基坑复合支护（共12篇）
基坑复合支护 篇1
1 工程概况
该基坑位于深圳市大梅沙内环路南侧, 人工湖北侧, 基坑外形大致呈矩形, 南北长约120 m, 东西宽约220 m, 基坑底周长约610 m, 占地总面积约6.2万m2 。拟建建筑物为办公楼、酒店等, 设两层地下室 (其中负一层为架空约8 m的会议中心, 负二层为停车场) , 建筑物标高±0.00 m=7.37 m, 地面相对高程为-2.5～0.0 m, 基坑开挖深度大部分为10.5～13 m, 核心筒位置深16.5 m。
1.1 工程地质条件
拟建场地原始地貌为山前冲积扇 (海陆交互地带) , 原始地形起伏不大, 已经整平, 地势大致呈北西高南东低, 地面钻孔孔口绝对高程为4.77～7.84 m, 高差约3.0 m。地面较平坦, 已植有草被、花木。
场地内的岩土层自上而下为:
①素填土:湿, 松散, 平均厚度3.54 m。②1含有机质粉砂:饱和, 稍密。平均厚度4.44 m。②2含砂粉质黏土:场地局部地段有揭露, 湿, 可塑, 平均厚度3.48 m。②3淤泥质土, 饱和, 软塑, 平均厚度3.36 m。②4砾 (粗) 砂:饱和, 稍密-中密, 平均厚度2.02 m。②5含砂粉质黏土:场地局部地段有分布, 湿, 可塑, 平均厚度2.75 m。③砂质黏性土:湿, 可塑～硬塑, 平均厚度8.83 m。④燕山期花岗岩:按风化程度可分为全、强、中、微风化岩。
基坑侧壁出露的地层主要为:填土、淤泥质土、砾砂、含砂粉质黏土、砂质黏性土, 基坑底面出露地层大部分为残积土。
1.2 水文地质条件
场地内地下水属孔隙潜水、承压水及基岩裂隙水。地下水主要赋存于第四系冲洪积层砂土的孔隙及基岩风化带的裂隙中。地下水补给源主要为大气降水及南面人工湖湖水, 地下水稳定水位随季节和降水情况而异。地下水稳定水位埋深为2.50～3.50 m, 稳定水位绝对高程1.54～4.94 m。
根据现场地形及地质条件的分析, 场地主要的水量来源为场地南侧的人工湖, 所以人工湖水位的高程与场地地层的渗透系数对地下水处理非常关键, 现场实际测量, 湖水位的相对高程约-3.0 m, 填土层的水力坡度约为I0=0.05, 根据计算, 基坑位置的浸润线相对高程均小于-4.5 m。
2 基坑复合支护方案
2.1 设计原则
(1) 基坑支护技术符合该场地的地质条件。
(2) 基坑设计有足够的安全可靠性, 并能付诸于实施, 工艺简便。
(3) 工程造价相对低廉。
(4) 基坑支护对环境的影响降到允许的范围。
2.2 地下水处理
整个基坑采取全封闭止水帷幕, 桩锚支护位置桩间采取三管高压旋喷桩, 复合土钉墙位置采取双排水泥搅拌桩进行止水, 止水桩均要求穿越砂层1.5 m, (止水桩进入基坑下2.0 m, 已经确保了穿越砂层1.5 m) 。
搅拌桩:采取双排Ф550@400 mm, 排距350 mm的搅拌桩, 内排与外排搅拌桩呈梅花型布置, 搅拌桩进入基坑下2 m, 顶高程统一为-4.5 m。
三管高压旋喷桩:钻孔桩之间采取三管高压旋喷桩, 成桩直径1 100 mm, 旋喷桩中心线与钻孔桩中心线距离200 mm, 旋喷桩进入基坑下2.0 m, 顶高程与冠梁底高程一致。
坡顶、坡底设置排水沟, 平台以上放坡位置部分采取泄水管明排, 做到有组织的排水。
2.3 基坑支护结构
根据基坑深度、周边位置关系, 基坑整体采取复合土钉墙支护方案, 局部位置采取桩锚支护结构。
核心筒位置基坑较深 (深16.5 m) , 采取桩锚支护;基坑东南角位置受周边限制, 采取桩锚支护;基坑西北角坡顶有一污水管通过, 无放坡空间, 同时加强保护管线, 采取桩锚支护;基坑其余位置深度10.5～13 m, 采取复合土钉墙支护。
(1) 复合土钉墙 (典型剖面图如图1) 。
①-4.5 m位置设置宽2～3
m的平台, 平台以上采取土钉墙支护, 根据实际高度, 锚杆设置2～3排, 锚杆为ϕ48δ3.5钢花管锚杆@1 500 mm, L=6～8 m。
②平台下采取复合土钉墙支护, 锚杆设置4排, 锚杆为HRB335级Ф28钢筋锚杆@1 200～1 300
mm, L=10～15 m, 采取机械成孔, 成孔直径110;设置3排预应力锚索, 锚索为3～4×7Ф5 mm, 1 860 MPa级高强度钢绞线。
③坡顶1 000
mm范围、平台及坡面均挂Φ6@200×200 mm钢筋网, 喷C20厚80 mm。
(2) 桩锚支护 (典型剖面图如图2) 。
桩:桩为Ф1 200@1 800 mm钻孔桩, 混凝土强度C25, 桩顶高程为地面 (场地西北角) 和-4.5 m;
锚索:设置2～4排预应力锚索, 一桩一锚, 4～5×7Ф5 mm, 1 860 MPa级高强度钢绞线。
3 基坑主要施工技术参数
3.1 土 方
离基坑壁40 m范围内为控制开挖区, 其余为自由开挖区, 自由开挖区内土方开挖不受分层的限制, 控制开挖区内必须采取分层分段开挖, 每层不超过1.5 m, 每段不超过20 m。待支护结构稳定后再继续开挖下一层或下一段。
3.2 钢管、钢筋锚杆
钢管锚杆采取机械打入, 灌注纯水泥浆。水泥浆水灰比为0.45～0.55, 水泥采用P.O.32.5R, 锚杆综合抗拔力设计值10 kN/m;钢筋锚杆采取机械成孔, 成孔直径110 mm, 灌注纯水泥浆。水泥浆水灰比为0.45～0.55, 水泥采用P.O.32.5R, 锚杆综合抗拔力设计值15 kN/m (淤泥质土位置取10 kN/m) 。锚杆施工前应查明周边的管线情况, 施工时要注意避开周边管线。
3.3 锚 索
(1) 钻孔前应根据设计要求定出孔位, 孔位允许偏差50 mm, 钻孔倾斜度允许偏差3%;
(2) 钻孔应超过锚索设计长度0.5～1.0 m, 终孔前应认真清孔;
(3) 锚索应严格按设计长度下料, 其允许误差为50 mm, 安装前清除钢材表面油污及黏泥;
(4) 水泥采用P.O.3.25R普通硅酸盐水泥;
(5) 预应力锚索灌注纯水泥浆, 二次注浆工艺, 水灰比宜为0.45～0.55, 浆液固结体28 d无侧限抗压强度大于25 MPa, 每米水泥用量50 kg;
(6) 成孔直径150 mm;
(7) 预应力锚索检验应在锚固体强度大于20 MPa并达到设计强度的80%以后进行;
(8) 锚索成孔必须采取专用锚杆钻机成孔。
3.4 挂网喷混凝土
喷射混凝土强度等级C20, 水泥采用P.O.32.5R, 配和比宜为水泥∶砂∶碎石=1∶2∶2.5, 随拌随用, 挂Ф6@200×200 mm钢筋网。
3.5 水泥搅拌桩
(1) 水泥搅拌桩采用P.O32.5R
普通硅酸盐水泥, 每米的水泥平均用量为55 kg, 水泥浆液的配置严格控制水灰比, 宜为0.45～0.55。袋装水泥要抽检, 加入的水应有定量容器。制备好的水泥浆不得停置时间过长, 浆液在灰浆搅拌机中要不断搅拌, 直到送浆前。
(2) 采用二搅二喷施工工艺, 喷浆提升速度分别为0.5和1.0
m/min两种, 第一次喷浆提升速度按0.5 m/min, 以便浆液和软土能充分搅拌均匀, 第二次搅和提升速度可按1 m/min, 并将第一次余浆喷入桩中, 确保达到设计要求的掺入比。
3.6 钻孔桩
(1) 桩身混凝土强度为C25, 桩为Ф1 200@1 800mm。
(2) 桩顶设置通长冠梁, 冠梁混凝土强度为C25, 尺寸为1 200mm×600 mm。
(3) 桩径偏差≤50mm, 垂直度偏差<1%; 桩位偏差±30 mm;孔底沉渣≤300 mm;主筋保护层厚度≥60 mm, 偏差为±20 mm;
(4) 钢筋笼制作偏差:主筋间距±10mm;钢筋笼直径±10 mm;钢筋笼长度±50 mm。
(5) 桩身混凝土坍落度18～20cm, 灌注混凝土导管底端距孔底宜为300～500 mm, 使用隔水栓, 第一次灌注量必须保证导管埋入混凝土0.8 m以上, 必须连续灌注, 灌注过程中保持导管埋入混凝土不小于2.0 m。
3.7 高压旋喷桩
(1) 水泥采用P.O.32.5R普通硅酸盐水泥;采用三管高压旋喷桩施工工艺, 旋喷桩中心与钻孔桩中心线距离200 mm, 成桩直径1 100 mm, 水泥用量400 kg/m, 水泥浆液流的压力宜大于1 MPa, 气流压力宜取0.7 MPa, 水压力大于20 MPa, 提升速度根据现场试验确定;
(2) 孔位偏差小于30 mm, 垂直度偏差小于1%;
(3) 喷嘴达到设计底标高时且各参数达到设计要求时开始提升, 由下而上喷射, 分段提升的搭接长度不小于100mm。
4 基坑支护监测设计
由于岩土工程的复杂性, 按照动态化设计、信息化施工及时掌握基坑支护过程中出现的问题, 必须进行变形观测设计, 变形观测的主要内容有:基坑顶的变形观测、周边建筑物、道路、重要管线的沉降观测。
4.1 监测点布置
本工程约布置25个基坑顶变形观测点, 29个周边建筑物、道路及重要管线沉降观测点;共布置5个断面, 17根预应力锚索锚固力监测点。
4.2 监测频率及工期
施工前按规定进行初测, 基坑开挖过程中, 相邻两次的观测时间间隔不宜超过两天, 在支护施工阶段, 每天监测不少于1次, 基坑施工结束后一个月内每周监测一次, 之后至基坑回填前每半个月监测一次;遇雨季施工应加强监测频率。
5 结 语
本工程所采用的基坑复合支护处理方案, 体现了因地制宜和创新性的设计思想, 将传统工艺进行有机结合, 即充分发挥了各种工艺自身的优势, 又它们整体作用的效果得到提高, 同时变形观测点的设置也使设计和施工的合理性得到了验证, 最终实现了施工周期短、投资少和保证基坑及周边建筑安全的目的。
摘要：随着城市高层建筑物的建设, 深基坑的开挖和支护变成为了一个突出的问题, 在借鉴以往工程经验并结合本工程的实际情况的基础上, 提出了基坑复合支护的设计方案, 该方案对今后同类工程的设计施工提供了有价值的参考资料。
关键词：基坑复合支护,锚索,锚杆,土钉墙,桩
参考文献
[1]龚晓南, 高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998.
[2]杭州市土木建筑学会.深基坑支护工程实例[M].北京:中国建筑工业出版社, 1996.
[3]GB50086-2001, 锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].
[4]SJJ120-1999, 建筑基坑支护技术规范[S].
[5]SJG05-96, 深圳地区建筑深基坑支护技术规范[S].
