地下室的回填土深基坑支护.doc

地下室的回填土深基坑支护施工技术建材发展导向2010年07月地下室的回填土深基坑支护黄熠斌摘要:后滨安置房C4一cl1#楼工程总建筑面积10.7m2,设有一层建筑面积2_3万mz的地下室.基坑开挖深度2.656.35m,地下室范围较大,现场土质以回填土为主,现场毗邻建筑物,放坡困难.如何根据不同的基坑开挖深度,采取合理经济的基坑支护措施及开挖施工造成周围建筑物及路面沉降是本工程的关键.本文介绍了在毗邻建筑物且回填土厚度大的条件下,基坑支护采用放坡及放坡加土钉的混合支护体系的设计方法.并结合严格的施工措施及严密的基坑监测,确保了基坑和周边建筑物及道路的安全.关键词:深基坑;回填土;土钉;监测1工程概述本工程位于厦门市翔安区后滨村,场地属坡,洪积地貌单元,回填土.拟建场地北侧距已建道路7.5m,距离已建后滨一期安置房12.5m.东侧距村路口7.5m,西侧,南侧空旷.设计时按北侧地面高程25.00m,东侧地面高程25.35m,西及南侧21.50m设计地下室顶板面标高为19.65m,20.95m,21.95m,底板厚度为0.30m,底板垫层为0.10m,基坑深2.656.35m.场地整平后,与基坑支护有关的土层只有两层,岩土工程参数取值如下:(1)素填土:松散:厚度0.312.0m:=17.5kN/m3;C=15kPa;,1,-12.(2)残积砂质粘性土:可塑硬塑;厚度1.531.1m;=17.9kN/m;C=34kPa:小=18.图1支护结构平面布置图2设计支护方案选用工程现场狭小,放坡困难,北侧有已建一期安置房.因工期原因,北侧局部先期未支护先开挖约2m,局部出现塌方,多处地段变形较大.控制变形较好的支护形式有排桩支护,锚杆支护等,但占用单独工期,且费用较大.土钉支护成本费较低,不占用单独工期,但其控制回填土变形比排桩支护,锚杆支护等有一定差距,且土钉成孔有一定难度.现场先进行了试成孔试验,试验了三根锚杆,均顺利完成.根据缜密的计算及多次论证,决定采用土钉墙与放坡结合的基坑围护方式,并结合严格基坑监测,施工控制措施的基坑支护方案.制订了一系列的安全保证措施:制订了周密的钻孔,土方开挖施工方案,土方开挖期间每天作业前后的巡逻检查,委托有检?236?测资质的公司进行了严密的基坑检测.基坑北侧靠近已建的后滨安置房一期工程及道路,开挖最大深度达6.35m,基坑土质为回填土,是本次基坑支护工程的难点.采用土钉墙与放坡结合的方式,基坑侧壁重要性系数为1.05,安全等级为二级.表1设计基本参数表序号基本参数基本参数单位1基坑深度6.3502基坑内地下水深度7.o003基坑外地下水深度2.O004基坑侧壁重要性系数1.O5O5土钉荷载分项系数1.2506土钉抗拉抗力分项系数1.3007整体滑动分项系数1.300表2坡线段数表序号水平投影(m)竖向投影(no倾角(o)l2.0o02.85054.921.o()oO.00OO.O31.5023.50066.8表3土层参数表土类土层容重饱和容重l粘聚力内摩钉土摩锚杆土水超载超载值擦角阻力摩阻力型厚(II1)(kN/inI(kN/m3)I(kPa)土类型(kN/m)(o)(kPa)(kPa)素填17.5l17.515.012.O16.016.0合满布土10.0f算均布15.0表4土钉参数表序号水平间距(nO垂直间距)入射角度(o)钻孔直径(ram)长度(m)配筋11.4001.5o0l5.0130I2.000lD2a21.40o1.oo0l5.0l3012.0o0lD2(31.4oo1.o0015.O13Ol2.O0o1D2C41.4001.00ol5.013012.ooO1D2(51.4001.00015.01309.000lD2C内部稳定设计考虑地下水作用的计算方法:总应力法.