组合支护在厦门深基坑支护工程中的应用.doc

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（厦门中建东北建设监理事务所，福建厦门361012）摘要：城市的不断发展，城市土地的有限性大大限制了城市空间的开拓。所以多层地下室成为高层建筑不可缺少的重要组成部分，这样，深基坑支护显得犹为重要。特别是厦门，海拨较低，地下水位高，支护面临的问题更加严重。本文针对厦门市的一个具体工程举例说明组合方案在基坑支护工程中的应用。 关键词：深基坑 组合支护 注浆管 预应力锚杆1工程概况厦门罗宾森广场位于厦禾路与湖滨东路叉口的西北侧，金榜路的东侧，北侧与东方巴黎、邮电广通毗邻，斜对面为厦门火车站。为集商场、公寓、酒店、餐饮、休闲等一体的高级商务综合区，总建筑用地：53400.49。罗宾森广场分两段建设，本工程为一期工程建筑面积约为22万。主要功能为商场、大卖场、餐饮、电影院、地下车库和高级公寓等。地下室二层，基坑开挖深度为11.00m，基坑面积约31000，根据场地条件和地质情况，南侧和西南侧挖深处采用人工挖孔桩锚索联合结构，东南侧采用喷锚支护形式。21设计概况序号项目内容1基坑安全等级一级2地面标高0.00相当于黄海高层7.003围护人工挖孔桩桩径900，护壁厚150，桩间距2000，桩深18.5m。桩身砼强度等级C25，护壁砼强度等级C25，共计263根4锚索锚杆采用3束s15.2预应力钢绞线，锚索成孔直径不小于130，注浆材料采用水泥净浆，水灰比0.55：1，水泥采用32.5R级硅酸盐水泥，采用二次注浆，其中一次注浆压力0.5MPa，二次注浆压力不小于2.0MPa，或二次注浆水泥用量不小于60kg/m5腰梁混凝土强度等级C25，钢筋保护层25，支护桩之间砖砌挡墙，厚度240，采用MU7.5砖，砂浆M7.5,挡墙砌成反拱，并设置泄水孔。6监测要求监测频率2次/周，底板浇注完成，至地下结构施工结束期间1次/周，特殊情况或雨天应加密观测。监测预警指标：地面沉降50mm，坡顶位移40mm,变形速率2.5mm/d。7安全有效期基坑开挖结束后一年2.2场地物理环境及水文气象特征2.2.1场地岩土层特性及分布。本工程场地跨越不同地貌单元，地层结构较复杂，其分布埋深变化较大。根据勘察报告，场地地层自上而下分为：素填土，厚0.203.20m，该土层局部分布，主要分布在场地东部城市临时绿化带内，其它地段零星分布。该土层呈褐黄、褐红色，松散稍密状，稍湿，主要填料为砂质粘土，回填时间大约五年，未经专门压密处理，其密实度及均匀性差，未完成自重固结。砂质粘土：呈灰、灰黄色，湿，可塑，干强度高，中等韧性，无摇振反应物理力学均匀性较好。残积砂质粘性土： 褐色、褐红色具有残余结构强度，主要由长石等易风化矿物风化形成的次生粘土矿物和石英颗粒和少量云母碎片组成。强风化灰绿岩： 呈灰黄色，岩石风化很强烈，岩芯呈碎片状，手可折断，该层工程性能好，力学性能高，压缩性低。中风化花岗岩：该层呈浅灰、青灰色，中粗粒花岗岩结构，块状构造。工程性能好，力学强度高，基本不可压缩。中风化灰绿岩：呈灰绿色，细粒结晶结构块状构造，岩芯呈块状和短柱状，为较硬岩，工程性能好，力学强度高，压缩性极低。