基坑复合支护 篇2
乙方:
根据《中华人民共和国合同法》的有关规定，经甲乙双方友好协商，就工程基坑支护施工的有关事宜，签订以下协议：
一、工程概况：
1.1、基坑支护工程施工范围:地下室基坑支护
1.2、主要施工方法:土钉墙(详见施工方案)
1.3、承包方式： 包人工、包材料、包机械、包文明施工、包质量、包安全、包工期、包工完场清等。
二、工期要求
2.1工期要求:
进场时间:阶段工期：各楼号基坑开挖完成后3天内施工完毕。
三、施工方案和进度计划。
3.1 本协议签订后三天内，乙方根据甲方的工期、质量、安全等要求，提交施工方案和进度计划。
3.2 该施工方案必须经专家论证同意，必须满足甲方对工程进度、质量、安全文明施工等方面的要求。
四、甲方工作:
4.1甲方驻工地代表：
4.2提供基础平面图1份;
4.3负责接通施工用水、用电;
4.4监督检查工程质量及安全文明施工。
五、乙方工作:
5.1乙方驻工地代表：
5.2 必须保证进入现场的土钉墙设备性能完好，运转正常;
5.3负责施工区域内障碍物的清除工作;
5.4严格按照甲方的要求组织施工,确保工程标高、轴线的精确，定位桩不受损，保证施工质量;
5.5认真遵守、积极执行各项安全生产的规章制度，落实各项安全生产的措施，确保安全施工生产。因乙方原因发生的安全事故，一切责任和费用均由乙方负责承担;
5.6应接受甲方对现场操作技术、工程质量、安全生产、文明施工等各方面的监督检查;
5.7服从甲方代表协调指挥，遵守施工现场的各项管理制度;乙方违反甲方有关规定，每发生一次甲方有权对乙方处以500-1000元罚款;
5.8认真做好工程记录，提交完整的相关施工技术资料;
5.9出现扰民及民扰问题时，主动积极处理，将本施工对扰民的影响降到最低限，不能对甲方产生任何影响;
六、工期延误
发生下列情况之一时, 经甲方代表确认, 工期可以顺延:
6.1 不可抗力;(不含雨天、台风等);
6.2甲方代表同意工期顺延的其他情况。
乙方须在以上情况发生后2天内,提出工期顺延要求的报告,甲方在接到报告后2天内予以签认或提出拒签理由。如乙方在向甲方送达报告后7天内未接到甲方发出的签认或拒签文件，乙方可视为甲方已接受乙方的工期顺延要求。
除上述原因，乙方不能按合同约定的阶段工期和施工进度计划完成合同工程，工期每延误一天，乙方向甲方交付违约罚金 5000 元人民币，最多不超过合同总价的 10 %，即元人民币。
乙方应严格按合同附件的施工进度计划进行施工，确保完成合同约定的阶段工期，任一阶段工作的延误都被视为工期延误并执行延期罚款。
七、工程质量
7.1 必须符合国家现行的有关规范、规定和标准，严格按照甲方审核认可的施工方案施工;
7.2如果乙方不能达到甲方及业主的质量要求，乙方应承担违约责任，甲方保留采取甲方认为必要的任何措施的权力，直至解除本分包合同。
7.3回填土完成方为工程结束，中间由于乙方的原因出现塌方等问题而造成的损失费用由乙方承担，由于甲方的原因造成的塌方的问题由甲方承担。
7.4喷涂层厚度不得低于80mm，且表面必须平整。
八、安全文明施工
8.1乙方对其因施工、交通所发生事故而造成的损失负责;
8.2乙方应做到安全文明施工，满足甲方现场文明施工的措施和要求;同时满**通环保等政府部门的规定和要求，免除业主和甲方可能因此遭受的任何形式的损失，甲方不受理任何与此有关的索赔;若发生此类问题导致甲方被追诉，甲方有权直接从乙方工程款中扣除相应罚款。
九、合同价款及其支付、结算方式
9.1乙方施工的基坑支护(土钉墙)的固定综合单价为 185元/M2(含税金及乙方机械进退场费)合同价款暂定为： 元人民币，本工程发生的税费由甲方代缴(甲方给乙方提供完税证明)。
9.2甲方第一次付款至已完工程量的50%，第二次再付已完工程量的20%，工程结束时付至工程总量的75%。
9.3 本工程竣工验收完毕后乙方向甲方递交工程费用计算说明书及满足甲方要求的相关结算资料，甲方在乙方递交了本期工程价款计算书及相关结算资料后的7天内，完成对结算资料的审核。在工程业主已支付甲方此部分工程款的情况下，甲方扣除对乙方的相应扣款后向乙方支付本工程结算额的75%，但乙方不得因甲方资金不到位而停工。
9.4 本工程质保期为结构出±0.00回填土完成后，质保金为合同结算额的25%;质保金在本工程质保期满后支付。
9.5甲方对乙方的其它扣款
在施工过程中的任何时间，若甲方代表认为乙方的施工进度、施工方法、现场管理等方面完成的不好，不符合合同规定或有可能达不到合同要求时，甲方代表可
对其提出警告，限期改正，若整改无效时，将处以500-1000元罚款。
对于因乙方未在期限内改进工作方法，提高工作效率或提高工程质量而造成违约的(甲方是否事先警告不作为减轻对乙方处罚的前提)，甲方按照分包合同的规定而扣除的款项，为甲方的永久扣款，从分包合同价款中扣除。
9.6其他约定:
甲方不承担合同价款外的任何形式的收费罚款等;若由于乙方原因，政府部门对甲方进行罚款，乙方不仅要缴纳罚款，甲方还要对乙方处以罚款额的1-5倍的追加罚款。
十、争议
本合同如发生争议,甲乙双方及时协商解决;协商不成可向合同签订地人民法院提起诉讼。
十一、合同生效与终止及合同份数
11.1本合同自双方签字盖章之日起生效;
11.2本合同在双方完成约定工作内容，工程质保期满后即告终止;
11.3本合同一式 七 份，甲方 五 份，乙方 两 份。
十二、其它约定：
12.1、因乙方施工质量问题给甲方造成损失，乙方无偿返工并赔偿甲方损失。
甲方签字: 乙方签字:
甲方盖章: 乙方盖章:
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复合土钉墙支护在深基坑中的应用 篇3
随着我国城市建设的发展，建筑物越来越密集，基坑开挖深度不断加大，基坑降水深度不断增加，对基坑支护和降水工程的要求也更加严格。而采用土钉墙以其工期短、施工便捷、经济节能、稳定可靠等诸多优点得到迅速的发展。但是，对于深基坑的支护，单独的土钉支护方法往往无法满足工程需求。土钉墙支护适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土的基坑支护或边坡加固。土钉墙不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层和淤泥质土, 不宜用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。若在软土中应用土钉墙,可以结合使用其他支护形式(如水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩) 。复合土钉墙支护具有轻型，机动灵活，适用范围广、造价低、工期短、安全可靠等特点，支护能力强，可作超前支护，并兼备支护、截水等效果。在实际工程中，组成复合土钉墙的各项技术可根据工程需要进行灵活的有机结合，形式多样，是一项技术先进、施工简便、经济合理、综合性能突出的基坑支护技术，本文介绍的是深层水泥搅拌桩配合土钉锚杆的基坑支护方法。
2、工程实例
工程概况：厦门绿苑海景地下一层，地上11-33层，总建筑面积9.8万平方米，框剪结构。地下室层高4.5m，场内自然地坪标高-0.20，基坑实际开挖深度约6.3m,项目周围有主干道、酒店和在建工地。
2.1工程地质条件
地基土按其工程地质性质自上而下为：
①人工填土分布于整个场地表层，厚1.2～2.6m，松散状，稍湿；
②粉砂厚1.0～2.3m，松散、饱和；
③淤泥质土分布于整个场地，厚3.0～5.0m，流塑，属高压缩性土层；
④粉质粘土厚0.90～3.0m，呈软塑～可塑，属高压缩性土层；
⑤粉细砂分布广，厚1.2～3.5，松散，饱和；
⑥淤泥质土分布广，厚0.9～3.5m，流塑，属高压缩性土层。
通过地质勘查报告，本工程基底坐落在淤泥质土和粉质粘土之间，地下水位在1.6～2.2m之间。本场地多为弱透水层，局部为强透水层，含水量比较丰富，地下水靠大气降水及地表水补给，排泄方式为蒸发及向下渗透。经过综合各种方案的比较，本工程地下室基坑最终决定采用深层搅拌桩加土钉墙护坡支护方案。
2.1深层水泥搅拌桩
本工程的水泥搅拌桩分布在基坑四周，距离基坑边2.0m, 在水泥搅拌桩围蔽范围内设5个φ600降水井，井深8.5m；在围蔽范围外设3个φ600观察井，井深8.5m，观察坑内降水对周边的影响。搅拌桩设计直径为600～800mm，长11000mm,桩端进入④土层l.5m以上。基坑上部1.8m采用放坡（1：1）加1排土钉支护， 下部4.5m采用水泥搅拌桩加4排土钉支护。
土钉选用材料为φ48×3．5mm国标钢管，长度9000～12000mm，与水平夹角12～15度，如下图：
2.1.1施工工艺流程
测量放线→桩机就位→预搅下沉→配置浆液→喷浆搅拌提升→重复搅拌下沉→配置浆液→重复喷浆搅拌提升→桩机移位
2.1.2施工过程质量控制要点
水泥搅拌桩采用325号普通硅酸水泥，水灰比0.45～0.55。(1)水泥搅拌桩上下各搅拌2次，钻孔的上升和下沉速度每分钟0.5～0.8m，最大不超过每分钟1.0m,以保证原状土充分破碎，有利于水泥浆与土均匀拌合。(2)搅拌桩成桩均匀，无缩颈和断层，送浆前台与后台供浆联络信号必须连续明确，一旦因故中断供浆，必须立即通知前台，为防止断桩和缺浆，浆搅拌机应下沉至停浆点一下0.5m,待恢复供浆时再喷浆提升。(3)发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等10～20s恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。(4)樁与桩之间的搭接时间不应超过12小时，否则，应对最后一根桩进行空钻，留出榫头以待下一批搭接。(5)为确保水泥搅拌桩的成桩质量，水泥搅拌桩施工前，应详细熟悉设计和周围环境情况。
2.2锚杆支护及土方开挖
2.2.1施工工艺流程
土方开挖→修整坡面→土钉成孔→放置锚杆→注浆→放置钢筋网片→喷混凝土→下层土开挖。此循环到设计标高为止。
2.2.2施工过程质量控制要点
(1)土方开挖：分段进行开挖，每20～30m划分为一个施工段。基坑上部-2.0米以上应按土钉墙放坡系数1：1分段开挖土方，人工修坡后，形成作业面，严禁超挖。(2)用钻机按设计角度成孔，孔径100mm,呈梅花型布置，达到成孔深度后及时下锚筋并注浆成锚。（4）第一次注浆选用水泥砂浆，强度不得低于M20，配合比为水泥：砂：水=1：0．5：0．45，水泥使用32.5级普通硅酸盐，注浆压力0.2MPa～0.50MPa直至浆液从口部溢出。间隔2h以后再次注浆，第二次注浆选用纯水泥砂浆，水灰比0.45，注浆压力为1.5MPa～2.0Mpa，使浆液冲破封口薄膜及初凝砂浆，浆液注入到砂浆和土体之间，达到注浆压力1min～2min，即可结束注浆。注浆间隔时间过长应及时清管，对孔口不实处采用喷混凝土方法塞实。(4)绑扎钢筋网、喷射混凝土：为保证保护层厚度先喷射混凝土一层，厚40，再铺设双向钢筋网6.5@200，相邻网片搭接长度为300，再次喷射混凝土，直到达到设计所要求的厚度，喷射顺序自下而上。（5）基坑开挖过程中，应随时准备砂袋，如发现基坑侧壁变形位移大于0.3%，则应立即停止开挖，堆填砂袋，防止基坑继续变形，并立刻进行支护。
2.3基坑支护施工成果检测
（1）在基坑施工过程和施工完成后，对水泥砂浆、混凝土试块的检测以及锚杆的抗拔检测，从结果看，实测值均超过了设计值，说明施工质量较好。
（2）为保证本工程支护结构的安全可靠，甲方特意聘请有资质的第三方检测机构对支护结构进行现场动态监测，开挖阶段每天观测1次，支护结构完成后，每星期观测1次，直到回填完成为止。实测最大沉降最大沉降为7.2mm，水平位移最大值26mm，基坑处于安全状态。周边建筑物及马路水平位移及沉降变形均为零，地面无下陷、开裂等现象。
3、结束语
复合土钉支护是土钉支护的改进和发展,尤其是在国内发展了土钉支护在不良地质条件下的应用技术,保持了传统土钉支护的许多优点。与传统的基坑支护方式相比，不但大大降低了成本（本工程经过测算，成本降低了近50%），而且不额外占用施工时间，争取了工期，为基坑开挖支护中一种很有竞争力的技术手段。
参考文献：
[1]李象范,徐水根.复合土钉挡墙的研究[J].上海地质,2004,(3):1～11.
[2] 基坑土钉支护技术规程[S](. CECS96/97).