表5内部稳定设计结果表序号安全系数圆心坐标x(nO圆心坐标Y(半径(m)11.4892.5227.4713-31721.5982.2148.8505.59031.5902.9856.8464.69041.4552.8277.2426.18551.3201.9727.5107.36561l3l62.3207.3967.75l3工序,工艺的实施及控制3.1主要工序流程建材发展导向2010年07月施工技术表6外部稳定计算结果表序号项目计算结果计算参数备注1重力610.2(kN)2重心坐标(7.376.3.531)3超载112.5(kN)4超载作用点x坐标8.251(m)5土压力43.6(kPa)6土压力作用点Y坐标2.159(m)7基底平均压力设计值60.9(kPa)<200.0(kPa)墙底地基承载力8基底边缘最大压力设计值98.7(kPa)<1.2*200.0墙底地基承载力9抗滑安全系数1.593)1.300抗水平滑动安全系数10抗倾覆安全系数24.O24>1.6oO抗倾覆安全系数测量放线一开挖清坡一素喷混凝土45cm一成孔一下锚杆注浆一挂网一喷混凝土至设计厚度.(2)施工断面图见图2.3.2基坑降,排水措施和雨季施工措施由于基坑开挖期间为多雨季节,基坑降,排水控制不好将会直接影响工程进度并危及到土钉墙的安全,现场必须加强降,排水措施.(1)在基坑顶四周打一层砂浆保护层,并设置排水明沟,收集地表汇水同时阻止地表水流入坑内.北侧毗邻道路坡顶利用道路的排水设施,其余侧设置截水沟,坡脚设置排水沟,水汇至西北侧,从预留的市政雨水管排出.在基坑四周设置一集水井,每边各1个,计4个,用抽水泵将水抽走.考虑基坑面积较大,地下水位较高情况,在基坑土方开挖到位根据现场情况增设降水井,以满足施工需要.降水井与明沟和集水井连成一完整的网络,以便及时将水排出基坑流向周边集水井.排水明沟,降水井和集水并随土方开挖面不断加深并保持一定高差,排水明沟底比挖土面低0.5m,集水井比明沟低0.5lm,保持坑底水位始终在土方工作面以下.排水明沟截面尺寸O.240.3m,距坡脚不小于0.3m,坡度35%.(2)基坑四周边坡设置泄水孔,泄水管采用4,50PVC管,长0.5m,内设40o打梅花型小孔4,650.外包二层20目尼龙滤网,泄水孔宽高间距为2.5m2.0m.(3)在施工期间设置8个地下水位监测点(见基坑监测章节),采用降水措施时定期进行沉降监测,保证周边建筑物及土体稳定.(4)对于施工场地内应设置一定坡度引导水流向排水沟和集水坑.(5)不得将施工场地水体随意排除到施工区域外.(6)施工中遇到雨水,在土层表面铺设塑料薄膜,同时在坑外筑挡水堤,集水井中用水泵不停抽水,如发现较大位移或塌方,坑内停止施工,同时按应急计划处理有关事宜.3.3土方开挖基坑土方开挖是本基坑工程的主要组成部分,直接影响整个工程的施工进度与基坑的安全.土方开挖应与边坡支护的施工密切配合,并遵循开挖支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖的原则.土方开挖严格按照施工程序逐层施工.基坑开挖过程中,应采取措施防止碰撞支护结构,扰动基底原状土;基坑每层挖至土钉标高下0.3m,不得超挖,然后及时对坡面进行人工修整,并及时进行土钉施工及喷射混凝土施工.上排土钉注浆及喷射混凝土面层设计强度70%后,方可开挖下层土方及下排土钉施工,回填区域开挖每层厚度不超过lm.3.4锚杆,喷面考虑到边坡土质为回填土,为确保边坡安全,施工采用跳钻,注浆工序采用双控,注浆压力与注浆量的控制.3.4.1土钉施工本工程的第一排土钉位于场地自然地面以下约1.5m,先安排土钉施工的工作面的开挖,开挖工作采用反铲开挖和人工修边相结合的方案.在形成锚杆施工的工作面后,为使基槽不积水,在基槽内顺轴线方向每隔30m及边角处设积水坑,集水坑断面尺寸0.6x0.6x0.6m,再用水泵抽排.(1)测量放线锚杆施工工作面完成之后,即进行测量放样并控制好标高,间距,水平误差不大于30mm,垂直标高误差不大于30mm,钻孔角度偏差小于2o.躺,:一始售一横向联结箭篇/_Ir7_,-,f丝熊凰.遢渔基水灰比0.#双面焊接,:>110喷射c2O混凝支架130图3土钉锚头节点详图(2)成孔采用3套锚杆MG一50钻机,应确保锚杆成孔直径不小于130mm.倾角15,成孔长度比设计长度长50ram,孔位偏差小于100ram,角度偏差小于2.,钻孔完成后及时安装锚杆并灌浆,以防塌孔.