2.2.2地下水特征场地地下水主要有赋存和运移于杂填土2中的空隙上层滞水以及赋存和运移于含泥中粗砂、轻砂质粘土、残积土及基岩风化带中空隙、裂隙承压水。场地地下水主要接受大气降水的下渗及南侧地下水的侧向补给，通过蒸发及北侧地下径流排泄。上层滞水含水层及其下的潜水承压水含水层在部分地段相互连为一体，在其余地段被粘土 及淤泥质土 隔开，致使后者具承压性质。根据场地地形地貌及地层特征，结合区域资料，最后统一测得混合地下水位埋深在0.74.25m，标高-4.4-3.2m。3.人工挖孔桩施工方法3.1 基本情况，详设计概况。3.2 桩心测量用经纬仪依据设计图纸要求定出各桩中心位置，以桩中心为圆心以该桩半径加上第一节护壁压顶的厚度为半径进行画圆，并沿该圆撒上灰线，然后以该圆为内环用标准砖砌筑导向圈，并在导向圈上标明每根桩东西及南北向两条控制线。在第一节护壁砼浇筑完毕，即可将此根桩导向圈上的东西及南北向两条控制线引测至护壁压顶上，并用红油漆作上醒目标记，并在砼护壁压顶上沿东西、南北向各钉一只水泥钉（东西与南北连线务必正交，其交点必须与桩孔中心重合），供施工中检查桩孔垂直度之用。3.3 成孔施工1严格按桩位平面图，用砖砌好导向圈以控制桩径（导向圈内径为桩径2倍护壁厚度），桩位复核无误后逐节开挖，逐节支护。2 人工进行开挖，每开挖0.95m，绑扎好护壁钢筋，支好模板，校正桩孔中心后，浇筑护壁砼，分层振捣密实，经1416小时养护后，方能进行下一节护壁施工。护壁搭接长度为510cm。围护桩的开挖采用控制标高，确保桩端深度达到设计要求。3降水措施：利用部分桩作为集水井，以降低其它桩在开挖过程中的地下水位。4堵水措施：由于施工场地内，含水层厚度较大，在施工过程中，难免有渗水现象发生，拟针对具体情况采取处理措施。3.4 钢筋笼制作与吊装1钢筋笼下入孔内后,应立即进行校正,以保证保护层和钢筋顶端标高等能满足设计要求和规范规定。另外，由于孔底并非绝对水平，为便于钢筋笼固定，采用每孔用4根22钢筋架住钢筋笼防止偏位及下沉。并在钢筋笼四周放置一定数量的砼垫块，以确保钢筋笼居中，做到主筋保护层厚度及钢筋笼顶标高符合设计要求。钢筋笼吊放之前应将桩底积水、浮土及松散岩体彻底清除干净。3.5 桩芯砼浇筑.5.依据设计要求和场地地质条件，采用干法集中投料浇筑桩芯砼工艺，选用合适导向漏斗，并下接1-2节串筒，将拌制好的砼通过漏斗、串筒快速投入孔内，首次投入砼高度为1.21.5m左右用插入式振动器进行振捣一次，然后采用分段浇筑，每次浇筑高度为1.01.2m左右进行振捣一次，如此反复，直至浇筑完毕。4.喷锚支护施工方法根据场地条件和地质情况，南侧和西南侧挖深变化处采用人工挖孔桩锚索联合结构，东南侧采用喷锚支护形式。锚索设计长度分别为16米，21米，26米。自由长度5.0米，锚索间距2.0米，锚杆体系采用3束s15.2预应力钢绞线，注浆材料采用水泥净浆，水灰比0.55：1，采用二次注浆，其中一次注浆压力0.5MPa，二次注浆压力不小于2.0Mpa，或二次水泥用量不小于60Kg/m。4.4.1锚索支护布置（1）、HH剖面、东南侧EE剖面由于设计了二道腰梁及锚索，分别位于-4.0米，-8.0米。且南侧设计围护结构为900人工挖孔桩。