深基坑工程中的复合支护 篇4
近几年,由于城市地铁工程的迅速发展,地铁车站、局部区域明挖等也涉及大量的基坑工程,水利、电力也存在着地下厂房、地下泵房的基坑开挖问题。无论是高层建筑、地下停车场还是人防工程等的深基坑工程,由于都是在城市中进行开挖,基坑周围通常存在交通要道、已建建筑、管线等各种构筑物,还要考虑地下水的影响,这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容,要保护其周边构筑物的使用安全。因此如何选取一种在经济技术上都合理的支护类型就必须充分考虑现场环境、工程地质条件以及工程具体要求。
现结合国家体育总局航海运动学校经营用房及博物馆深基坑工程,简述高压旋喷桩止水帷幕+钢管桩+锚杆喷射混凝土相结合的复合支护方案在工程中的应用。
2 工程应用
2.1 工程概况
工程位于青岛市市南区某地,拟建物为1栋地上地下各两层的经营用房及博物馆,采用框架结构、独立基础,设计地下室底标高-6.70 m,场地标高3.40 m～6.03 m,基坑周长约326 m,基坑开挖深度约10.0 m。
基坑东侧约2.0 m处有一挡土墙(南段为毛石砌筑,北段为钢筋混凝土结构),基坑北侧约5.0 m为青岛市排水管理处南海路泵站办公室及地下室,基坑西侧和南侧0.5 m～3 m为海滨木栈道,基坑西南侧为海员俱乐部,基坑放坡空间不足,需支护开挖。
拟建场地地形平坦,地貌类型为剥蚀斜坡。
勘察单位对场区进行勘探时发现旧基础拆除处基坑内存在地下水,水位标高1.78 m。本工程基坑开挖深度较大且位于下坡地段,周边场区地表水、地下水及西侧海水易汇入其中,地下水抗浮设计水位标高按3.0 m考虑。
本区不具备发生破坏性地震的构造条件,从未来地震危险区预测结果看,本区地震危险性主要受远震的影响,其抗震烈度不大于6度。故拟建场区区域尚属相对稳定地块。
2.2 支护方案设计
根据场地条件和技术要求,不允许放坡,须支护开挖,基坑采用高压旋喷桩止水帷幕+钢管桩+锚杆喷射混凝土相结合的复合支护方案,基坑排水采用坑内设置集水井和排水沟,明排方式,在基坑顶部适当位置用红砖砌筑排水沟,用以拦截地表水,坡顶排水沟经沉淀池与市政排水系统连通;基坑底部用红砖砌筑排水沟,基坑底部各拐角点设置集水井,用以排除基坑内积水。
据勘察资料,基坑位于透水层中,地下水比较丰富且距离海边较近,为保证基坑在开挖后获得干燥的作业空间,必须对地下水进行控制才可保证基础工程的正常施工。帷幕采用高压喷射注浆法(旋喷)止水方案较安全、可行。
根据设计基底标高,本工程基坑开挖深度约10.0 m,根据场区现场施工条件,结合止水帷幕的设置,为加快工期降低工程造价,采用喷锚+肋梁+钢管桩支护较合理。
本工程土方开挖应分层分段进行,与基坑的支护工作密切结合,穿插施工;坡面上可视情况设置泄水孔。
2.3 施工组织设计
该基坑工程主要包括止水帷幕、基坑支护两部分。根据现场情况,施工分两大分项工程,进行流水作业控制施工:
第一部分:止水帷幕。主要施工内容是:高压旋喷桩施工。
第二部分:基坑支护。主要施工内容包括:钢管桩施工、土石方开挖、锚杆钻孔安装及注浆加固、腰梁肋梁及钢筋网安装、喷射混凝土面层、锚杆预应力施工等。
高压旋喷桩的施工方法及质量要点:在施工轴线上按设计要求进行放线定位,各孔采用统一编号,孔位桩打入地面下0.1 m,妥善保护。高喷分两序施工(间隔喷浆),先钻Ⅰ序孔,为确保钻孔垂直度,选用SGZ-Ⅲ型地质钻机钻孔,该钻机具有机身重,钻杆粗,回转运行稳定,成孔垂直高等优点,用于高喷造孔较100型、150型地质钻机及振动成孔有明显优势。钻具采用水冲岩芯钻具,钻孔孔径127 mm,钻进采用泥浆循环护壁,钻至设计深度结束。首先按设计要求布孔,然后按Ⅰ序、Ⅱ序钻孔,钻孔前应将钻机放置水平,钻进过程中应随时利用水平尺检查钻机水平状况,以保证垂直度,偏斜不大于孔深的1%。钻孔结束后测量孔斜率及孔斜方位,并做好记录,对施工中出现的异常现象及时报告,以便采取相应措施,确保质量。
灌浆:保证浆液各项指标符合设计要求,同时启动高压水泵、空压机、搅拌机、泥浆泵等配套设备,将各项工艺参数调整到设计要求,开始喷射,待孔口返浆后按设计要求速度开始提升,这样就自下而上形成了高压喷射灌浆防渗板墙。在灌浆过程中,随时检查浆液比重,随时注意孔口冒浆现象,如孔中出现不返浆,说明地层中有大空隙或集中漏水通道,此时应立即停止提升,采取充砂或掺加速凝剂等措施,保证返浆以确保防渗墙的连续性,喷射过程中应随时检查设备运行状况,做好各环节配合,避免中断,如中断应视中断时间长短采取补救措施。
采用高压喷射灌浆,通过试验落实各项施工参数。Ⅰ序孔、Ⅱ序孔灌浆间隔时间不小于7 d,遇特殊情况,及时进行处理,确保板墙连续完整性。从孔口冒出的部分浆液,除了被切割的地层颗粒外,大部分为水泥浆,将冒浆导入沉淀池,使地层中粗颗粒沉淀,并尽快将沉淀后的水泥浆泵送回搅拌机回收利用,这样既节约水泥、节省投资,又保护了环境。
回灌:待喷射管提到设计高程后,喷射灌浆结束,然后向孔内不断灌入合乎质量要求的水泥浆,直到浆液不再下沉为止。
因停电、机械故障造成停喷时间达24 h以上,继续喷射时则应将喷头下插50 cm开喷,确保板墙在高度上的连续性。
封孔:采用回浆回灌封孔,上部不满部位采用粘土回填夯实封孔。
弃浆排放:舍弃的浆液排放至指定地点。
根据本工程的特点,采用XY-300型工程钻机进行钢管桩钻孔施工,桩孔终孔后,利用泥浆将沉渣冲出,直至孔内沉渣厚度小于100 mm,为了保证施工质量,必要时进行二次清孔,钢管桩所选用钢管为直径168壁厚5 mm的无缝钢管,钢管长度根据孔深及地面标高、桩顶标高确定,钢管焊接必须平直,不得有局部弯曲,钢管桩的倾斜度小于1%,施工平面位置误差为±10 cm,每根钢管桩均用砂浆填满管桩顶冠梁连接钢管桩6.0 m长,整根无需焊接;168钢管桩12.0 m长,内衬焊接,桩内灌注纯水泥浆水灰比0.5,纯水泥浆掺入适量黄砂,膨胀剂掺入量根据现场试验确定。
待高压旋喷桩结合钢管桩形成的止水帷幕达到要求强度,即可进行帷幕内土石方开挖,严格分层开挖,分层支护,基坑边坡支护主要内容有:锚杆成孔、杆体安装及注浆加固,腰梁、肋梁及钢筋网安装、喷射混凝土面层、施加锚杆预应力等。锚杆钻孔前,根据设计要求和土层条件,定出孔位,做出标记,按设计要求制作锚杆,为使锚杆处于钻孔中心,应在锚杆杆件上安设定中架或隔离架(粗钢筋杆体沿轴线方向每隔2.0 m设置一个定中架)。安放锚杆杆体时,应防止杆体扭曲、压弯,注浆管宜随锚杆一同放入孔内,管端距孔底为50 mm～100 mm,杆体放入角度与钻孔倾角保持一致,安好后使杆体始终处于钻孔中心。注浆材料选用水灰比0.40～0.45的纯水泥浆,必要时可加入一定量的外加剂或掺合料,浆液硬化后不能充满锚固体时,应进行补浆,注浆量不得小于计算量,其充盈系数为1.1～1.3。注浆完毕应将外露的钢筋清洗干净,并保护好。肋梁及腰梁截面为300×300,混凝土C20,配筋为4Υ20,主筋通长配置,箍筋6@200。钢筋质量符合规范要求,采用绑扎或焊接施工,钢筋网紧贴岩面并与锚杆连接牢固。喷混凝土采用湿喷法施工工艺,用TK-961型混凝土喷射机自上而下分层喷射,人工喷水养护。网喷混凝土施工工艺采用:施工准备※岩面冲洗、验收※喷基层混凝土(3 cm～5 cm)※钻孔※注浆※锚杆安装※挂网※面层分层喷混凝土※回弹料清理※洒水养护。
为了基坑工程施工的安全,顺利按计划进行,保证工程质量,并且在施工过程中,使周围已有建筑物、市政设施、地下管线等不受损伤、少受干扰,必须对基坑工程全过程进行系统监测。在施工过程中,随时掌握基坑围护结构的位移、沉降、受力水平及周围建筑物的动态(沉降或倾斜),以科学数据为依据,做到信息指导施工,对可能出现的工程隐患及时预报以采取相应措施,防患于未然。
帷幕形成后基坑采用明排降低地下水位,具体施工方法为:在基坑四周开挖排水沟,在基坑四角设置集水井抽水。
3 结语
根据该工程实际效果,高压旋喷桩止水帷幕+钢管桩+锚杆喷射混凝土相结合的复合基坑支护方案在地下水位较高,基坑开挖坡度较大的深基坑支护中能够起到良好的止水及护坡作用,也是目前工程中常采用的基坑支护方案
摘要：结合具体工程实例,详细介绍了高压旋喷桩止水帷幕+钢管桩+锚杆喷射混凝土相结合的复合支护方案在深基坑工程中的应用,具体阐述了各重点工序的施工方法和操作要点,为类似工程施工积累了宝贵经验。
关键词：深基坑,复合支护,止水帷幕,钢管桩
参考文献
[1]CECS 22∶2005,岩土锚杆(索)技术规程[S].
[2]JGJ 120-99,建筑基坑支护技术规程[S].
[3]GB 50330-2002,建筑边坡工程技术规范[S].
[4]GB 50086-2001,锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].
[5]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].
[6]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].
基坑支护合同 篇5
承包方（简称乙方）：
根据《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国建筑法》等有关法律、法规，遵循平等、自愿、公平和诚信的原则，经甲、乙双方友好协商，根据本工程的具体情况，签订本合同如下，双方共同遵守：
一、工程概况
工程名称：XXXXXXXXXXXX工程
工程地点：位于XXXXXXX
二、承包范围
完成基坑支护工程施工图(XXXX水电工程勘察院设计20xx.06.18版)所包含的全部内容，包括但不限于IV型拉森钢板桩、坡面喷射钢筋混凝土、预应力锚索、锚管、灌注桩、钢筋混凝土冠梁、腰梁、单双轴混凝土搅拌桩、木桩、基坑顶底排水沟及集水井（坑）、基坑顶部1.5M范围内的硬地化、止水、排水、机械安拆及进出场，施工场地铺筑等，协助基坑支护工程监测、完工后施工现场的清理、施工资料编制、整理、装订成册等，为完成施工范围所有项目并达到规范质量要求必须采取的施工措施等所产生的全部费用。
三、施工内容
3.1 该工程分为两个施工标段：
1）一标段： 地块基坑支护工程；
2）二标段： 地块基坑支护工程；
3.2 主要工作内容包括但不限于：
（1） IV型拉森钢板桩
（2） 坡面喷射钢筋混凝土面层
（3） 预应力锚索
（4） ￠48锚管
（5） ￠1000灌注桩
（6） 钢筋混凝土冠梁、腰梁
（7） 单、双轴混凝土搅拌桩
（8） ￠80稍径木桩
（9）基坑顶、底排水沟及集水井（坑）
（10）基坑顶部1.5米范围内的硬地化
（11）施工项目产生的止水、排水等一切其它所需的措施项目等。施工期间的排水工作，乙方必须采取一切措施保证抽水、止水、排水的及时性，否则，由此造成基坑泡水等而产生的经济及工期损失均由乙方承担,若不是由乙方原因造成的基坑泡水而产生的经济损失不由乙方负责。
四、承包方式
本工程采用核定单价、总价包干的方式。
4.1 包干总价中包括施工范围内工程质量、工期、安全文明施工等工程达到验收标准所必需的所有费用，其中包括但不限于人工费、材料费、机械费、调试费、试验费、施工配合费、施工用电用水费、泥浆制备及清运费、成品保护费、验收费（政府主管部门的检验、试验及相关费用，但不包含基坑监测、沉降观测的费用）、安全文明施工费、材料检测、机械及机械安拆和进退场、抽水排水、工程保险及意外伤害保险、管理费、措施费及规费、利润、税金、市场价格波动风险、政府标准合同文本规定的不可抗力以外的所有风险及其他一切可预见或不可预见因素等。
