混合围护结构体系在基坑工程中的应用

1、    混合围护结构体系在基坑工程中的应用    王赟琦摘要：本文通过对各种围护体系的比较后，选择混合围护体系应用到实际工程中，同时也详细介绍了施工流程、土方开挖及降水的方法。对于处在复杂环境下的基坑，如何选用围护结构体系给予指导，给相似工程提供了值得借鉴的经验。关键词：基坑围护；水泥土搅拌桩； 复合土钉墙； 钻孔灌注桩1、工程概况本工程总建筑面积为123000m2,地上总建筑面积110000m2,地下建筑面积为13000m2，地面以上为6层，地下1层，钢筋混凝土框架结构。建筑安全等级为乙级，岩土工程勘察等级为乙级。基坑开挖深度约5.35m，属于深基坑。

2、2、周围环境概况场地北临居民楼，东临城市南路，西临环城河，南临马路。开挖后空间狭小，北面民房密布，又紧贴城市道路，而且分布有污水管道、给水管道、电缆沟等复杂的地下管网，基坑开挖深度约5.35m，以上因素给基坑支护造成了不利的影响。基坑支护必须安全、稳定，一旦壁失稳，将会造成重大损失和巨大的社会影响。为确保基坑及地下室施工人员的安全，必须采取安全、可靠的支护措施，以确保施工的顺利进行。3、工程地质条件基坑开挖涉及到地表下7m范围内土层，基坑设计参数见表。拟建场地大部分地段属河塘及田地地段，层厚1.705.60 m，表层有大量建筑垃圾。由于基坑大部分位于该层，对基坑整体稳定造成较大隐患，施工时予以

3、适当处理，以确保基坑安全性。4、围护设计方案4.1、围护设计方案比较与选择基坑围护结构的作用是支挡土水压力与截水防渗，使基坑开挖和地下工程能够安全顺利施工。该地区常用的围护结构方案，其优缺点、适用性及经济性比较见下表。常用围护结构方案比较对不同围护方案进行比较，场地基坑围护宜按场地周边环境的不同特点，采用相应的型式，以达到同护方案的经济合理性。选择水泥土搅拌桩重力式方案在场地西侧、北侧区域进行围护；复合土钉墙方案在场地施工条件较好的东侧区域进行围护；原水管道及三层建筑区域，则采用钻孔灌注桩并配以深层搅拌桩方式进行围护。4.2、 围护区域划分根据基坑工程的规模和基坑周边管线、道路、建筑物与红线的

4、距离，基坑总体暂按三级基坑进行设计，局部按二级(原水管侧)考虑。根据基坑不同部位的变形控制要求以及周边环境条件，全场分成三个同护区域。（1)第1围护区围护设计(水泥土搅拌桩重力式)用于场地的西侧和北侧、南侧。场地西侧采用水泥土搅拌桩重力式进行围护。水泥土搅拌桩采用27001000，墙体宽度5.2 m，搅拌桩长度11.8 m，水泥掺量13(暗坑填土区域加大到18)：场地北侧、南侧(23层砖混结构区域除外)卸土(宽度不小于8 m)1.01.5 m后采用水泥土搅拌桩重力墙进行围护，水泥土搅拌桩采用27001000，墙体宽度4.24.7 m，搅拌桩长度10.310.7 m，水泥掺量13(暗坑填土区域加

5、大到18)，（2)第ii围护区围护设计(复合土钉墙方案)用于场地东侧。围护施工空间较大，卸土(宽度不小于8 m)1.5 m后采用复合土钉墙方案。采用两排水泥土搅拌桩，第一排采用2700900(为确保止水效果，搅拌桩搭接300 mm)，搅拌桩长度10.3 m，第二排采用2700900(搅拌桩搭接与第一排同)，搅拌桩长度7.0m，土钉共设3排，长度从上到下依次为12 m、11 m和9 m，土钉倾角10°，边坡坡角70°。钻孔灌注桩为650850，桩长153 m，其中坑底插入深度105 m。灌注桩外侧水泥土搅拌桩2700900(为确保止水效果，搅拌桩搭接300mm)作为止水帷幕，

6、围檩采用800 mm×800 mm，混凝土强度等级c30，斜撑采用h400×400×13×216000型钢，型钢与水平面夹角为17°。4.3、基坑内加固和降水考虑到基坑边长较长，为控制基坑整体稳定性，坑内北侧、南侧及西侧采用水泥土搅拌桩暗墩进行加固处理，加固深度45 m，东侧(土钉墙)采用2排水泥土搅拌桩加固，加固深度4 m。同时电梯井、集水坑周边采用双排水泥土搅拌桩加固，基坑施工中采用坑内轻型井点进行降水。5、施工流程及土方开挖、降水要求5.1、施工流程要点(1)施工水泥土搅拌桩及钻孔灌注桩，施工土钉墙，降水井点。(2)放坡挖土，进行坑内降水

7、。(3)围护桩、围檩及底板强度养护到期后架设钢支撑，开挖剩余土方。(4)浇筑垫层及底板，并设置传力带。(5)施工地下一层，钢支撑穿墙处设置止水钢板。(6)地下室施工完毕后，围护桩与外墙间回填至地面，拆除钢支撑。(7)施工主楼±0.00以上结构。5.2、土方开挖要点(1)不得超挖，开挖面的高差应控制在2 m以内，特别是分界处，并宜按l：1.5放坡；挖机不得碰撞支撑杆件。(2)基坑边严禁大量堆载。(3)机械进出口通道局部加固地基。(4)开挖至设计标高时，混凝土垫层及时浇捣，无垫层坑底最大暴露面积不得大于200 m2。(5)局部落深区必须先挖至浅坑标高，大面积垫层形成后再向下开挖。(6)在

8、钻孔灌注桩围护处需满足其留土要求。5.3、降水要求要点(1)土方开挖前二周进行基坑轻型井点降水，并采用轻型井点降水，降水深度控制在坑底或局部落深区以下1.0 m。(2)除降水措施外，地面及坑内应设排水措施，及时排除雨水及地面流水。6、监测要求要点基坑监测包括对周边环境的保护监测和对围护体系的安全监测，及时预报施工过程中可能出现的问题，通过信息反馈法指导施工，根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法。监测的主要内容：围护桩顶水平位移及沉降；周围建筑物、管道的水平位移及沉降；围护墙体墙身及土体测斜；支撑轴力的测试；坑内外地下水位。在基坑施工期间，可视测得的位移及内力变化情况加密或减少监测；测得的数据应及时分析。一般情况下，报警值水平、垂直位移大于5 mm/d或累计大于30 mm；坑外地下水位降达500 mm；管线水平、垂直位移大于2 mm/d，累计位移10 mm；原水管道水平、垂直位移大于1mm/d或累计大于5 mm；若测试值达到上述界