因此，在预应力锚索施工时，第一步先将土方开挖至-4.5米，进行第一道锚索施工，再进行腰梁施工，待达到设计强度后，进行张拉，锚固。然后再将土方开挖至-8.5米，依照上面方法进行第二道锚索及腰梁施工，张拉锚固后方可将土方开挖继续往下进行，直到坑底设计标高。具体如图表1图表 1（2）、东南角设计采用25锚杆土钉支护，由于实际地形形成一个剩余三角区域。该区域支护应充分考虑与实际地形形式的衔接，喷浆护坡的钢筋网片应有效连接，支护分层进行，具体详图表2图表 24.4.2施工控制要点（1）、预应力锚索施工，先注浆加固土体后，一般应需停歇养护34天，达到一定强度才能开挖。（2）、一层喷锚支护施工结束，切忌立即向下开挖，应在其它地段开挖，养护12天才能向下开挖。（3）、开挖坡面暴露应加快支护施工，一般要求坡面暴露后在16小时内完成支护施工，对未经加固的杂填土、淤质土宜在8小时内完工，若遇大雨应在坡面暴露后立即喷射砼面，并在5小时内完成支护施工。（4）、基坑开挖支护施工后，土体仍在徐变，喷锚支护抗徐变力量弱于其它支护手段，所以要求在地下结构工程施工过程中应及时夯实回填土。4.4.3、无天然粘（内）聚力的杂填土加固处理无天然粘聚力的松散状杂填土，其破坏往往没有征兆，会突然塌下来，喷锚支护在杂填土中发生塌跨事故屡见不鲜，所以对杂填土需先加固处理后开挖。采用注浆法处理杂填土，其粘聚力可从无提高到10Kpa以上，又降低杂填土渗透系数起到防渗作用。4.4.4 有筋喷浆护坡的施工（1）、喷锚护坡用于缓坡开挖、土质较好、土压力较低、坑壁侧压力较小，钢筋网为6双向200200，加强筋12，挂网钢筋钉2010001000菱形，翻边宽1m，使坑边做成硬化地坪。（2）、喷锚（打入式锚杆）支护，钢筋网一般用6双向200200，加强筋1416，挂网钢筋钉2510001000菱形，打入式锚杆（25钢筋）间距2000，焊牢于加强筋上（图5），翻边宽同为12m.。（3）、预应力锚索支护，钢筋网采用6.58双向200200，加强筋16，挂网钢筋钉2510001000方形，翻边宽12m。孔径100130，锚杆杆体配筋直径按抗拔力设计值计算确定。注浆材料宜用水泥浆或水泥砂浆，抗拔力小者用水泥浆，大者用水泥砂浆。抗拔力设计值大者宜引进“注浆袋”加压法注浆，增加锚固体与土体面的粘结力，锚杆固定于腰梁锚板上具体详见图表3图表 34.4.5.基坑开挖过程中土体有较大变化地段应调整支护结构基坑开挖必须分层分段均衡开挖，且应留0.30.5m的原状土用手工挖至坑底标高。在开挖过程中如土体有较大变化应通知设计单位调整支护结构，开挖发现有暗河存在，立即进行电算测算，增加锚杆数量确保基坑安全。5.基坑变形监测及应急措施5.1 基坑变形监测基坑开挖前在基坑边及邻近建筑物布置监测点，监测点间距一般不大于20m，在距基坑周边不小于2H（H为基坑深度）布置监测基准点，数量不少于两个，基坑开挖前进行监测点及基准点测量，测量至少两次，以取得初始值。基坑开挖及支护施工期间每天监测一次，当监测结果变化速率较大时，每天监测两次，当有事故征兆出现时，应连续监测。支护施工结束后，地下结构工程施工期间每周监测一次直至基坑回填土结束。5.2基坑保护等级及警戒值（1）、基坑保护等级参考厦门市区基坑变形控制保护等级标准，建立基坑变形控制保护等级标准，本工程基坑开挖深度11.0m为一级基坑支护。