土钉墙、钻孔灌注桩组合深基坑支护结构体系的应用

土钉墙 钻孔灌注桩组合深基坑支护结构体系的应用土钉墙 钻孔灌注桩组合深基坑支护结构体系的应用 胡迅华 陈贵宾 浙江省东阳第三建筑工程有限公司 1 工程概况 工程概况 温州市大自然城市家园北区 1 2 楼工程位于温州市新城区汤家桥路和市 府路交叉口的西南角 工程总建筑面积 91558m2 基坑面积 8500m2 其中 1 楼地上 32 层 2 楼地上 29 32 层 地下均为 2 层 工程基础采用大直径钻孔 灌注桩 上部结构采用现浇框架剪力墙结构 工程地下室底板底标高 8 25m 加上 300mm 厚混凝土垫层 实际挖土深度 8 30m 基坑四周大承台底标高 10 45m 实际开挖深度 10 20m 小承台底标高 9 45m 实际开挖深度 9 20m 2 场地条件和工程地质情况 场地条件和工程地质情况 基坑北侧距用地红线 4m 为市府路 东侧与汤家桥路距离 15m 西侧与已 建的 3 楼地下室相邻 南侧相距 8m 为已建的 12 15 楼 场地标高 0 250m 工程地质条件 根据工程地质勘探报告 场地范围内主要为杂填土 粘土 淤泥 其中杂填土层层平均层厚 1m 18kN m3 130 c 10kpa 粘土层 层厚 1m 18 6 kN m3 8 30 c 18 5 kpa 淤泥层层厚 25m 16 8 kN m3 6 90 c 12 8 kpa 地下水位埋深为地表下 0 29 0 95m 3 基坑围护方案的选择 基坑围护方案的选择 工程施工前 项目部从技术 经济角度对本工程的基坑围护方案进行了充 分论证 方案一是全部采用土钉墙围护方案 该方案设备简单 施工成本低 在浙江地区一些工程采用此方案基坑深度已做到 10m 左右 但结合本工程实际 在基坑的东南两侧可以采用多级放坡处理 但因基坑北侧距红线只有 4m 距离 无法放坡 方案二是采用钻孔灌注施工加内支撑 该方案优点是桩的刚度大 位移少 但其施工成本要比土钉墙高 方案三是基坑上部采用土钉墙围护 下 部采用钻孔灌注桩加支撑的组合支护结构体系方案 在基坑 5 05m 标高以上采 用土钉墙围护 边坡坡度 1 0 3 下部采用700 800 钻孔灌注桩加内支撑 围护 见图 1 43500 101200 44779 28039 54807 92464 54240 1660016800 8429 图1 基坑施工平面布置图 12 楼 15 楼 市 府 路 汤 家 桥 路 N 8 550 3 楼 因本工程北侧距用地红线 4 米为市府路 作为一条重要道路 在基坑施工 中不允许发生较大变形和沉降 如全部采用土钉墙围护方案 因本基坑深度达 10 20m 且下部为淤泥质土层厚 25m 越开挖到基坑下层 随着土体压力的增 加 此层的土钉未做 而上一层的土钉强度不够时 越容易发生失稳滑移 方 案三充分利用了基坑上部挖深不大 通过土钉与土体形成复合体 提高边坡的 整体稳定性 且已有此方面的施工经验 在基坑下部土压力较大部位 充分利 用了钻孔灌注桩和内支撑整体刚度好的特点 能够保证下层土体的整体稳定性 且通过土钉墙和钻孔灌注桩的组合 能降低工程施工成本 有较大的优越性 综合上述决定采用方案三作为本工程的基坑围护方案 见图 2 14051000 1200110011001100570014000 19450 600 4 250 5 050 10 450 7 650 100100 24 250 48 1100L10000 48 1100L15000 48 1100L15000 48 1100L18000 400厚C15素砼 素土夯实 800 1000砼灌注桩 800X1000压顶梁 支撑梁 1020014000 C20喷射砼厚100 6 5 200X200钢筋网 桩承台 800 图2 基坑围护剖面图 0 250 自然地面 1 0 3 4 基坑围护施工 基坑围护施工 4 1 钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩施工 4 1 1 钻孔灌注桩根据基坑开挖深度的不同分别采用 700 1000 800 1000 设计桩长 