組合支護(hù)方法在復(fù)雜深基坑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陳軍，董明鋒

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組合支護(hù)方法在復(fù)雜深基坑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

陳軍，董明鋒

（浙江省地礦勘察院，浙江 杭州 310016）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑以更多的形式出現(xiàn)在了觀眾的視野中。其基坑數(shù)量的急劇增加，這在很大程度上豐富了深基坑工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和施工經(jīng)驗(yàn)，但是由于深基坑地質(zhì)條件比較復(fù)雜，又極易會(huì)受到周邊環(huán)境因素的制約，因此，就需要我們作出一個(gè)安全、合理的支護(hù)方案。通過具體的實(shí)例，對(duì)組合支護(hù)方法在復(fù)雜深基坑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)探究。

組合支護(hù)；復(fù)雜深基坑；工程設(shè)計(jì)；環(huán)境因素

高層建筑隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展得到了更好的發(fā)展空間，與此同時(shí)，基坑的數(shù)量也隨著高層建筑的發(fā)展出現(xiàn)了大量的增長，設(shè)計(jì)人員在經(jīng)過大量的實(shí)踐后，不但增加了深基坑在設(shè)計(jì)上的經(jīng)驗(yàn)，并且還積累了很多復(fù)雜深基坑施工方面的經(jīng)驗(yàn)，但是由于深基坑的地質(zhì)條件容易受到周邊因素的影響，所以要選擇合理的深基坑支護(hù)方案，運(yùn)用相應(yīng)的理論，對(duì)其中的客觀條件進(jìn)行詳細(xì)研究，并對(duì)深基坑支護(hù)的方案進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。本文就以具體的實(shí)例，對(duì)多種支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的組合在建筑工程中的優(yōu)越性進(jìn)行詳細(xì)探討，進(jìn)而能夠?yàn)楹笃诮ㄖこ讨猩罨又ёo(hù)的設(shè)計(jì)提供有參考性的意見。

1 項(xiàng)目工程的概況

本建筑項(xiàng)目為一項(xiàng)高層寫字樓工程，地上20層，地下2層，本工程項(xiàng)目的總建筑面積為38 624 m2，其中2層地下室的建筑面積為4 722 m2，本項(xiàng)目建筑場地屬于狹長型，北面、西面、南面均為居民住宅樓，東面為城市主干道，本項(xiàng)目工程的地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，尤其項(xiàng)目建設(shè)中所涉及的市政管線比較多。勘察單位對(duì)本項(xiàng)目的地質(zhì)條件進(jìn)行勘察后發(fā)現(xiàn)，本工程地面的絕對(duì)標(biāo)高為44.83～45.02 m，并且地勢比較平坦，從地貌形態(tài)上來看，本項(xiàng)目屬于本市Ⅱ級(jí)侵蝕堆積階地，本項(xiàng)目地下室基坑的開挖深度為8 m，基坑底的地質(zhì)土層為粉質(zhì)粘土層。地質(zhì)勘測報(bào)告結(jié)果顯示，本項(xiàng)目場地的表層為雜填土，雜填土層的厚度為3.3～5.7 m，并且上層還含有少量的滯水。本項(xiàng)目下層局部還分布著0.8～3.8 m厚的淤泥粉質(zhì)粘土，其形態(tài)為軟塑狀態(tài)；第三層的土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，厚度為6.6～7.7 m，其形態(tài)為可塑狀態(tài)為軟塑狀態(tài)；第四層的土質(zhì)為砂礫層，厚度為0～2.2 m，其形態(tài)為稍密至中密的飽和狀態(tài)；項(xiàng)目最下層的土質(zhì)為泥質(zhì)粉砂巖，厚度為9.5～11.0 m，其結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)樁的持力層結(jié)構(gòu)。本項(xiàng)目場地內(nèi)缺乏充足的含水量，并且場地對(duì)混凝土沒有造成任何形式的侵蝕，因此，在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以不考慮混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)基坑所造成的不利影響。

