shè)計與施工是建筑深基坑工程的核心內(nèi)容，既涉及土力學(xué)的典型強(qiáng)度與穩(wěn)定問題，又包含了變形問題，還涉及到土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用問題。該文通過工程實例，探討復(fù)雜環(huán)境條件下既安全又經(jīng)濟(jì)的土釘墻與豎向微型樁、預(yù)應(yīng)力錨桿組成的基坑支護(hù)方案。

關(guān)鍵詞:基坑；支護(hù)設(shè)計；方案；分析比較

1工程概況

1）工程基本概況

鄭州某大廈位于鄭州市區(qū),周圍環(huán)境復(fù)雜，地下水位淺，基坑平面長約64 m，寬約37.2 m，呈矩形?；娱_挖深度為自然地面下-12.10 m，在土方開挖過程中，必須進(jìn)行支護(hù)和降水。

2）環(huán)境條件

基坑周邊環(huán)境條件見表1。

2基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇

2.1設(shè)計參數(shù)及荷載的確定

1）本基坑設(shè)計的安全等級為一級，基坑側(cè)壁的重要性系數(shù)取γ0=1.1。

2）地面荷載:東側(cè)1-1剖面臨7層住宅樓（住宅樓為9 m深水泥攪拌復(fù)合地基），取9 m深處90 kPa的超載,地面超載15 kPa；南側(cè)3-3剖面臨4層鄭州某酒店裙樓，因該樓為天然地基，取1.4 m處 60 kPa超載；2-2剖面和4-4剖面位置地面超載取15 kPa。

2.2基坑支護(hù)方案論證的選擇

經(jīng)過分析論證及理論計算，確定本基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)采用樁錨聯(lián)合支護(hù),根據(jù)不同部位,東側(cè)臨7層住宅樓部位采用雙排鉆孔樁和預(yù)應(yīng)力錨桿聯(lián)合支護(hù)，其他部位采用單排鉆孔樁和預(yù)應(yīng)力錨桿聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)[1]。

2.3支護(hù)結(jié)構(gòu)計算及方案的確定

根據(jù)本工程不同區(qū)域的具體情況（相鄰關(guān)系、基坑深度、環(huán)境條件），將基坑周邊分為4個區(qū)域段，即4個剖面。各個剖面計算結(jié)構(gòu)形式及實用結(jié)構(gòu)形式如表2（所有剖面均采用樁錨支護(hù)方式進(jìn)行計算，計算結(jié)果均滿足要求）。

3基坑支護(hù)設(shè)計要點及施工建議

3.1土釘墻施工工藝

表1基坑周邊環(huán)境條件

表2支護(hù)結(jié)構(gòu)計算及方案的確定

3.1.1土釘造孔要求

1）分層分段開挖，每層開挖深度不得大于2.0 m。

2）依據(jù)土層條件，土釘成孔采用人工成孔，孔直徑100 mm，孔深宜大于設(shè)計孔深10 cm，成孔傾角10°。

3.1.2土釘制作安裝

1）土釘墻采用φ18Ⅱ級鋼筋，土釘桿接頭應(yīng)采用焊接的搭接接頭。

2）土釘桿體應(yīng)沿土釘軸線方向每隔2.0 m左右設(shè)置一個居中支架，居中支架采用φ6.5HPB235鋼筋制作，并將用作居中支架的鋼筋彎成弧形與土釘桿焊接。

3.1.3注漿

1）根據(jù)本工程條件，注漿采用水泥注漿，其強(qiáng)度不宜低于M10。

2）注漿液水灰比為0.4~0.55。

3）注漿應(yīng)從孔底開始灌填，當(dāng)孔口有漿液流出并加壓穩(wěn)定后，方可停止注漿。

3.1.4編扎鋼筋網(wǎng)

1）鋼筋網(wǎng)采用φ6.5HPB235調(diào)直鋼筋，雙向間距均為250 mm。

2）根據(jù)作業(yè)面層分層、分段鋪設(shè)鋼筋網(wǎng),鋼筋網(wǎng)之間的連接可采用搭接,并隨壁面隨坡就勢鋪設(shè)[2]。

3.2鉆孔灌注樁設(shè)計參數(shù)及施工建議

鉆孔灌注樁樁徑800 mm，樁長20.0 m，嵌固深度8.0 m,樁間距1 200～1 400 mm,排間距1 800 mm，樁頂厚600 mm，寬1 000～2 800的冠梁。

