深基坑复合支护型式在青岛某工程中的应用.doc

1、1深基坑复合支护型式在青岛某工程中的应用摘 要：本工程基坑属于大型深基坑，地质情况较为复杂，基坑侧壁安全等级为一级，结合工程实际，采用了“锚杆（锚索）肋梁（腰梁） ”、土钉墙、人工挖孔桩、钢管桩等多种支护结构型式。 关键词：深基坑；复合支护结构 随着我国建筑业日新月异的发展，深基坑开挖支护已极为普遍。由于深基坑工程与岩土地质、周边环境、上层结构、施工条件等有密切关系，尤其是青岛地区岩土地质分布、地下水情况以及各地层物理力学性质复杂多变，对深基坑开挖及支护加固有着较高要求。在青岛某深基坑工程中，针对所处环境及地质条件的特殊性，采用了“锚杆（锚索）肋梁（腰梁） ”、土钉墙、人工挖孔桩、钢管桩等多种

2、支护结构型式，取得了良好的经济技术效果。 1.工程概述 1.1 工程概况 青岛某深基坑工程位于临海繁华地段，东西两侧 15 米范围内分别为星级大酒店和商业办公楼，南北两侧为城市主干道，场区附近地下管线较复杂，基础开挖深度为 22.7m、21.4m。 1.2 工程地质、水文条件 1.2.1 地质概况 基坑揭露的地层自上而下为杂填土、细砂、基岩。杂填土层厚为20.703.10m，以回填粘性土为主，并混有建筑垃圾、碎石等；细砂厚度为 3.804.40m，黄褐色，饱和、中密，地基承载力标准值fak=200KPa；强风化花岗岩，层厚 2.2012.20m，地基承载力标准值fak=1000KPa；中风化花

3、岗岩，揭露层厚 0.509.00m，地基承载力标准值 fak=2500KPa。 1.2.2 水文条件 地下水主要为基岩裂隙水，涌水量约为 2000m3/天。 2.方案选择 依据本工程地质条件、周边环境条件和开挖深度不同，将基坑分为8 个支护区域，分别为东侧 E1、E2 区，南侧 S 区，西侧中部 W1、西侧北段 W2 区、西侧南段 W3 区，北侧 N1、N2 区。E2、N1 区采用“锚杆（锚索）肋梁（腰梁） ”复合土钉墙支护结构型式，S、E1、N2、W 区上部土层采用“排桩锚杆（锚索） ”支护结构型式，下部岩层采用“锚杆（锚索）肋梁”复合土钉墙支护结构型式。 3.施工要点 3.1 人工挖孔灌注

4、桩 由于本工程基坑最深处达 22.4m 且受周边环境条件影响，故在基坑东北角 E1 区和 N2 区、南侧 S 区、西侧 W 区上部采用了施工质量较为可靠的人工挖孔灌注桩加锚杆（锚索）支护结构。E1 区建筑经线距东侧大酒店基础水平间距为 8.2m，且大酒店基础埋深只有 10m，故本区域采用双排桩，其余区域采用单排桩。 3.1.1 人工挖孔桩做法 3E1 区采用双排人孔桩，N2、S、W 区采用单排人孔桩，排间中心距离2.0m，排内桩中心间距 2.4m，桩芯直径 800mm，护壁 150mm，桩端以进入强风化岩层不小于 3.0m 为控制标准，桩身强度等级 C25。在双排桩顶设置纵横向冠梁，单排桩顶设

5、纵向冠梁，以加强支护结构的整体性能。 3.2 预应力锚杆（锚索）施工要点 3.2.1 现场准备工作 3.2.1.1 与挖土方作业配合，使挖方作业面低于锚杆头标高500600mm，并平整好锚杆操作范围内的场地，以便钻机施工。 3.2.1.2 采用湿作业施工时，要挖好排水沟、沉淀池、集水坑、准备好潜水泵，使成孔时排出的泥水通过排水沟至沉淀池，再入集水坑用水泵抽出，同时准备好钻孔用水。 3.2.1.3 其他准备，包括电源、空压机、注浆机泵、注浆管、锚杆（锚索） 、预应力张拉设备等。 3.2.2 钻孔 3.2.2.1 钻孔前按设计及土层定出孔位并做出标记。 3.2.2.2 锚杆水平方向孔距误差不大于

6、50mm，垂直方向孔距误差不大于 100mm。钻孔底部偏斜尺寸不大于长度的 3%，使用钻孔测斜仪控制钻孔方向。 3.2.2.3 成孔时要随时注意钻进速度，避免“别钻杆” ，应把土充分倒出后再拔钻杆，以减少孔内虚土，方便拔钻杆。 3.2.2.4 土层内采用螺旋钻杆钻进成孔；岩层内采用潜孔钻冲击成孔，成孔后必须将孔内浮土清理或吹洗干净。 43.2.3 锚杆（锚索）制作与放置 根据不同区域的地质和环境条件的不同，采用钢绞线、钢筋、钢管等预应力杆体材料，对各种型式的锚杆进行交错布置，达到经济合理、技术可靠的目的。 本工程采用的锚索规格有 2S15.2、3S15.2、4S15.2，锚索长度为 10m19