2 復(fù)雜深基坑中組合支護(hù)設(shè)計(jì)的方案

2.1 支護(hù)的設(shè)計(jì)方案

由于本項(xiàng)目的施工場地屬于狹窄型場地，給施工帶來了極大的不利，基坑開挖的深度比較深，但是雜填土、淤泥等粉質(zhì)粘土和淤泥粘土的自穩(wěn)定性能比較差，此時(shí)如果以垂直的方式直接進(jìn)行開挖，或者全部自然放坡進(jìn)行開挖都是極其困難的，所以此時(shí)就要采取相應(yīng)的措施對(duì)坑壁進(jìn)行保護(hù)。傳統(tǒng)的支護(hù)方案為土釘支護(hù)，此種支護(hù)方式比較單一，并且從總體上看此種支護(hù)方式欠妥當(dāng)。在與工作人員、設(shè)計(jì)人員、施工人員等多次討論后決定采取組合支護(hù)的方法對(duì)坑壁進(jìn)行保護(hù)。對(duì)于沒有淤泥粉質(zhì)粘土或者淤泥粉質(zhì)粘土比較稀薄的地區(qū)可采用土釘支護(hù)的方案，如本項(xiàng)目場地的西側(cè)、南側(cè)、東南側(cè)區(qū)段均為淤泥粉質(zhì)粘土以及淤泥粉質(zhì)粘土比較稀薄的地區(qū)；在本項(xiàng)目施工場地的北側(cè)路段，由于此路段的施工場地比較寬闊，在項(xiàng)目中，為了有效節(jié)約項(xiàng)目的造價(jià)，設(shè)計(jì)人員則采用了比例為1∶1的自然放坡方案；在本施工場地的東側(cè)，也是地質(zhì)條件相對(duì)較差的一側(cè)，此施工處的圖紙為軟弱土層，并且土層的深度最高達(dá)到了9.2 m，其中在距離基坑邊緣的4 m處還有一條10 kV的高壓電纜溝。在本項(xiàng)目的東側(cè)，由于靠近道路，并且道路對(duì)面的基坑在開挖的過程中還出現(xiàn)過坍塌的事故，為了保證本項(xiàng)目施工的安全性，在本側(cè)采用了多支點(diǎn)樁錨支護(hù)的方案。

2.2 土釘支護(hù)設(shè)計(jì)方案

本項(xiàng)目基坑在地下兩層施工到±0.000平面時(shí)（即與絕對(duì)標(biāo)高為45.200 m高的地方）就可對(duì)基坑進(jìn)行回填，這種回填方式屬于臨時(shí)性支護(hù)。由于項(xiàng)目的施工場地、施工條件等極易受到外界因素的限制，因此只能采取直立式邊坡支護(hù)的形式。對(duì)本項(xiàng)目工程類比以及相關(guān)的資料進(jìn)行分析，初步確定了土釘支護(hù)中各組成部分的尺寸以及相關(guān)的參數(shù)。如土釘?shù)你@孔直徑為110 mm，土釘鋼筋使用Ⅱ級(jí)鋼，并且鋼桿的桿筋為20 mm，水平的傾角為13°，土釘?shù)乃介g距為1.2 m，并且呈現(xiàn)為梅花型的布置。土釘噴射的混凝土其表面的厚度為80 mm，混凝土內(nèi)部還會(huì)配備直徑為8 mm、規(guī)格為150 mm×150 mm的單層雙向鋼筋網(wǎng)。此種支護(hù)方式是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中非常重要的施工步驟，其能夠有效增加項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。但是需要注意的是施工人員在進(jìn)行施工的過程中，一定要按照現(xiàn)場的實(shí)際施工情況對(duì)施工的方案進(jìn)行調(diào)整，保證施工支護(hù)中土釘?shù)姆€(wěn)定性，使其拉力和強(qiáng)度均能夠滿足項(xiàng)目工程的要求。需要注意的是，在對(duì)土釘進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一定要對(duì)基坑的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，保證土釘在使用的過程中，不會(huì)受到其他因素的影響。還應(yīng)對(duì)土釘?shù)娜胪辽疃冗M(jìn)行測量，并對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄，為后續(xù)項(xiàng)目施工的順利進(jìn)行做好保障。另外，在施工澆注的過程中，施工人員還要按照施工的要求配置混凝土，保證混凝土的質(zhì)量能夠符合標(biāo)準(zhǔn)的需求，進(jìn)而對(duì)項(xiàng)目工程的整體質(zhì)量做好保障。