施工要領(lǐng):

1）成孔質(zhì)量:合理選擇護(hù)壁泥漿，鉆進(jìn)時泥漿比重應(yīng)控制在1.0～1.25；鉆孔應(yīng)一次成孔，不得中途停頓；嚴(yán)格控制清孔質(zhì)量，灌注水下混凝土前允許沉渣厚度不大于30 cm。

2）鋼筋籠吊裝及保護(hù)層設(shè)置:清孔后應(yīng)立即抓緊吊放鋼筋籠，以免隔時過久沉渣厚度超過規(guī)定。鋼筋籠應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和起重設(shè)備能力整體或分節(jié)制作。分段吊放時上下段必須焊接順直。

3）混凝土灌注質(zhì)量控制:要求混凝土有良好的和易性，以便在水中自行攤展?；炷了涠瓤刂圃?8～22 cm內(nèi),灌注水下混凝土前應(yīng)認(rèn)真測量孔深和導(dǎo)管長度，導(dǎo)管懸空一般控制在20～40 cm。

3.3預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計參數(shù)及施工建議

錨索孔徑150 mm，豎向間距2.4～3.5 m，水平間距2.1～2.8 m，采用φ5、黏結(jié)鋼絞線。自由段長度分別為5.0 m、7.0 m，錨固段長度分別為15.0 m、17.0 m、19.0 m。

施工要領(lǐng):

1）定位。成孔前根據(jù)設(shè)計要求和土層條件定出孔位。

2）成孔。采用機(jī)械成孔或人工成孔。

3）預(yù)應(yīng)力錨索的制作與安放。制作的錨索應(yīng)除油、除銹，自由段用塑料布包裹或涂抹黃油，其他應(yīng)按有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行制作，安放時應(yīng)確保桿體滿足設(shè)計要求。

4）注漿。漿液采用摻入2%早強(qiáng)劑、水灰比0.6的純水泥漿，注漿管頭部距孔底50～100 mm，二次注漿壓力不小于1.5 MPa。

5）面層噴護(hù)。為了保證樁間土體的安全，打入摩擦土釘以便固定多目鋼絲網(wǎng)，然后進(jìn)行面層噴護(hù)。

6）腰梁安裝。連梁采用兩根18-20型槽鋼，應(yīng)連成一體，保證整體發(fā)揮作用。

7）張拉與鎖定。當(dāng)水泥漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的75%時，可對錨桿進(jìn)行張拉。錨桿張拉要按規(guī)程要求分級加荷，嚴(yán)格遵守觀測時間。張拉鎖定荷載為設(shè)計拉力的50%，鎖定后若發(fā)現(xiàn)明顯預(yù)應(yīng)力損失應(yīng)進(jìn)行補償張拉[3]。

3.4施工建議

為了保證基坑安全，在基坑開挖支護(hù)時應(yīng)對基坑周邊采用鋼管斜支撐。基坑支護(hù)平面圖見圖1。

圖1基坑支護(hù)平面圖

4基坑工程安全監(jiān)測

4.1基坑安全監(jiān)控內(nèi)容

1）支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移觀測。

2）基坑周邊的建筑物沉降觀測。

4.2允許變形控制

允許變形標(biāo)準(zhǔn)有兩種指標(biāo)，一是變形允許值（累計變形），二是變化速率。這兩種指標(biāo)中任何一種達(dá)到警戒限值都應(yīng)作出判斷，形成決策。

4.2.1基坑邊坡及地面變形監(jiān)控

1）基坑變形的監(jiān)控值

基坑邊坡及周邊地面允許變形值見表3。

表3基坑變形的監(jiān)控值

2）水平位移速率控制

連續(xù)3日水平位移速率達(dá)到2 mm/d，應(yīng)報警。

4.2.2臨近建筑物沉降控制

1）建筑物允許變形值應(yīng)符合表4。

表4建筑物允許變形值

2）沉降速率控制

連續(xù)3日沉降速率達(dá)到1 mm/d，或肉眼發(fā)現(xiàn)建筑物裂縫急劇擴(kuò)張，應(yīng)報警。

參考文獻(xiàn):

[1]王志新,卜曉翠.深基坑的設(shè)計與施工[J].山西建筑,2007, 33(9):112- 113.

[2] JGJ120- 2012,中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[3] GB 50007- 2002,中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.