4.2本工程所需材料均由乙方负责采购，在采购前7天内通知甲方，经甲乙双方共同考查品牌、质量确认符合要求后，再行采购，但因材料质量问题造成的工程质量不合格，其责任仍由乙方承担。
4.3施工阶段的临建和产生的废弃物，施工完成后于退场前应按甲方要求及时清理，不得影响后续施工，每拖延一天按拖延一天工期罚款。
五、付款方式
5.1本工程不支付工程备料款（预付款），工程正式开工后，按每月实际完成合
格工作量的_ _％支付给乙方作为本月工程进度款，乙方在每月25日向甲方申报当月完成进度结算书和进度款申报表，甲方和监理应在下月5日前办好审批手续，并且在办好审批手续后10天内支付给乙方上月工程进度款。
5.2 在基坑土方开挖到位后，本合同全部工程竣工经甲方、监理、设计方等相关
方验收合格、竣工结算双方核对完成；接乙方书面请款报告十二个工作日内支付至结算价的_ _％。
5.3 预留结算价款的%作为本工程的质量保证金，待基坑回填完成后，接乙方
书面请款报告，九十个工作日内一次性无息付清。
5.4 符合以上付款条件后，乙方应先向甲方提供符合税法规定的发票，甲方收到
乙方发票后付款，否则甲方有权拒绝支付工程款，乙方承担违约责任。全部工程竣工验收合格结算完成，甲方支付该期应付款时，乙方须开发票至本工程结算价款的100%。
六、合同价款及结算办法
6.1 合同价款：本工程经双方核定后的包干总价 元（大写：元人民币）。
6.2 按核定后的单价总价一次性包干，若实际施工无设计修改变更增减指令，结算时不做任何调整，乙方不得以任何理由提出结算调整的要求。
6.3 包干总价是根据招标文件、合同、施工图纸等文件并结合现场实际情况确定的，为施工范围内表述的全部工作内容，即使并不明确，乙方均按合同总价一次包定，在完成合同范围内工程时不得以任何理由提出结算调整的要求。
6.4 乙方投标报价清单中未列的项目，视为已包含在包干总价中；各项综合单价被视为完成该分项工程全部工序内容的综合单价；
6.5 甲方指令发出的变更增减，工程量按现场签证据实计算，价格按以下结算原则执行：
① 变更增减的项目是《包干总价清单》中已有的项目,则价格按《包干总
价清单》中甲方确认的核定单价及实际发生的变更增减数量计算，如《包干总价清单》中存在相同项目但单价不同，则单价按《包干总价清单》中的最低的核定单价执行。
② 变更增减的项目在《包干总价清单》中无相同项目但有类似项目的，参照该类似项目的核定单价双方协商确定。
③ 变更增减的项目在《包干总价清单》中没有的项目也没有类似的项目时，单价按市场价或套用以下标准两者取低者计算（计价软件采用晨曦软件），材料单价按施工期间《宁德建设工程信息》加权平均价计算：
1）20xx版《 建筑工程消耗量定额》
2）20xx版《 市政工程消耗量定额》
3）20xx版《全国统一安装工程预算定额 综合单价表》
4）福建省住房和城乡建设厅 20xx年 7 月 31 日前执行的相关配套文件及补充定额
5）按《包干总价清单》的计算方法结算。
6.6 工程拉森钢板桩实际打拔天数按5个月（从甲方要求的每一个施工段最后一根桩施打完毕之日起算，至甲方通知乙方拔桩之日止）包干在总价中，实际天数超过5个月后，每超过一天按 元/吨计算。计算天数以现场甲乙双方确认的实际天数为准。
七、工期要求
工程总工期为：地下室一层与地下室二层之间的水泥搅拌桩施工工期为 15个日历天；所有水泥搅拌桩、灌注桩的施工工期为20 个日历天；拉森钢板桩、松木桩施工时间根据基坑土方开挖的先后顺序分阶段施工。具体开工时间以甲方书面通知为准。
工期延迟处罚：合同工期每延迟一天，按合同总价2‰罚款。
八、工程施工：
质量要求
8.1￠20的锚杆、￠48锚管、￠1000灌注桩成孔后，必须经甲方现场工程师检查达到设计要求，土渣清理干净并办好工程隐蔽记录后方可进入下一步工序，否则甲方有权要求乙方重新钻孔检测；
8.2乙方负责做好现场安全施工管理工作，并对发生施工安全事故而造成的经济损失、法律责任和连带责任负全责；
8.3必须遵守甲方的工程管理制度，如有违规，视为违约，按违规每条500元/次/人处罚；
8.4乙方有责任密切监测边坡及周围地表、建构筑物的位移变形，制定落实抢险预案。发生险情时，要采取一切有效措施进行紧急处置，务必实行先抢险后查责任的原则；由乙方原因发生质量安全事故，所引起的经济责任，法律责任和由此引起的连带责任由乙方承担；
8.5若因乙方未按设计图纸、技术规程和技术规范施工，发生基坑边坡倒塌而造成的一切损失由乙方负责，除修复倒塌的边坡外，还需承担由此引起的所有经济责任和法律责任；
8.6认真审查设计图纸，发现问题及时向甲方反映解决。若因甲方提供的图纸有错误，乙方并没有发现问题，而按错误的图纸施工导致发生的工程事故使边坡存在安全隐患，经有关专家认证属图纸的问题，则责任由甲乙双方各承担50%的经济与法律责任。乙方有责任修复存在安全隐患的边坡，修复的全部费用，甲乙双方各承担50%。
8.7工程竣工未交甲方之前，由乙方负责保护，乙方保护期间发生损坏由乙方出资修复；
深基坑中支护问题探讨 篇6
一、深基坑支护施工中存在的问题
现今深基坑支护结构的设计理论虽然有了很大发展，但是在实际施工中仍然存在许多不足的地方，主要表现为如下几个方面。
（一）施工过程与施工设计的差別比较大：在深基坑中需要支护施工时，会用到深层搅拌桩，但其水泥掺量会不够，这就影响水泥土的支护强度，进而使得水泥土发生裂缝，另外，在实际施工中，偷工减料的现象也时常发生，深基坑挖土设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形，并进行图纸交底，而实际施工中往往不管这些框框，抢进度，图局部效益，这往往就会造成偷工减料现象的发生。深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。在未能进行空间问题处理之前而需按平面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。这点在设计与实际施工相差较大，也需要引起高度的重视。
（二）边坡修理达不到设计、规范要求，常存在超挖和欠挖现象：一般深基础在开挖时均使用机械开挖、人工简单修破后即开始挡土支护的混凝土初喷工序。而在实际开挖时，由于施工管理人员不到位，技术交底不充分，分层分段开挖高度不一，挖机操作手的操作水平等因素的影响，使机械开挖后的边坡表面平整度，顺直度极不规则，而人工修理时不可能深度挖掘，只能就机挖表面作平整度修整，在没有严格检查验收就开始初喷，故出现挡土支护后出现超挖和欠挖现象。
（三）土层开挖和边坡支护不配套：一般来说，土方开挖技术含量相对较低，工序简单，组织管理容易。而挡土支护的技术含量高，工序较多且复杂，施工组织和管理都较土方开挖复杂。所以在施工过程中，大型工程均是由专业施工队来分别完成土方和挡土支护工作，而且绝大部分分包合同都是两个平 行的合同。这样在施工过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度或拖工期，开挖顺序较乱，特别是雨期施工，甚至不顾挡土支护施工所需工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操作，时间上也无法完成支护工作，以致使支护施工滞后于土方施工，因支护施工无操作平台完成钻孔、注浆、布网和喷射混凝土等工作，而不得不用土方回填或搭设架子来设置操作平台来完成施工。这样不但难于保证进度，也难于保证工程质量，甚至发生安全事故，留下质量隐患。
（四）边坡顶面未及时按要求处理：在城市区，特别是旧城改造和闹市区，地面下1~2m往往是杂填土或管线纵横等而不利于支护，设计时第一排土钉或锚杆距地面均较远，故开挖第一层后应将钢筋网挂好并将其上 口于基坑边水平面 1~2m内固定，且及时将土层表面硬化，做好排水设施，防止雨水冲刷和渗入边坡而增加土体的主动土压力，给边坡稳定带来不利影响。由于施工单位只麻木地抢进度，不注重表面硬化和排水处理，以致雨水渗入边坡土体而使土体产生过大的位移，而不得不做加固处理。
二、深基坑支护实施策略
（一）转变传统深基坑支护工程设计理念：现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律，为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段，而且，目前我国还没有统一的支护结构设计的相关规范和标准。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用“等值梁法”进行计算。这些陈旧的计算理论所计算出的结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。因此，深基坑支护结构的施工工程设计不应该再采用以往传统的“结构荷载法”，而应彻底改变传统的设计观念，逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。
（二）强化质量责任，加强过程控制：喷射混凝土的质量好坏和厚度取决于喷射操作手的操作方法和水平，而其关键又是喷嘴与受喷面的距离、喷嘴移动、水量的调节。施工时喷嘴与受喷面的最佳距离为 0.8～1.0m。当喷嘴与受喷面的距 离>1.0m 时将增加回弹量，降低混凝土的密实度和强度；当喷嘴与受喷面的距离<0.8m时也会增加回弹量，击伤喷射操作手。喷嘴移动须将其横过坡面且稳定而系统地做圆形或椭圆形移动，这种有节奏的环形移动可形成均匀的厚度和最少的回弹。水量的调节使喷射混凝土表面产生光泽为止，加水过多会使其表面流淌，混凝土下垂；加水量过少，表面呈干斑状，料流灰尘很大，并且回弹过多，硬化后强度大大降低，所以须保持一个稳定的水量 。
回弹率的大小是直接影响工程成本和控制工作质量的主要参数，回弹率越大，施工成本越高，混凝土质量也会降低。回弹率与原材料的配合比、施工方法、喷射部位及一次喷射层的厚度有关。水泥用量多，砂率愈高，用水量愈大，回弹愈小。良好的级配，较小的骨料粒径也有利于减少回弹；施工方法的影响，喷嘴与受喷面的夹角、距离、喷射压力适宜，对减少回弹的意义重大。喷射料流应与受喷面保持垂直，一次喷射厚度应形成5-10mm的砂浆塑性层，才能嵌住粗骨料，回弹才能逐渐减少，到50mm时才能稳定下来。
此外，应确保每个土钉或锚杆孔的质量，要保证每次注浆的压力，并控制好喷射混凝土的水灰比，选用合格的速凝剂，作好施工记录等都很重要。
（三）加强对土方开挖施工工序的组织与管理：深基坑开挖施工中，精心安排开挖施工分层、分区、分块的部位和时间，精心安排挡土支护的施工时间，以有效地控制基坑已开挖部分的无支护暴露时间和减少土体被扰动的时间与范围，以达到利用尚未被挖动的土体尚能在一定程度上控制其自身位移的潜力，而使其协力控制土体位移和基坑支护周围土体位移之间存在着一定的相关性。所以科学地安排土方 开挖施工顺序和控制施工进度，充分利用这种相关性，将有助于控制支护结构的坑周土体的位移。
总之，深基坑支护施工管理是一项十分重要而又艰难的管理工作，如何做到统一、协调、优质、高速地施工，是各施工单位在施工中必须重点审视的问题。在施工中应加强施工管理，提高对深基坑支护重要性的认识，加强深基坑工程施工过程中的监测，实行信息化施工。
参考文献