2.3 樁錨支護(hù)的設(shè)計(jì)方案

本項(xiàng)目基坑的東側(cè)所采用的是樁錨支護(hù)，通過此支護(hù)措施對(duì)本項(xiàng)目基坑比較薄弱的環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng)處理，在對(duì)幾種方案進(jìn)行比較后初步選定了樁錨支護(hù)中各個(gè)組成部分的尺寸以及相關(guān)的參數(shù)。比如錨樁直徑為800 mm，并且要進(jìn)行人工挖孔灌注樁，各個(gè)樁之間的距離保持在1.6 m，并且排樁的頂部采用了0.8 m×0.5 m的鋼筋混凝土冠梁，將各個(gè)樁連接成一個(gè)整體，將錨桿分成兩排進(jìn)行整體的布置，錨固體的直徑為150 mm，錨桿鋼筋的材料選用了Ⅲ級(jí)鋼，并且其直徑為36 mm，水平傾角為30°，各個(gè)錨桿之間的水平距離為1.6 m。錨桿所噴射的混凝土面層的厚度為80 mm，并且在混凝土內(nèi)部還會(huì)配備直徑為8 mm、規(guī)格為150 mm×150 mm的單層雙向鋼筋網(wǎng)。

土層應(yīng)力即按照靜力平衡法對(duì)樁錨的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行復(fù)核和驗(yàn)算。以朗肯土壓力理論為主要依據(jù)，結(jié)合地面的荷載情況，對(duì)出土的應(yīng)力分布情況進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。

在使用土層錨桿的過程中，一定要保證孔的深度和直徑均能夠符合設(shè)計(jì)方案的要求，通過對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行細(xì)致考察和檢測，并根據(jù)檢測的結(jié)果對(duì)打孔的類型進(jìn)行調(diào)整，可將打孔的類型調(diào)整為柱狀，也可使用一些抗拉材料來提高錨桿的韌性，最終保證錨桿在與土層結(jié)合的過程中不會(huì)被拉斷，進(jìn)而增加錨桿的抗拉能力。在進(jìn)行土層錨桿的施工時(shí)，為了有效提高錨桿的施工質(zhì)量，對(duì)混凝土灌注樁的工藝進(jìn)行強(qiáng)化，還要對(duì)樁位、孔的深度、孔壁的強(qiáng)度等進(jìn)行明確，并且當(dāng)成孔完成后還應(yīng)對(duì)孔進(jìn)行清掃，在對(duì)錨桿進(jìn)行安裝的過程中，應(yīng)保證錨桿整體的光滑性，還應(yīng)使用螺旋鉆頭對(duì)土層進(jìn)行施工，并注意施工的安全性。

2.4 地下連續(xù)樁支護(hù)

此種支護(hù)方式在前期需要投入大量的資金，但是其效果卻是比較明顯的。此種支護(hù)方式的施工過程比較復(fù)雜，并且工作量還比較多。施工人員在施工之前，要對(duì)項(xiàng)目周圍的環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的勘察，保證周圍的環(huán)境能夠更好地與連續(xù)樁的技術(shù)要求相符合?？刹扇∫韵聨追N措施：①將施工的安全等級(jí)分成3個(gè)等級(jí)，為施工的安全性做好保障；②以施工現(xiàn)場的實(shí)際情況為依據(jù)，對(duì)軟土場地中出現(xiàn)的懸臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和控制；③項(xiàng)目基坑的底面要低于水位，或者與水位相平，并且在連續(xù)支撐樁的支護(hù)的施工過程中，較多地適用在建筑物比較多的工程中。在此種支護(hù)方式施工的過程中，支護(hù)錨桿的剛度直接決定了地下連續(xù)樁支護(hù)的整體工程的質(zhì)量。

3 結(jié)束語

在建筑工程中，設(shè)計(jì)人員在對(duì)復(fù)雜深基坑支護(hù)方案的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況選擇合適的支護(hù)方案，并從多個(gè)方面對(duì)深基坑支護(hù)的施工方案進(jìn)行加強(qiáng)，比如對(duì)項(xiàng)目工程勘察、對(duì)土層錨桿施工、對(duì)土釘支護(hù)施工、樁錨支護(hù)的施工、地下連續(xù)樁支護(hù)的施工等，并在此基礎(chǔ)上對(duì)深基坑支護(hù)的施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和更新，以便能夠更好符合時(shí)代發(fā)展的要求。

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2095－6835（2019）03－0152－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.03.152

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