19 45m 12 55m 桩顶标高 5 00m 桩 身砼强度等级 C25 主筋采用 16 22 螺旋箍采用8 200 加强箍采用 12 2000 4 1 2 支撑梁通过钢立柱与底板下的支撑桩连接 每根钢立柱采用 4 根 L100X10 角钢焊 100X10 钢板 L 380 500 做成井字形格构柱 格构柱下部与桩 主筋焊接插入钻孔桩 2m 上部伸入支撑梁长度 400 支撑梁的支撑桩根据平面 布置 利用工程桩 18 根 另设 18 根700 钻孔灌注桩作为立柱桩 加设的 18 根立柱桩桩身砼强度等级 C25 桩在底板以下长度为 25m 主筋采用 12 18 螺旋箍采用8 200 加强箍采用12 2000 见图 3 图3 支撑立柱结构详图 25000 2000 100 700 800 7 650 8 550 4 250 100 100 200 500 500 角钢L100X10 100X10 L 380 500 止水片 底板中部 钢格构与桩主筋焊接焊缝高度8mm 桩主筋 立柱桩 支撑梁 底板 钢立柱 8 200 622 622 320 320 图4 支撑梁配筋图 800 800 4 1 3 支撑梁断面采用 梁底标高 5 05m 梁顶标高 4 250m 配筋为 12 22 6 20 8 200 见图 4 4 2 土钉墙施工土钉墙施工 4 2 1 基坑 5 05 标高以上采用土钉墙围护 土钉采用48X3 5 钢管制作 土 钉水平间距均为 1100mm 竖向间距为 1200mm 1100mm 长 10 18m 钢管 从离坑壁 2m 起设 28 400 注浆孔 水平倾角 100 坡面分二次喷射 100 厚 C20 混凝土 中间为6 5 200 双向钢筋网片 4 2 2 土钉墙部分土方开挖实行分层分段的原则 沿基坑边每开槽 6M 宽进 行土钉墙施工 每层土方开挖深度不超过该层土钉下 300mm 分段长度 20m 进 行流水施工 4 2 3 土钉锚管开孔从离坑壁 2m 处开始设孔 直至管底 孔距 0 40m 锚架即 倒刺每隔 1 2m 设一只 紧贴锚管 双面焊 头部砸扁 各锚管对接用 312 L 120mm 进行双面满焊 4 2 4 土钉锚管注浆采用水灰比为 0 5 的纯水泥浆 采用注浆压力和注浆量双 控措施 其中注浆压力不小于 0 5Mpa 注浆量不少于 30kg m 注浆完成后混 凝土在钢管周边形成直径 150mm 的孔径 4 2 5 喷射第一层 40 厚 C20 混凝土后 张挂6 5 200 双向钢筋网片 再喷 射第二层 60 厚 C20 混凝土 C20 混凝土配合比 水泥 石子 砂 1 2 1 5 并掺加了速凝剂 4 2 6 待已施工完成的土钉墙砼强度达到 80 后再进行下一层的土方开挖和 土钉墙施工 直至 5 05m 标高 4 3 压顶梁和支撑梁施工压顶梁和支撑梁施工 4 3 1 在开槽挖土至 5 05m 标高后 即浇筑围护桩顶圈梁和钢筋砼内支撑 4 3 2 压顶梁断面 内配 16 25 4 16 8 200 土钉墙的最下一排锚杆 应锚入混凝土压顶梁内 4 3 3 在压顶梁和支撑梁混凝土强度达到设计强度的 80 以后作下层土方开 挖 4 3 4 土方大面积挖至设计坑底 8 550m 标高后 再进行承台 地梁等局部深 坑处理 4 3 5 土方挖至设计标高 经验槽后 马上施工混凝土垫层 对承台 地梁 部分做砖胎模 以减少基坑暴露时间 有效控制围护结构的变形 4 4 换撑换撑 4 4 1 在钢构柱与底板混凝土中部交接处 焊好 5 厚钢板止水片 4 4 2 浇筑 600mm 底板 承台和地梁大体积混凝土 4 4 3 底板混凝土浇筑完成后 在底板与围护桩间隙用 C15 毛石砼填实 待 底板及换撑砼达到 80 设计强度后拆除支撑 4 5 基坑监测基坑监测 在整个基坑开挖过程中 在基坑四周共布设置了 8 只测斜孔 水平支撑设 8 组轴力观测点 以观测轴力变化 并对周边道路 管线 建筑物设沉降观测 点 作沉降观测 从监测结果表明 实际的应力曲线基本符合计算应力曲线 桩顶最大水平位移 45mm 未超过 50mm 设计的限值 5 施工效果 施工效果 现本工程主体