[1]《建筑 地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002
（作者单位：葫芦岛市鑫海市政建设有限责任公司）
基坑复合支护 篇7
关键词：基坑工程,水泥搅拌桩,锚杆,复合支护,设计与施工
0 引言
由于水泥搅拌桩构成的重力式挡墙布置方式灵活, 基坑内无需设置内支撑, 施工过程中无振动、无噪音、无污染, 同时搅拌桩具有止水功能, 这些优点使得该支护形式在基坑工程中得到广泛应用。但水泥搅拌桩自身抗拉、抗剪强度很低, 当基坑开挖深度较大时挡墙宽度明显增大, 造价和挡墙侧向变形也随之增长, 其应用范围受到一定限制。为了充分发挥搅拌桩的优点, 克服其抗拉、抗剪强度低等缺点, 同时结合其他结构形式或材料的长处, 水泥搅拌桩复合支护结构在工程中逐渐受到重视和发展, 如加筋水泥搅拌桩重力式挡墙、SM工法、搅拌桩重力式挡墙与锚杆复合支护等。水泥搅拌桩-土层锚杆这种复合支护结构, 充分发挥和利用水泥搅拌桩的挡土和止水双重功能, 以及砂层中锚杆具有良好锚固性能的特点。
1 工程概况
拟建工程场地位于厦门市环东海域, 是环东海域目前建筑最高的工业配套中心。该工程场地原为海湾滩涂地带, 经吹填造地而成陆域, 并经过强夯及表层土冲碾压处理而成。基坑距西侧道路8m, 地下埋设有市政管网;北侧距拟建的3#楼为6m;东侧距拟建的厂房为6m;南侧距红线6m;红线外为市政排洪渠, 渠宽6m, 深3.5m。拟建物为地上12层, 基础为静压预应力管桩, 地下一层, 基坑开挖深度为6.5m。
2 场地工程地质条件
根据地勘资料各岩土层力学性质如表1。
场地土主要组成: (1) 填砂层:场地回填而成, 结构松散疏密不均, 层厚4～6m多, 场地内普遍分布; (2) 淤泥混砂层:海相沉积成因, 砂质不纯, 层厚1～2m多, 场地内普遍分布; (3) 中粗砂层:冲洪积成因, 砂质不纯, 层厚1～4m多, 场地内部分地段分布; (4) 残积烁质粘性土层:花岗岩的风化残积物, 为中压缩性土, 天然状态下地质性能较好, 浸水后强度大大降低, 层厚4～16m多, 场地内普遍分布。
3 地下水及砂土液化情况
场地地下水主要为上层滞水、孔隙承压水及孔隙裂隙、基岩裂隙承压水组成。上层滞水主要赋存和运移于填砂层内, 为强透水层;孔隙承压水主要赋存和运移于中粗砂层内, 为强透水层。勘察期间该工程场地地下水稳定水位埋深2.45～2.7m, 相应于黄海高程2.17～2.91m;预计地下水位年变化幅度为0.5～1m。地下水对混凝土结构有弱腐蚀性, 对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸泡条件下有弱腐蚀性, 在干湿交替部位有强腐蚀性, 对钢结构具中腐蚀性。
根据勘察报告的液化判别结果, 填砂层和含泥中粗砂层在基本烈度为7度、加速度为0.10g的地震作用下为轻微液化砂土。
4 设计方案
(1) 支护形式:上部4.00m按1∶1.5自然放坡, 并施工2道D50的锚管, 壁厚不小于2mm, 下部采用了水泥搅拌桩形成的重力式挡墙。
(2) 水泥搅拌桩长为12.30m, 水泥土墙体宽度为4.7m, 于基坑外侧均采用三排搭接, 肋墙采用双排搭接。
(3) 在所有内、外排桩内都插入长度为700mm的φ12钢筋并与200mm厚的压顶梁内φ12@200mm双皮双向钢筋连接。
(4) 水泥均采用325普遍硅酸盐水泥, 其掺合量为18%。
(5) 本工程为临时性支护, 设计使用年限9个月, 至地下室回填完成。场地周边施工荷载不超过10kN/m2。场地内无暗埋管线。基坑侧壁安全等级为二级。设计施工图如图1。
5 搅拌桩施工技术要求及措施
5.1 施工顺序
定位放样→复核→搅拌桩施工、坡顶排水沟施工→降水井施工→基坑开挖第一层 (2.0m) →锚管、喷面施工→第二层基坑开挖 (4.0m) →第二层锚管、喷面施工→第三层土方开挖到底→坡底排水沟施工→竣工。
5.2 工程量计算及设计要求
工程总计桩数为约5400根, 平均桩长8.0m, 总进尺为48000m, 总计约9420m3, 桩径Φ500。桩间距止水帷幕350mm, 挡土墙400mm。材料:选用P.O 32.5R普通硅酸盐水泥;水灰比为0.50;水泥掺合量为18%。该项目设计桩位平面图、支护范围详见设计图纸, 水泥桩重力式挡墙搅拌桩28d抗压强度为不小于3MPa。
5.3 施工技术参数
(1) 搅拌钻杆的钻进、提升速度:0.5～0.8m/min。 (2) 搅拌钻杆的转速:60γm/min。 (3) 桩径500mm;搭接100mm, 单排水泥桩搭接150mm, 搅拌桩水泥掺合量18%。 (4) 水泥浆配合比:0.55。 (5) 灰浆机搅拌每次投料:水泥5包 (250kg) +水150kg。
5.4 施工措施
(1) 桩机架设就位, 清洗输浆系统, 畅通无阻后, 先按成桩水泥掺入量、水灰比等施工参数, 分盘投入制浆搅拌桩, 充分搅拌均匀 (不少于2min) , 装入桩贮浆桶, 用输浆泵、灰浆控制机, 定量输送至机台。然而正旋钻头, 喷浆预搅地基到桩端设计标高, 反旋喷浆搅拌提升到设计停灰面。
(2) 在制作水泥浆时, 制备好的浆液不得离析, 泵送必须连续。拌制水泥浆液的数量、水泥以及泵送浆液的时间必须有专人记录;加水要用定量容器, 制备好的水泥浆停置时间不得过长, 浆液在灰浆搅拌机中要不断搅拌。
(3) 详细记录喷浆斗数, 达到设计要求, 则成桩完毕, 转入下一桩的施工流程。若未达到设计要求, 仍有余浆, 立即复搅, 直至达到设计要求, 才移机至下桩基施工。搅拌机提升速度 (0.6～0.7m/min) 和次数必须符合施工工艺的要求, 并应有专人记录。当水泥浆液到达出浆口后, 应喷浆搅拌30s, 在水泥浆与桩端土充分搅拌后, 再进行提升搅拌头。
(4) 施工时因故停浆, 应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m, 待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。若停机超过3h, 宜先拆卸输浆管路, 并妥加清洗。相邻桩的施工时间间隔不宜超过24h。施工中若遇到停水、停电、机器坏等情况导致施工中断超过24小时, 必须增加一排桩, 将该部位增强。
(5) 每根桩至少复搅一次。施工过程中以设计桩长为主, 若施工桩长小于设计桩长, 应报设计确认, 桩长进入持力层不少于1m。
(6) 在搅拌桩施工过程中, 严格按照施工规程进行施工, 在施工完一个星期后进行桩头开挖, 以检测成桩效果, 在28d龄期对搅拌桩进行一定数量的钻芯取样, 并进行抗压强度测定, 需达到设计强度方可进行土方开挖, 同时也为后期施工提供有用数据。试验得出的桩芯28d、60d、90d的抗压强度分别为3.7MPa、4.1MPa、4.9MPa。
6 锚管及放坡支护施工组织
6.1 施工工艺流程
锚管:测量放样→边坡开挖→人工修整→初喷射混凝土→安放锚管→高压注浆→布钢筋网→复喷混凝土。
放坡:测量放样→边坡开挖→人工修整→初喷射混凝土→布钢筋网→复喷混凝土。
(1) 测量放样:用经纬仪测定基坑坡顶及坡底的控制线, 做好标志的控制, 每皮开挖边线;用水准仪测定高程, 并做出标志, 以便施工中控制。
(2) 人工修整:机械开挖完成后, 由人工对边坡进行修整至设计要求后, 按设计要求定出孔位, 做好标记。
(3) 初喷射混凝土:混凝土喷射采用HPZ6T型混凝土喷射机。混凝土按设计配合比严格配制, 且随拌随用。作业开始时, 先送风后开机, 再给料。结束时, 待混凝土料喷完后, 再关风。喷射时, 喷头处应与受喷面尽量保持垂直且相距0.8～1.0m的距离。喷射应自下而上进行, 喷头一般按螺旋式轨迹压半圈均匀缓慢地移动。一般情况下控制挖出的工作面经人工修整后, 应先进行初喷混凝土, 以稳定坡面, 防止松散土塌落 (在坡面不会塌落的情况下, 可不进行初喷) 。喷射混凝土后应及时浇水养护, 养护期不少于7d。
(4) 锚管施工:锚管采用d40的钢管制作, 用机械压入或人工打入。钻孔打入前根据设计要求开孔, 锚管的倾斜度为15°。
(5) 注浆:注浆采用水泥净浆, 水灰比0.38～0.45, 水泥浆应搅拌均匀采用注浆泵进行高压注浆, 注浆时应做好孔口闭浆。
(6) 钢筋网布设:钢筋网采用Φ6.5@200×200, 坡面按设计要求分层铺设钢筋网。钢筋之间的搭接采用绑扎, 搭接长度>35d。钢筋网应压在锚头锁紧装置下面, 并与锚杆焊接成一体。
6.2 锚杆施工安全技术措施
(1) 各种机具、设备处于完好状态;并在设备的运转部位应有安全防护装置;
(2) 基坑开挖后应设置安全防护措施;
(3) 锚杆钻机应设安全可靠的反力装置;
(4) 注浆管应畅通, 防止塞泵、塞管、爆管伤人;
(5) 在有地下承压水的地层钻进中, 孔中须安放可靠的防喷装置, 一旦发生满水、涌砂时能及时封堵孔口;
(6) 用电及电器设备必须遵守有关安全操作技术规程。
7 降水、排水措施
(1) 降水与排水是配合基坑开挖的安全措施, 施工前应有降水与排水设计。当基坑外降水时, 应有降水范围的估算, 对重要建筑物或公共设施在降水过程中应监测。并注意对基坑地下水水位的影响, 必要时进行施工动态控制。
(2) 对不同的土质应用不同的降水形式, 根据降水类形及适用条件, 本工程设计采用井点降水, 共布置6口降水井。施工时应注意成孔垂直度、填料粒径、洗井的程度、孔中的水位等, 严格按规程施工。
(3) 降水系统施工完后, 应试运转, 如发现井管失效, 应采取措施使其恢复正常, 如无可能恢复则应报废, 另行设置新的井管。
(4) 基坑内明排水应设置排水沟及集水井, 排水沟纵坡宜控制在1‰～2‰。
8 结论
在厚砂层中的基坑支护设计施工中采用水泥土搅拌桩这一种支护型式, 是目前使用较多且效果比较理想的支护型式, 已经渐渐得到大家的认可。
首先, 水泥土搅拌桩是一种相对经济合理的支护方案, 尤其是地下水位较高时, 效果更为理想, 不但造价相对低廉, 而且解决了砂灰土中开挖基坑时最危险也是最常见的管涌、流砂问题。同时采用插筋及施工盖板梁对于减小支护结构的位移的作用十分明显。
其次, 在设计过程中需要结合各方面的因素, 对支护方案进行优化, 这同时也是一个很好的学习过程。在本工程的设计过程中, 对于水泥土抗压强度采用3.5MPa, 水泥土抗拉/抗压强度比采用0.15, 这种设计取值在厦门地区是比较高的取值, 这是在设计中大量查阅相关资料后采用的。从实际效果来看, 水泥土28d龄期抗压强度完全可以达到3.5MPa。另外从监测结果上来看, 水泥土搅拌桩墙体未出现大的位移、沉降, 水泥土抗拉/抗压强度比的取值也是符合实际的。
但是, 深基坑工程本身具有工程量大、技术难度高、不可预见性的因素多等特点, 其安全可靠性不仅影响基坑工程本身, 而且往往会影响周边环境。它虽然作为临时性结构, 但其安全同样不容轻视。场地条件千变万化, 需要在总结前人成果的基础上在工作中不断的去总结经验, 提高自己对岩土工程的认识。对于从事深基坑支护设计及施工的人员来说, 如何在安全的前提下能满足工期要求并达到最佳的经济效益是大家追求的终极目标。
参考文献
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[2]赵锡宏, 陈志明, 胡中雄, 等.高层建筑深基坑围护工程实践与分析.上海:同济大学出版社, 1996.
[3]刘保平, 宋淑平.深层搅拌法的设计施工与应用.济南:济南出版社, 2003.