7、m，沿锚索长度每间隔 2m 焊接一个环行对中支架，锚具及夹具在场外专业制作加工，锚索钢绞线自由段使用塑料带缠裹或涂抹黄油后套塑料管，以便将钢绞线与注浆体隔离，保证钢绞线的自由伸缩。锚索放置时应注意位置及塑料带保护。 本工程自进式锚杆采用 73、壁厚 7mm 的无缝中空钢管作为杆体材料，将钢管加工成设计长度后，在第一节钻杆上焊上简易钻头及螺旋片，作为锚杆钻进定向，同时增强锚固能力。自进式锚杆不需成孔，而是利用钻机直接将钢管钻至设计深度，在钻进过程中通过钢管利用循环水冲切土体。 3.2.4 注浆 3.2.4.1 注浆采用 P.O32.5 以上的水泥，水泥浆水灰比为 0.5。 3.2.4.2 水泥浆

8、搅拌后，用 12MPa 的压力泵经耐高压塑料管将水泥浆注入钻孔内。 3.2.4.3 锚杆张拉完成后，将自由段用水泥浆注满封闭，防止锚杆收缩应力释放。 3.2.5 预应力张拉 锚体养护一般达到设计强度的 75%后，可进行预应力张拉。 53.2.5.1 为避免相邻锚杆张拉的应力损失，可采用”跳张法”即隔 1拉 1 的方法。 3.2.5.2 正式张拉前，应取设计拉力的 10%20%，对锚杆预张 12次，使各部位接触紧密，杆体与土体紧密，产生初剪。 3.2.5.3 正式张拉宜分级加载，每级加载后恒载 3min 记录伸长值，张拉到设计荷载（不超过轴力） ，恒载 10min，再无变化时可以锁定。 3.2.

9、5.4 锁定预应力以设计轴拉力的 75%为宜。 3.3 土钉墙施工要点 按设计要求开挖第一步土、并修整边坡设钢筋网、喷射第一层薄混凝土钻孔放入土钉注浆土钉与面层锚固安装喷射第二层混凝土开挖第二层土方按此循环直至基坑底。 3.3.1 土钉墙支护必须遵循边开挖边支护原则，在锚杆浆体未达到相应强度之前不得开挖，不得不下挖时应留有相应倚托土体。坡顶设挡土混凝土，坡底设置排水装置。 3.3.2 基坑在水平方向的开挖也应分段进行，一般可取 1020m。同时，尽量缩短边坡裸露时间，即开挖后在最短的时间内设置土钉、注浆及喷射混凝土。对于自稳能力差的土体，如高含水量的粘性土和无粘结力的砂土，应立即进行支护。 3

10、.3.3 土钉成孔直径为 130、150mm，采用 HRB335、128 钢筋，倾角 15。孔位的允许偏差不大于 150mm，钻孔倾角误差不大于1。 3.3.4 土钉注浆所用水泥浆的水灰比为 0.5，采用高压（12N/mm2）注浆，为提高土钉抗拔力可采取二次注浆方法。即在首次6注浆终凝后 24h 内，用高压（23N/mm2）第二次注浆，注满后保持压力 58min。 3.3.5 土钉墙采用 6200 的钢筋网片，点焊或绑扎而成，网格允许误差 10mm，网片铺设搭接长度不应小于 300mm 及 25 倍钢筋直径。钢筋网片应牢固固定在土壁上，并符合保护层厚度要求。网片应与土钉固定牢固，喷射混凝土时不

11、得晃动。坡面根据渗水情况设置长度400mm、50塑料管作为导水管。 3.3.6 喷射混凝土强度等级 C20，喷射距离宜在 0.81.5m，从底部逐渐向上部喷射，喷射方向应垂直指向喷射面，但在钢筋部位，应先填充钢筋后方，然后再喷钢筋前方，防止钢筋背后出现空隙。 3.4 钢管桩施工要点 在基坑西侧设置钢管桩，一种是在人工挖孔桩挖至设计标高后立即进行钢管桩的施工然后继续桩身的下钢筋笼和混凝土的浇灌，另一种是部分区域无放坡空间，垂直下挖，采用直接在边坡处进行钢管桩的施工再结合锚杆肋梁的支护方式。 3.4.1 钢管桩施工工艺：场地平整定位钻机就位钢管桩制作与安装注浆冠梁施工完成、清理。 3.4.2 钢管

12、桩采用 159 的无缝钢管，间距 700mm，一字排开，桩内灌注 0.5 水泥浆，强度等级不小于 20MPa。钢管桩桩顶端部设置 500300的帽梁，采用 C30 砼振捣，桩插入帽梁深度不得小于 200mm。 3.5 肋梁（腰梁）施工 根据不同部位条件分别采用腰梁和肋梁，加强锚杆支护的整体性。 73.5.1 腰梁为梯形截面，梯形两侧面各配 425 主筋，箍筋8200，现浇混凝土等级为 C25。纵横肋梁截面 300300，喷射砼C20。 3.5.2 锚杆施工完毕后，进行腰梁（肋梁）钢筋的制作与安装，必须保证所有预应力锚杆（锚索）的锚头和锚具外露于腰梁或纵横肋梁之外，然后进行混凝土施工。 4.基坑边坡变形监测 4.1 坡顶水平位移与地面沉降监测点在基坑每边按照 18-25 米布置于坡顶，位移基准点设置于远离边坡的位置，防止基准点出现位移变形。监测频率为 1 次/2 天。 4.2 建立完整的观测预报体系，设专人负责，并做出应急预案。当基坑边坡变形过大、过快，周边建筑物出现沉降开裂等险情时就暂停施工，根据险情原因和现场允许条件选择应急措施。 5.结论 本工程地质条件较为复杂，采用了多种型式支护结构，安全顺利完工，达到了预期的效果，为今后基坑工程提供了可借鉴的施工经验。 参考文献： 1JGJ120-99 建筑基坑支护技术规程. 2GB50086-2001 锚杆喷射混凝土支护技术规范.