(3)锚杆制作喷锚支护采用14,20钢筋作杆体,钢筋的连接采用单面搭接电弧焊,焊接长度10d,架立筋间距2.0m,与杆体焊接.(4)注浆土钉注浆采用水泥净浆,水灰比0.450.50,水泥采用P.O.32.5R普通硅酸盐水泥.3.4.2喷面施工喷射混凝土标号C20,厚度100mm,水泥:砂:石子=1:2:2(重量比).(1)喷射作业应分段进行,同一分段内喷射顺序应自下而上,在土方开挖后,人工修整完边坡后先喷射4050mm厚细石混凝土保护坡面.再进行锚杆施工,锚杆施工完成后布设4,6.5200200钢筋网,钢筋验收后进行第二次喷射细石混凝?237?施工技术建材发展导向2010年O7月图4喷锚结构立面大样土.厚度必须达到设计要求100mm.(2)喷射混凝土终凝2h后,应喷水养护,养护时间宜根据气温确定,一般约为7d.喷射过程中应留置同养试块进行试验.上层混凝土强度达到70%后方可进行下层土方的开挖.3.4.3土钉检验及验收抗拔承载力验收试验数量:锚杆(土钉)为总数的1%,且不少于3根;根据现场情况,选取杆体长度12.0m的土钉6根,杆体长度9.0m的土钉1根,检测荷载分别为78kN和90kN,检测结果均合格.其中,6土钉(长度12m)位移最大,当最大荷载(90kN)作用下,达4.93mm,锚头位移稳定,未出现破坏现象.4基坑监测实施效果监测范围按JGJ12099第3.8条规定:从基坑边缘以外1-2倍开挖深度范围内的需保护物体均作为监测对象.基坑北侧有已入住的后滨一期安置房及道路均为监测的对象.考虑到施工期间正逢雨季,因此增加了水位观测,若大降雨过后基坑周边地面稳定后,在基坑与地下室施工期间,将根据水位变化情况,考虑对周边环境中地面补给水回灌.根据厦门市规定及现场实际情况,布设34个基坑水平位移(垂直沉降)监测点,20个基坑周边道路水平位移(垂直沉降)监测点,30个周边建筑物垂直沉降监测点和8个地下水位监测点.图5监测布置图监测内容为:坡顶位移,地面及周边建筑沉降,点位布置间距约1520m.预警指标:位移连续3d大于3mm/d,或累计4cm;差异沉降量连续3d大于0.2%rid,或累积沉降量达到3%o.监测结果及时反馈结设计单位,以便调整设计及施工方案,确保基坑及周边环境的安全.监测频率为:基坑开挖过程中3d观测一次,其余情况可延至57d观测1次,开挖结束至地下室施工结束期间1次,周;变?238?变化最大位置累计变本次变是否超监测项目变化速率预警指标(测点编号)化值化值警界值基坑水平位移SP22mm0ramO.0omm/d20ram否基坑垂直沉降CJ52mm1mm0.14mm/d20ram否道路水平位移DSPl0mm0nun0.00mm/d20ram否道路垂直沉降DCJ91ram0mmO.00mm/d20mm否建筑物垂直沉降WCJl0mm0mmO.0omm/d20ram否累计lm,日地下水位SW40.05m0.O7m0.01m/d否变化0.5m/d形稳定后可适当放宽监测频率;特殊情况或暴雨天过后应加密监测频率.在土方开挖期间的每天作业前后均进行巡逻检查.本次监测从2009年2月25日开始,2009年6月29日结束,共进行了28次监测.基坑土方开挖期间,3d观测一次,至5月04日后,开始每7d(或雨后)观测一次,期间水位变化集中在5月,最大值出现在2009年5月l8日,是SW6点,累计变化值为一0.91m,在预警指标内,当日监测的基坑及道路水平位移及沉降变化值为0ram.基坑及周边建筑,道路水平位移及沉降变化值非常小,至观测结束,累计变化值最大为3ram,距离预警指标20mm较远,所以说明该方案是安全的.5结束语本次基坑工程方案因地制宜,基坑支护采用放坡及放坡加土钉的混合支护体系,土方开挖与边坡支护的施工密切配合,地面沉降仅为lmm,施工中土钉墙本身变形很小,对相邻建筑物影响很小,最大沉降仅为3mm,符合规范要求.土钉支护是近年发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术,成本费较其他支护结构显着降低,不占用单独工期,旌工噪音,振动小,