[4]JG J120-99, 建筑基坑支护技术规程
基坑复合支护 篇8
深基坑支护工程影响整个工程的施工质量与安全。随着我国高层建筑的迅速发展, 深基坑支护技术已成为建筑施工的一个难点、热点问题, 广泛引起政府行政管理部门和设计、施工、监理、建设等单位的高度重视, 并逐渐形成为地基基础的一个专门领域。
近年来随着深基坑开挖工程的逐渐增多, 深基坑支护技术有了很大发展。在深基坑开挖工程中, 复合土钉支护现已成为桩、墙、撑、锚支护之后又一项较为成熟的技术。其特点是, 在土钉墙原位加固土体基础上, 利用预应力锚杆把边坡侧土压力荷载传到滑移面之外的土体深部, 以充足的锚固力, 保证边坡的长期整体稳定性。使土钉墙技术的应用范围得到了拓宽。
1 工程概况
某科技大厦工程主体地上十六层, 裙房六层, 均设三层地下室 (近似正方形布置) , 主体建筑西侧、南侧分别为1#、2#双层汽车坡道。该工程结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙结构, 筏板基础, 建筑面积71321.38m2, 占地面积13877.80m2。基底标高-15.72m (局部-17.15 m) 。
2 场地工程地质与水文地质条件
2.1 工程地质条件
该工程场地地貌单元属某河冲洪积扇中部, 地形较平坦, 地面绝对标高47.55m~48.57m。在钻探深度范围内地层按其成因类型与沉积年代分为人工堆积和第四纪沉积层两大类, 地基土主要由人工填土及第四系冲洪积成因的粘土、重粉质粘土、粘质粉土、砂质粘土和砂性土及圆砾、卵石组成。地层由上而下为:
杂填土 (1) ;砂质粉土 (2) :该层局部地段分布有粉质粘土 (2) 1;粉质粘土 (3) :该层局部地段分布有粉细砂 (3) 1, 砂质粉土 (3) 2;粉质粘土 (4) ;粉质粘土 (5) :大部地段分布有砂质粉土 (5) 1;粉质粘土 (6) :大部地段分布有粘土 (6) 1, 粘质粉土 (6) 2;细中砂 (7) ;卵石 (8) :个别地段分布粉质粘土 (8) 1, 此层未揭穿, 最大揭露厚度12.70m, 钻至最低标高12.62m。
基础持力层涉及粉质粘土 (6) 层, 粘土 (6) 1层, 粘质粉土 (6) 2层。
2.2 地下水特征
实测地下水两层。第一层属台地潜水, 静止水位相应标高为42.07~43.20m (埋深4.60m~6.50m) , 主要接受大气了降水补给;第二层为第四纪孔隙潜水, 静止水位相应标高为19.24~19.62m (埋深为28.10m~28.8m) 。
该工程基坑降水由建设单位单独招标并先期施工, 已降低水位至-18m, 具备土方开挖条件。
3 支护方案选择
3.1 基坑周边环境
拟建场地为建设单位老厂区, 地下范围内房屋基础、废弃管线较多, 建筑场地的周边环境较复杂。基坑北侧开挖上口线外15 m远处为一单层厂房, 西侧有天然气和热力等管线, 西侧有一条高压线路, 东侧、南侧紧邻城市道路;西侧基坑开挖范围内有一条废弃污水管线及污水泵房。
3.2 支护方案确定
本工程开挖深度、面积均较大, 根据基坑周边环境、工程地质与水文地质、施工季节等条件和同类工程施工经验, 本着安全可靠、技术可行、经济合理的原则, 通过对多种支护方案的分析、对比, 确定本工程的基坑支护采用复全土钉支护技术。
该工程基坑侧壁安全等级按二级考虑, 侧壁重要性系数取1.00。根据基坑外侧临建、相邻公路位置、荷载及基坑侧壁土层情况, 按《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-99) 有关规定, 采用以分项系数表示的极限状态设计表达式, 分别对基坑各侧壁进行支护结构设计。
以主体基坑支护设计为例:土钉钢筋采用Φ20~Φ25Ⅱ级钢筋, 梅花形布置, 水平间距1.2~1.5m, 垂直间距1.0~1.4m, 成孔直径110mm, 入射角度10°, 土钉长度10~13mm, 共设9道;混凝土面层厚80~100mm, 配置Φ6.5@200×200钢筋网, 加强筋Φ16Ⅱ级钢筋;在槽深5.2m、9.3m处设两道预应力锚杆, 材料为1-7Φ5钢绞线水平间距1.5m, 成孔直径150mm, 入射角度10°, 锚杆长度分别为16m、15m, 锚在18a槽钢腰梁上。
支护结构的稳定在很大程度上取决于施工方法、施工工序和施工进度。需要考虑的不利情况是:开挖到某一作业面的深度, 但尚未能及时设置这一步的土钉或注浆强度未达到设计要求时。台地潜水深度范围内边坡的稳定施工时需要加强监控。最危险的阶段一般是开挖至坑底而最后一排土钉尚未设置时。综上所诉应根据施工期间不同开挖深度及基坑地面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法进行整体稳定性验算。
4 施工过程中预防措施
由于本基坑采用机械大开挖, 所以施工过程中的及时快速支护对于基坑的稳定性具有极其重要的影响。土方施工必须与护坡施工及降排水密切配合。护坡施工要求必须分层分段的均衡开挖, 现场设专人负责挖方与护坡施工的协调, 控制每步的开挖深度和合理安排作业顺序, 做到分层分段开挖并不间断地及时支护。做到每段开挖长度、每层开挖深度与土钉垂直间距相匹配, 一则便于土钉施工, 二则避免超挖造成边坡塌方。
锚杆、土钉与土体之间的界面粘结力是其抗力得以发挥作用的基础, 应确保锚杆、土钉长度和注浆质量。土钉的开挖效应要求一排土钉设置后应停留一段时间, 或使用早强剂、膨胀剂, 使注浆体达到一定强度并与周围土体粘结牢固后, 再进行下步开挖, 这样不但使土钉的作用得以充分发挥, 而且保证土钉支护边坡具有良好的工作性能, 并处于稳定状态。
喷射混凝土可根据地层情况“先锚后喷”或“先喷后锚” (土质松剂散时) , 通过加速凝剂控制初凝和终凝时间, 加快注浆和喷面混凝土早期强度的发展, 保证土钉与喷锚面的牢固连接。
边坡支护的破坏是逐步发展的。基坑开挖与支护必须根据设计要求进行监测, 重点监测边坡的垂直沉降和水平位移, 注意观察土钉、锚杆端部附近的地表有无裂缝等, 自始至终将施工过程与现场的测试监控相结合。
本工程基础较深, 面积大, 挖土时正值雨季, 施工中要求密切注意边坡稳定情况。开挖前按方案要求布置好观测点, 并测得初始值, 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。如发现异常变形, 应立即停止基坑内作业, 分析原因, 采取增补锚杆、还土等加固措施, 确保边坡安全。
基坑开挖要重点解决好基坑排水问题。为防止雨季降水或基坑侧壁渗水, 基坑施工期间对工程周围的地表水, 应采取有效的截水、排水、挡水措施, 外延坡面1m抹平做散水面, 防止地表水流入基坑内。施工中应对地质勘察资料作必要的复查与补充, 减少因勘察资料不全或数据有误而导致的工期延误或损失。
本工程因上层滞水含水层渗透系数小, 降水难度较大, 易在坑壁形成一定的悬挂水, 呈现出水点及渗水线, 基坑开挖时, 采用堵排措施予以解决, 即在喷护混凝土面层内预埋塑料管将滞水导出坡面, 排水管长0.5~1 m, 根部加渗水孔并用麻丝与滤料填充。锚喷面深入基坑底200mm, 在槽底坡角处设置排水沟、集水坑, 用水泵抽排至槽顶排水管网中。
预应力锚杆:锚固段注浆强度大于15MPa并达到设计强度等级的75%后方可进行张拉, 锚杆张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响。张拉分三级张拉, 每一级要分别记录拉伸长度, 张拉至设计值时, 再次检查各连接点的情况, 必要时应对节点进行加固, 待额定压力稳定后锁定。
结束语
由于工程地质情况的复杂性和复合土钉支护技术设计的局限性, 护坡设计和施工中难免存在不足之处, 只有及时发现问题并采取相应措施调整支护结构做法, 才能防止工程事故的发生。
本工程基坑深度大, 场地狭小, 基坑周围地下障碍物较多, 地层土质比较复杂, 这些都给设计和施工带来了很大困难。但通过严格的施工管理, 通过大家共同努力, 在挖土、护坡施工中针对出现的各种不利情况, 及时采取切实可行的处理措施, 圆满解决了施工中出现的各种难题, 对周围地下管线及建筑物未造成任何影响, 工程质量高、施工速度快, 基坑安全稳定。复合土钉支护技术在本工程深基坑支护工程中应用取得成功。
摘要：复合土钉支护技术是将土钉墙与其他支护形式或施工措施联合应用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术。它将土钉墙与预应力锚杆等结合起来, 使得土钉墙技术在深基坑中应用及垂直土钉墙成为现实, 并改善了土钉墙支护形式变形较大的缺陷。本文主要介绍复合土钉支护技术在某科技大厦深基坑工程中的应用并结合工作实践中遇到的有关问题进行论述。
基坑复合支护 篇9
某中心基坑深度为6.0m, 结构形式为框剪结构, 主楼13层, 裙楼4层, 地下2层, 基础采用筏板基础。其南侧紧靠原有办公楼 (距办公楼外墙最近处为1.95m, 基础为筏板基础) , 北侧距围墙2.5m, 西侧场地较为开阔, 东侧距围墙8m (见图1) 。
场地土层自上而下依次为:⑴杂填土:杂色, 湿, 松散, 主要为红砖块、砂、炉渣及粉土等。⑵粉土 (2) -1夹薄层粉质粘土 (2) -2: (2) -1土黄色, 软塑, 很湿-饱和; (2) -2黄褐色-褐色, 软塑, 饱和。⑶粉土 (3) -1局部夹薄层淤泥质粉质粘土: (3) -1土黄色-浅黄色, 软塑-流塑, 饱和。⑷粉质粘土:褐色-灰褐色, 软塑-可塑, 饱和。⑸粉土:土黄色-浅黄色, 软塑, 饱和, 局部粉砂含量高。⑹粉质粘土:褐色-灰褐色, 可塑, 饱和。地下水位距地表2.5m左右。各土层主要指标见表1。
2 基坑支护方案
根据施工场地条件, 西侧场地较大, 考虑采用放坡开挖;北侧和东侧有一定的放坡空间, 考虑采用放一定坡度后进行支护;南侧紧临六层办公楼, 无施工场地, 只能采用直坡开挖。该基坑支护设计方案的难点是在保证基坑边坡的安全、稳定的条件下不影响南侧办公楼的安全和正常使用。
2.1 基坑西侧、北侧和东侧支护方案
(1) 基坑西侧:西侧边坡采用1∶1的放坡, 坡面喷30mm厚素混凝土面层, 防止地表水等其他因素造成边坡土体强度降低而引起局部塌方。
(2) 基坑北侧和东侧:为了保证新建建筑物施工空间和基坑边坡安全, 对该部位的边坡进行1∶0.2放坡, 并采用3道土钉进行支护, 土钉长度分别为8m、7m、6m, 梅花形布置, 面层厚80mm, 内配Φ8@200×200钢筋网。具体支护方法见图2所示。
2.2 基坑南侧支护方案
该工程的基坑开挖和建设将可能对原有的办公楼产生两方面的不利影响: (1) 基坑开挖过程中, 由于降水和基坑边坡侧向变形引起办公楼的不均匀沉降; (2) 新建建筑物施工完成后, 将对原有建筑物产生附加应力的不均匀沉降。已有建筑物的不均匀沉降将可能造成建筑物的开裂或倾斜, 影响其安全和正常使用。
为了保证已有建筑物的安全和正常使用, 综合考虑场地和已有建筑物的实际情况, 提出处理方案: (1) 采用微型桩对原有建筑物基础进行局部托换, 通过微型桩把原有建筑物上部结构的部分荷载传递到土层深部, 减小作用于基坑边坡上的荷载; (2) 采用合理的支护形式, 限制边坡的沉降和位移。通过两方面的综合处理, 减轻基坑开挖后边坡的沉降和位移, 减小新建建筑物对已有建筑物基础产生的不均匀沉降量, 既要满足基坑边坡的安全稳定, 不影响新建建筑的施工, 又要保证已有建筑物的安全和正常使用。
2.2.1 原有建筑物基础托换
原有建筑物为筏板基础, 整体刚度较好, 因为该建筑物受影响最大的部位是北侧, 为了防止该基础发生过大不均匀变形, 导致建筑物倾斜, 故只对建筑物北侧基础进行加固。由于建筑物北侧距离边坡的距离变化较大, 考虑只对距边坡最近处进行托换。微型桩桩位距外墙的距离为300mm, 桩间距为1200mm, 布置4颗微型桩。具体托换方案如图3所示。微型桩与原筏板基础采用Φ12@400梅花形布置的插筋连接, 承台宽度为500mm, 高度为300mm。
2.2.2 基坑支护方案确定
根据南侧基坑开挖深度、工程地质条件等方面综合考虑, 通过技术、经济比较确定边坡支护方案设计。
悬臂支护桩支护是以基坑底面土的被动土压力来平衡边坡的主动土压力和水压力的作用。该土层主要是饱和粉土, 土性参数c、φ值较小, 要达到支护边坡稳定需要支护桩有较大的嵌固深度, 同时要提供被动土压力则需要较大的位移, 因此, 边坡的位移将会很大, 有可能导致基坑周围地面、建筑物的开裂和破坏。
支护桩加预应力锚杆支护方案既可以减小支护桩的嵌固深度, 又可减小支护桩的水平位移。但由于该土层性质较差, 如桩间距较大, 桩间土可能流出, 同时要达到支护边坡的稳定需要预应力锚杆的长度较长。而且支护费用较高, 施工工期较长。
普通土钉具有经济可靠、快速简便的特点, 但在土性参数较小的土层中使用土钉, 需要土体发生较大变形土钉才能完全发挥, 土钉支护的边坡位移较大, 可能对周边建筑物产生较大影响, 同时每步基坑开挖的深度较小, 施工工期加长, 无法体现土钉快速简便的优势。
复合土钉 (土钉+微型桩) 支护方案中, 由于微型桩可以起到超前支护的作用, 既可以保证基坑按正常分步开挖, 边坡土体不会发生部分坍塌, 体现普通土钉经济、施工快速简便的特点, 又可以在一定程度上减小边坡的位移。
综合以上支护方案的优缺点, 确定南侧边坡采用复合土钉进行支护。
2.2.3 基坑复合土钉支护设计
现阶段复合土钉设计多采用以受力稳定性为主设计, 辅助于控制变形的设计方法, 通过施工过程中变形监测, 及时反馈信息, 完善复合土钉设计, 已达到控制变形的目的。