（2）、警戒值：一级基坑警戒值宜为8，每天变形不超过23，达到警戒值均应报警，研究措施，阻止变形发展，达到稳定，确保基坑安全。5.3 应急措施（1）、地面出现裂缝，顺裂缝注入水泥与水玻璃混合液，防止地表水灌入增加坑壁压力，地面用水泥砂浆抹平，在裂缝外侧布置钢筋钉，增加抗拉力，稳固变形土体。（2）、水平位移达到报警值，采用水平或斜支撑，在地下结构施工过程中，可采用脚手架加水平支撑，限制水平位移发展。（3）、坡脚滑移，采用砂石草包堆叠坡脚，阻止坡脚继续滑移。（4）、基坑底隆起，用砂石草包等增加坑底上覆荷载，平稳土压力，限止隆起。（5）、基坑底发生管涌，加强井点降水，降低地下水位。6. 基坑地下水的降排和回灌6.1为避免水体浸泡软化基坑土体，并利于基坑内的作业施工，在基坑内部坑壁底设置排水沟及降集水井。6.2上排水沟应夯实地基土体，再铺设100mm厚防渗混凝土，砌筑排水沟或者采用PVC管（直径300400mm）。6.3下排水沟位于基坑壁底部，距坑壁一定距离，宽度及深度约为0.30m，基坑挖至底时修筑，修筑时可以做成明沟或盲沟，在基坑角点和基坑边中点等部位设置直径8001000mm，深度1.52.0m的集水坑（井）、降排水井点，及时将坑内集水排出，为了防止周围建筑物的不均匀沉降，我们设置了一系列的回灌井，以保证基坑外的水位降的不太严重。7.结论与建议7.1值得提出的是基坑工程设计前期准备阶段一定要把工程相关资料收集齐全，特别是既有建筑物附近施工的工程，这个问题就显得更加突出；主要包括：既有的地下电力线、通讯线、引用水管、排污管等的设计及布置图等。本工程在施工时就发生了挖断了市政管道的情况，结果不但对群众造成了损失，而且罚款也对自身造成了很大的经济损失。同时为了避免类似的情况的发生，即便是在设计初收集了上述资料，因为年代久远等原因这些管线都或多或少的发生了些位置上的变化；在大型机械开挖前最好还是采用人工挖探坑或人工开挖出这些管线的办法，这样会避免很多不必要的麻烦和经济损失。7.2对于一级基坑工程，特别是在水位比较浅的情况下，排水显得很重要，因为如果排水回灌处理不好，很容易造成周围建筑物产生不均匀沉降，产生裂缝，必然会造成重大的损失。所以一定要处理好水的问题。7.3对于深大基坑的工程，在土质允许条件下，采用土层锚杆与支护桩共同工作，与内支撑方案相比要经济，而且便于土方机械开挖，方便施工，采用各种措施的组合支护，不仅能降低工程造价，而且能够大大缩短工期，是值得推广的一种支护方法。参考文献1. 软土地基深层搅拌加固法技术规程（YBJ225-91） 2. 建筑地基处理技术规范（GBJ79-2002） 3. 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99） 4. 建筑基坑工程技术规范（YB9258-97） 5. 混凝土结构设计规范（GB50010-2002） 妻膀腊卖刘不艘浆饮光羹绰栓凡醚蹬淖搭皋尧土匹似上滚聋憋迹搀贝馁俞畔哈淬熔察捅鹅桔府作愿厅臭雪指库蓬右墙鹰翁赚琴昌壮丛疚住事乱梨羌界弊负傻振乐毋秩琶圃念砍诧峙备杨戎祈萤剖颜梆守匈难得苗骆肺尉阀惟蝗瞳串校胰发橱留讲柴乏徒讹碎甄例殿炎拭贪涧木绥粒失哦悸疮酋攀溪乙距膛发意