复合土钉设计采用对土钉长度、土钉抗拉承载力、边坡稳定性主要采用普通土钉设计方法进行设计, 以保证基坑边坡的稳定, 另外辅助于施加微型桩来限制基坑变形的设计思路进行。
因场地条件限制, 只能采用直立边坡, 水泥砂浆土钉, 土钉直径为100mm, 内配一根Φ28钢筋。土钉长度及竖向间距如图4所示, 水平间距为1.2m, 梅花形布置。面层厚150mm, 内配Φ12@200×200双层钢筋网。
1-1剖面采用4道土钉进行支护, 微型桩长度为9m, 嵌入基底以下3m, 桩间距为600mm;2-2剖面的土钉长度、间距、微型桩长度与1-1剖面相同, 不同之处是微型桩间距为1000mm, 支护范围为11.2m。具体支护方法见图4所示。
由于基坑南侧边坡东部距建筑物相对较远, 从基坑工程造价和施工场地方面考虑, 该部位的边坡开挖成直坡, 采用4道普通土钉进行支护, 土钉长度分别为14m、13m、9m、9m, 梅花形布置, 面层厚80mm, 内配Φ8@200×200钢筋网。
3 基坑支护施工
3.1 微型桩施工
根据图3、4所示的桩位, 进行微型桩施工。微型桩采用泥浆护壁成孔, 必要时使用跟进套管护壁。成孔清孔后放入钢筋笼, 后插入注浆管至孔底, 用压力注1∶0.3的水泥砂浆, 内掺高效减水剂及早强剂, 直至管满为止, 注浆压力为0.2MPa。微型桩进入第五层粉土1.0m。
对原有建筑物托换的微型桩施工, 在清孔完成放入钢筋笼时, 钢筋笼外侧对称绑扎两根φ30的钢管, 长度为1m, 沿钢管长度方向每隔300mm四周均匀布置4个2mm直径的花眼, 花眼位置均套胶皮。在微型桩水泥砂浆初凝后, 从两根钢管采用1~2MPa压力注入水泥浆进行二次压浆, 水灰比为0.5。在原基础下形成扩大头。微型桩施工完成5d后可进行基坑开挖施工。
3.2 基坑开挖与土钉施工
3.2.1 施工顺序
在微型桩施工完成5d后, 开始进行基坑开挖。基坑开挖前首先进行深井降水, 待水位稳定后再进行基坑开挖。开挖采用分层开挖, 施工顺序依次为:开挖、修坡、导管成孔、钢筋制作、安放钢筋、注浆、绑扎面层钢筋网、喷射混凝土面层、养护。
3.2.2 开挖与土钉支护
开挖时应采取分层逐段开挖, 作业面长度控制在10m以内, 同时严格控制超深开挖。该基坑第一步开挖1.7m, 以后每层开挖厚度为1.2m, 直至基底, 每步开挖后立即进行土钉施工和面层混凝土施工。上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到强度的70%后方可开挖下层土方及下层复合土钉施工。
基坑开挖第二步中, 发现在基坑北侧、东侧和南侧东部采用普通土钉支护的坡面上, 土体暴露时间超过2h, 就易发生局部土体坍塌现象, 并逐步向土体内部发展, 同时在开挖后槽底处发生较为明显的土体侧向挤出, 影响了基坑的正常开挖和土钉施工。但采用微型桩+土钉复合支护技术的边坡未出现上述问题。针对以上情况, 对普通土钉施工工艺及时做出修改。通过改变基坑每步开挖的土层厚度和坡度、开挖形式以及施工顺序, 较好地解决了普通土钉施工中土体局部坍塌和土体侧向挤出的施工问题。同时监测坡顶水平位移、沉降及建筑物情况, 发现问题及时解决。
3.2.3 施工要求
(1) 成孔。用Φ48钢管采用击入法埋置土钉, 孔深允许偏差50mm, 孔径允许偏差5mm, 孔位允许偏差100mm, 成孔倾角偏差5%。
(2) 注浆。用二次挤裂注浆方法, 土钉置入后插入注浆管, 以0.3~0.5MPa压力进行一次注浆, 及在首次注浆终凝2~4h内, 用高压 (2~3MPa) 向钻孔中的二次注浆管注入水泥砂浆, 注满后保持5~8min。注浆材料选用水泥砂浆, 其配合比可选用1:1.5, 水灰比为0.45, 水泥采用普通水泥, 充盈系数必须大于1。
(3) 抗拔力试验检测。土钉采用抗拔试验检测承载力, 试验数量不少于土钉总数的1%, 且不少于3根。土钉试验的合格标准为:土钉抗拔力平均值应大于设计极限抗拔力, 抗拔力最小值应大于设计极限抗拔力的1.2倍。
4 基坑监测
为保证基坑支护结构在开挖及基础施工期间的安全与稳定, 以及南侧建筑物的安全。在基坑边坡顶设置了水平及沉降观测点, 在南侧已建建筑物四周设点沉降观测点, 观测基坑边坡顶的变形与建筑物的倾斜。在每层开挖及支护后均进行观测, 同时注意基坑四周的裂缝观察 (见表2、表3) 。
基坑开挖完成后, 南侧建筑物产生的整体倾斜最大为0.77‰, 远小于规范4‰的要求, 建筑物未出现任何新裂缝。由表3中可以看出, 1-1、2-2剖面复合土钉支护边坡位移比4-4剖面普通土钉支护边坡位移降低很多, 可以减小边坡位移30%~50%, 采用复合土钉支护技术能够较好地解决土钉技术基坑变形大的问题;同时解决了采用普通土钉支护坡面软弱土体暴露时间过长, 发生局部土体坍塌的现象;开挖槽底处发生较为明显的软弱土体侧向挤出等问题, 保证了基坑的正常开挖和土钉施工。
5 结语
基坑复合支护 篇10
关键词：深基坑工程,土钉支护,变形分析
0 引 言
随着工业和城市建设的发展, 城市地面空间愈加紧张, 地下空间作为一种尚未充分利用的资源, 已开始受到重视并加以开发利用。深基坑工程是指与深基坑 (H≥6 m) 有直接关系的工程活动, 主要包括基坑支护工程、降水防渗工程、土方开挖工程、环境保护工程4 个方面[1]。
目前我国深基坑工程的支护方法较多, 以结构受力特点来看, 可将其划分为以下3类: ①被动受力支护结构, 其特点为支护结构依靠自身的结构刚度和强度被动地承受土压力, 这是一种以桩 (或墙) 锚 (或内支撑) 为代表的传统支护形式;②主动受力支护结构, 其特点为通过不同的途径和方法提高土体的强度, 使支护材料与土体形成共同作用体系, 从而达到支护的目的;③组合支护结构, 根据现场条件将以上两种支护技术同时应用于同一个基坑工程中。主动受力支护结构是当前国内较为流行的支护方法, 其中土钉支护技术已成为现今应用最为广泛的一种主动支护技术。土钉支护技术先以一定倾角成孔, 然后将钢筋置入孔内, 在孔内注浆形成土钉体, 随后在坡面披挂钢筋网, 并与土钉连接, 最后在坡面上喷射混凝土。土钉支护具有经济、可靠且施工快速简便等优点, 在我国得到了迅速的推广和应用[2,3]。
有限元方法作为一种强有力的数值计算方法, 不仅考虑了土体的应力应变关系, 而且能够模拟基坑施工过程, 地下水的渗流等主要因素对基坑变形的影响[4,5,6]。本文结合一个具体工程实例, 采用有限元法对深基坑的复合土钉支护进行了变形分析, 并将计算结果与监测数据进行对比, 分析基坑变形趋势和规律, 以期对深基坑工程的设计和施工具有一定的借鉴意义。
1 土钉支护的有限元数值模拟
1.1 土体本构模型及土钉支护结构的模拟
目前岩土工程中通常采用的土体弹塑性本构模型有:Mohr-Coulomb 模型和Drucker-Prager 模型。但M-C准则较D-P准则更适合于土体变形特征, 故本文在进行基坑开挖弹塑性计算时采用M-C模型。
土钉的作用简化为仅承受拉力的弹性杆单元, 土层开挖后喷射的混凝土面层简化为刚度较大的弹性材料。水泥土搅拌桩作为不透水材料进行考虑, 且水泥土搅拌桩之间的外摩擦角取水泥土搅拌桩与周围土体两者的最小值。
1.2 地下水的渗流作用
要确保基坑工程和周围环境的安全, 首先必须对基坑渗流场进行正确分析。将基坑地下水的渗流视为各向异性的二维平面渗流, 对于稳态渗流, 不考虑多孔介质和水的压缩性, 根据达西定律和渗流场的连续条件, 渗流区域内连续性方程为[4,5]:
式中:H为总水头函数, m;Kx、Ky为x、y方向的渗透系数, m/s。
第一类边界条件 (给定水头边界) :
式中:H (x, y) 为边界上的水头函数;φ (x, y) 为边界上的势函数。
第二类边界条件 (给定流量边界) :
式中:q为边界Γ2上单位宽度流入的流量 (流出为负) , m/s, 对于不透水边界, q=0;n为边界Γ2的外法线方向。
2 工程实例
2.1 工程概况
凤山中路苏扬地块位于佛山市凤山中路北侧, 属拆迁重建工程, 现已平整;拟建3～15层商住楼 (地下室2层) , 地下室2层, 考虑到地下室底板厚度及部分承台开挖深度, 基坑底开挖深度为8.2 m左右。
根据场地资料, 地层自上而下分层分别为:①人工填土, 包括杂填土、素填土;②冲积土, 包括粉质黏土、淤泥质土;③残积土, 主要是粉质黏土;④基岩, 主要是强风化粉砂岩。各层土的物理力学参数见表1。勘察期间测得场地地下水位埋深0.3～0.9 m, 地下水主要为第四系孔隙潜水, 地下水接受大气降水和地表水补给, 以蒸发方式排泄。
2.2 深基坑支护方式
根据该区域的地层分布及岩土层物理力学参数、地下水分布等, 设计方案分6个小区域, 本文只对基坑中的重点区域Ⅱ区进行有限元分析。根据该区域地层和地质情况, 综合考虑采用了以下的设计方案:该区段上部1.85 m采用1∶1放坡, 平台宽1.00 m, 1.85 m以下采用土钉墙 (4排) 垂直开挖的支护方案。
整个基坑设计以土钉墙为主, 只在局部区域Ⅴ区和Ⅵ区使用了排桩加锚索的设计方案, 降水措施为在基坑周围采用一排Φ550@350水泥土搅拌桩, 桩长控制穿过淤泥质土进入残积层不小于1 m, 设计桩长8～14 m作为止水帷幕。
2.3 考虑渗流作用的有限元模拟
结合该深基坑设计方案和施工过程, 针对设计的重点区域Ⅱ区土钉墙方案, 考虑地下水的稳态渗流作用, 运用平面有限元算法对该基坑支护和施工过程进行了模拟。
计算模型:根据对称性, 以基坑底部中心为对称轴, 并考虑基坑降水所能影响到的范围, 取计算模型的长度为60 m, 基坑各步开挖示意见图1;有限元计算模型采用四边形单元, 网格平均长度为0.5 m。
计算边界条件:①水力边界条件, 由于BC边距基坑较远, 基坑部位的降水不会对BC边的水位产生太大的影响, 因此取BC边根据具体地下水位取为定水头边界。基坑底部由于施工的要求, 不允许其有积水, 所以取FG边为定水头边界, 即取为具体开挖深度下0.5 m。AE边为对称边, 取为不透水边界, 底部边界AB也为不透水边界。降水措施水泥土搅拌桩两侧同样取为不透水边界。②应力边界条件, CB边、AE边法向约束, AB边X方向、Y方向都约束。考虑到基坑所受到的外部荷载, 在AE段施加10 kN/m的压力。
施工过程的模拟:根据具体的开挖步, 使用生死单元进行各开挖步的模拟分析;基坑的渗流考虑坑外有降水漏斗的稳定渗流工况, 用以分析基坑稳定渗流条件下渗透力分布;每一开挖步地下水基坑外侧常水头边界BC不变, 而基坑内侧的定水头边界随着开挖的基坑底部标高的变化而变化。
2.4 计算结果分析
有限元计算中第1步为平衡地应力, 没有进行开挖, 从第2步开始进行开挖至第7步开挖结束, 依次给出了基坑变形的水平位移变化规律、沉降变形及渗流场等势线分布等, 如图2-图7。
(1) 由图2、图3可知, 基坑坑壁随着开挖深度的增加水平位移也越来越大, 坡顶D点水平变形随开挖深度的增大而增大。
(2) 由图4可知, 基坑坑壁在不同开挖步中坑底处竖向变形最大, 最大值为15 mm, 这主要是由于基坑坑底回弹对坑壁竖直变形的影响造成的。坡顶点D点随着开挖深度的增大竖向变形先向上后向下, 最大沉降为12 mm。
(3) 计算结果也表明了基坑在开挖中由于坑底应力卸荷作用而产生坑底回弹的现象。
(4) 由图7可知, 渗流在水泥土搅拌桩底部发生绕流, 等势线在桩底处较为密集, 基坑渗流场中最大水力梯度出现在桩底附近。
3 现场监测数据分析
3.1 监测数据
在基坑施工过程中, 对基坑进行了水平位移和沉降的监测。对于Ⅱ区土钉墙支护方案的监测水平位移监测点位于H点, 在三维空间中对应为3和4监测点;沉降监测对应为监测点18。各点的监测值如图8-图10。
由图8、图9可知, 在基坑顶部随着开挖深度的增加, 水平位移变形越来越大, 至开挖结束, 最大水平位移接近18 mm, 3点和4点变化趋势一致, 随开挖深度的增加而水平增大;基坑顶部沉降先向上变形而后向下变形, 且越来越大, 直到沉降最大值16 mm到开挖结束后沉降又有所回弹, 这应该是当时施工开挖结束后没有及时进行坑底回填, 进而对顶部沉降造成的影响。
3.2 计算结果与监测数据对比分析
(1) 从水平位移变化图中可以看出:有限元计算结果与实测结果的变化趋势基本相同, 都是随着开挖深度的增加, 水平变形越来越大。
(2) 有限元计算结果与实测结果的沉降变化趋势基本相同, 都是随着开挖深度的增加, 先向上回弹, 进而向下沉降, 且沉降值越来越大。
4 结 语
(1) 用有限元方法可以合理地模拟复合土钉的支护过程, 且计算得到的基坑变形值与监测值变化趋势一致。
(2) 基坑顶部沉降随着开挖深度的增加, 先向上变形, 进而向下变形。基坑开挖引起的坑底土体回弹对沉降造成向上变形, 这在基坑刚开挖时表现得尤为突出, 在施工过程中应该引起足够的重视。
(3) 地下水的渗流对基坑变形的影响不容忽视, 在水泥土搅拌桩作用下, 基坑渗流场中最大水力梯度出现在桩底附近, 而不是在基坑的底部坡脚附近, 从而减小了渗流力对基坑底部土体的不利影响。
(4) 根据规范要求, 水泥土搅拌桩在做止水帷幕时不考虑它的支护作用, 但是计算结果表明如果不考虑其支护作用则得到的基坑水平变形较大, 与基坑实际变形有些不符, 可见考虑了加固效果的计算结果与实际更符合, 这也说明现行规范的保守性。
参考文献
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[7]王江涛.渗流对深基坑工程的影响分析[D].武汉:武汉科技大学, 2004.
综述基坑支护施工技术 篇11
关键词：基坑支护施工监测
0引言
基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系，而基坑支护就是为保证基坑开挖、基础施工的顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。基坑工程是一个古老而又具有时代特点的岩土工程课题。既涉及土力学中典型的强度与稳定问题，又包含了变形问题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用。基坑支护工程的内容主要包括支护结构设计、施工、监测和周围环境的保护等三个方面.这三个方面是相互联系、密不可分的。
1基坑支护设计与方案的选择
1.1基坑的几何尺寸：基坑场地的形状、深度和宽度等。
1.2基坑支护结构所受的荷载：①土压力、水压力：②垂直地面超载；③施工动荷载：④维护结构兼做主体结构时的人防和地震荷载(工期长的大型基坑支护工程也要考虑地震荷载)；④邻近建筑物引起的荷载；⑤其他影响基坑稳定的荷载。
1.3基坑场地的工程地质和水文地质情况：①勘测资料报告；②勘探数据测试方法；③地下水情况及分布，地表水水位、承压水层、承压气体。
1.4环境条件：①基坑施工场地及周围的地质性质；②基坑周围建筑物状况：③基坑周围交通状况及水域(河流)状况；④基坑周围公用设施分布及地下构筑物管线状况：⑤基坑所处地质环境特殊状况对基坑施工的特殊要求。
2支护结构类型和方案的选择
支护结构的种类繁多，国内常用的几种支护结构形式的如下；
2.1挡土灌注排桩或地下连续墙挡土灌注排桩系以现场灌注桩按队列式布置组成的支护结构；地下连续墙系用机械施工方法成槽，在槽内放置钢筋笼并浇灌混凝土形成地下墙体。
特点：刚度大，抗弯强度高，变形小，适应性强，振动小，噪声低，但排桩不能止水，连续墙施工需较多机具设备。
适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级；②悬臂式结构在软土场地中不宜大于sm；③)当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩与水泥土桩组合止水帷幕或采用地下连续墙；④适用于逆作法施工；⑤变形较大的基坑边可选用双排桩。
2.2排桩土层锚杆支护系在稳定土层钻孔，用水泥浆或水泥砂浆将钢筋与土体粘结在一起拉结排桩挡土。
特点：能与土体结合承受很大拉力，变形小，适应性强，不用大型机械，费用低。
适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级；②适用于难以采用支撑的大面积深基坑；③不宜用于地下水大、含有化学腐蚀物的土层和松散软弱土层。
2.3排桩内支撑支护系在排桩内侧设置型钢或钢筋混凝土水平支撑，用以支挡基坑侧壁进行挡土。
特点：受力合理，易于控制变形；但需大量支撑材料，基坑内施工不便。
适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级；②适用于各种不易设置锚杆的较松软土层及软土地基；⑧当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水措施或采用止水结构。
2.4水泥土墙支护系由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的连续重力式挡土止水墙体。
特点：具有挡土、止水双重功能；施工机具设备比较简单：使用材料单一，费用较低。
适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为二、三级：②水泥土墙施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa：③基坑深度不宜大于6m；④基坑周围具备水泥土墙的施工宽度。
2+5逆作拱墙支护系在平面上将支护墙体或排桩成闭合拱形的支护结构。
特点：结构主要承受压应力，可充分发挥材料特性，结构截面小，底部不用嵌固，可减少埋深、受力安全可靠，变形小，外形简单，施工方便，费用低。
2.6钢板桩系采用特制的型钢板桩，机械打入地下，构成一道连续的板墙，作为挡土、挡水围护结构。
特点：承载力高、刚度大、整体性好、锁口紧密、水密性强，能适应各种平面形状和土质，打设方便、施工快速、可回收使用，但需大量钢材，一次性投资较高。
适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为二、三级；②基坑深度不宜大干10m；③地下水位高于基坑底面时，应采取降水或止水措施。
3监测
3.1对周边环境的监护充分了解包括基坑周围相当于基坑开挖深度的2～3倍范围内地上的建筑物、高耸塔杆、输电线缆、古建文物、道路桥梁，以及地下管线、人防、隧道、地铁等设施和障碍物。如发现既有建筑物等已有裂损倾斜等情况，应收集其详细资料，并在必要处做出标记或摄像、绘图等。然后对调查对象承受地基变形的性能做出分析鉴定，确定应采取的监护方法，以及对基坑的影响并在基坑支护设计中加以充分考虑。
3.2开挖过程监测对开挖过程实施跟踪监测，并将信息及时反馈，充分掌握支护结构和基坑内外土体移动，随时调整施工参数，优化设计，以确保施工安全安全顺利进行。施工监测的作用还在于检验设计的正确性，并有利于积累资料，为今后改进设计理论和施工技术提供依据。
4存在问题
基坑工程支护技术虽已在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验，甚至在一些方面达到国际水平，但仍有一些问题需进一步研究和提高，以适应现代化经济建设的需要。
4.1土体抗剪强度参数c值的确定。尽管c值可以根据标准实验方法测定，但从理论上说也不一定符合分析方法所需，因为土体的抗剪强度与其受力途径有很大关系，标准实验给出的往往是加载过程下的强度指标，而基坑支护中的土体却是卸载过程下的破坏。
4.2土压力值的确定。土压力大小直接影响支护结构的安全度，但要精确计算土压力目前还十分困难，现在采用的仍是库仑公式或朗肯公式，其虽然可用于工程，但误差较大。另外土体物理力学参数的选择更是一个复杂问题，尤其在深基坑开挖后，参数是可变值，因此很难准确计算出支护结构的实际受力。
复合土钉支护技术在基坑中的应用 篇12
土钉支护是近年发展起来用于土体开挖稳定的一种新的挡土技术, 由于经济可靠, 且施工快速简便, 已在大量工程中得到运用, 但其不适宜在软土地基中运用, 且当对基坑变形要求严格时, 不宜采用土钉支护方案;地下连续墙由于墙体刚度大、整体性好, 结构和地基变形都较小, 因而在深基坑支护中得到采用, 但其造价高, 施工技术要求高。因此, 人们取土钉施工快速简便、造价低和地下连续墙整体性好、变形小的优点, 优势互补, 一种新的支护技术———复合土钉支护运用而生。
1 工程概况
1) 本工程为东方明珠世纪花园N6地块18﹟、11﹟、4﹟楼、2﹟双层车库、水泵房基坑支护工程。
2) 场地标高统一为建筑采用的相对标高, ±0.00 m相对于绝对标高7.80 m。
3) 基坑开挖设计标高分别为:18﹟、11﹟、4﹟楼-4.95 m;2﹟双层车库、水泵房-6.05 m。
4) 开挖设计标高为各结构物底板垫层底标高。施工前应按照结构底板图核对各部位开挖深度, 二者一致方可施工。施工开挖严禁超过设计深度。
5) 场地基本地层条件为:表层杂填土-可塑黏土-淤泥质粉质黏土-可塑粉质黏土。
6) 场地周围条件:本场地周围基本为开发商自用土地, 相对开阔, 除局部地段外, 未有建筑物。北侧:基坑开挖上口距离水系一般15.5 m, 局部3.5~8.5 m;南侧:距未建的10﹟、11﹟楼2.8 m;西侧:距未建的21﹟楼4.8m, 1﹟地下车库1.6 m, 20﹟楼17~23 m;东侧:距慈河路边线15 m。
2 基坑支护设计
考虑到周围条件、技术可行性、造价等因素, 本基坑采用水泥搅拌桩复合土钉墙为主要支护方案。复合土钉支护设计参数及要求如下:
1) 施工顺序:坡顶水沟-顶部放坡-深层搅拌桩-压顶梁及放坡面防护-桩体养护-坑内井点降水-分层分块开挖设置土钉-坑底水沟。
2) 顶部放坡:高度1 m, 坡率1∶1.00, 放坡后表面采用厚80 mm的网喷C20混凝土覆盖, 钢筋网Φ6.5@200, 覆盖范围至坑边线以外1 m。
3) 深层搅拌桩。①桩顶标高低于地表1 m, 桩长6~8.35 m, 墙厚根据不同的基坑深度采用700 mm或1 200mm, 桩间搭接200 mm;②水泥土墙采用切割搭接法施工, 应在前一桩尚未固化时 (12 h内) 进行后桩施工, 施工的起止桩搭接应采取加固措施, 保证搭接牢固, 消除搭接沟缝;③水泥掺入比:15%桩位;偏差:不大于50 mm;垂直度偏差:不大于0.5%;④施工工艺:二喷三搅 (预搅下沉-提升喷浆-搅拌下沉-提升喷浆-搅拌下沉-提升) 喷浆提升速度为0.5 m/min;⑤桩顶插筋及压顶:施工时及时插入插筋, 随后布设钢筋网片并施工压顶梁;⑥加强钢管:对桩体每间隔1.0~2.0 m于成桩时及其内, 外两侧插入长6m的Φ48×3钢管, 并露出桩顶200 mm与压顶梁内钢筋网, 插筋同时浇筑C20混凝土;⑦桩体养护期不小于28 d, 设计桩体强度不低于1 MPa。
4) 土钉。①土钉:采用直径48 mm壁厚3 mm焊管制作, 长9~12 m, 水平间距1.0, 垂直间距1.0 m (最上一层距地表1.20 mm) , 管壁注浆孔10 mm, 间距1 000 mm/2, 孔前设Φ16防砂钢筋, 土钉端头满焊成锥形封闭;②注浆:土钉管注浆采用水泥浆液, 水灰比0.4~0.5, 水泥级别32.5普通硅酸盐水泥, 每延米注浆量35 kg;③钢筋网:Φ6.5@200 (桩顶部位为100) , 双向设置;坡面间隔2 m×2 m打入长1.0 mΦ12短筋并与钢筋网片焊牢。钢筋网设置范围超过坑顶放坡边线1.0 m, 网边采用Φ12压边筋通长设置, 并与长1 m、间距2 m的垂直打入坡顶地面的Φ12的短筋焊牢;④喷射混凝土面层采用C20的细石混凝土, 水灰比0.4~0.5, 碎石粒径5~10 mm, 喷层厚度80 mm, 喷层进入坑底200 mm。混凝土分层喷射并可加入水泥量3%的速凝剂, 以利初凝小于10 min, 终凝小于30 min;⑤土钉连系及加劲筋:横向采用通长的2根Φ16钢筋, 纵向采用2根长400 mm的Φ16钢筋组成井字型与土钉头部焊接牢固;⑥土钉施工前应先对坑壁进行适当修整, 并于12h内完成土钉施工。
3 基坑监测
1) 监测主要有三项:水平位移、周围建 (构) 筑物、道路及地下管线、地下水位等, 主要是支护结构的水平位移。
2) 监测点的布置应在基坑边缘一倍基坑深度范围以内的建 (构) 筑物、支护结构等上, 其位置应设在典型位置、局部特殊位置 (如拐角点) 及平面位置上。
3) 位移观测基准点数量应不少于二点, 且应设在不受影响的地方, 并妥善保管好。
4) 基坑开挖前测得初始值, 不少于二次。
5) 监测点布置要求:离坡顶1 m沿走向10 m一个, 底部埋设深度不小于0.5 m。
6) 监测内容均监测沉降及水平位移 (相对基坑方向) 。
7) 监测周期:开挖深度5 m内1 d测一次, 5~10 m每天测2次, 挖完后7 d内每1 d测2次, 15 d内每1 d测1次, 30 d内每3 d测一次, 大于30 d后每5 d测1次。
4 结语
近年来, 房地产开发地块逐步向超大占地面积的方向发展, 由此带来开发商投资建设需要对地块分期投资和分段施工的特点, 土钉支护因有随挖随支护的施工灵活的特点, 可以很好地满足这一开发施工的特点, 且土钉支护为无内支撑结构体系, 形成明开挖的施工条件, 对基坑的土方开挖带来极大的方便与灵活, 但其不适宜在软土地区使用, 搅拌桩不仅有很好的刚度, 同时止水效果很好, 因而可将二者结合使用。本工程就采用水泥搅拌桩复合土钉支护体系, 取得了成功, 比纯粹使用地下连续墙在造价上可节省30%~50%, 大大降低了临时支护结构的工程费用, 同时也给其他基坑支护项目提供参考价值。
摘要：随着城市建设的发展, 高层和超高层建筑物不断涌现, 对深基坑边坡支护工程的设计和施工提出了更严格的要求, 不仅要确保基坑稳定、满足变形要求, 而且要确保基坑周围已有建筑物、构筑物、地下管网和道路等的安全。传统的放坡、土钉墙等支护方式虽然成本低、速度快, 但难以保证周边建筑物的安全;而桩锚、内支撑、地下连续墙等支护方式, 安全性好, 但成本较高且施工速度难以满足工期要求。因此马鞍山东方明珠世纪花园深基坑支护工程中将二者联合使用, 优势互补, 运用复合土钉墙支护技术取得了较好的效果。
关键词：复合土钉墙,土钉,水泥搅拌桩,联合支护,深基坑
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