复合型基坑支护在工程中的应用

 
时间日期:2008-5-21        已被阅读次:[2478]
 
佛山市房建集团有限企业 彭知宏

  当前,使用较多的深基坑支护结构有各种排桩(悬臂、拉锚、内撑)、地下连续墙、水
泥土墙和土钉墙等多种形式。在我市大部分地区以软土为主,并且地下水位高,含水量丰富
,单一采用一种支护结构形式难以满足要求或造价较高。
  以水泥土搅拌桩作为止水帷幕,以土钉墙作为支护结构的复合型基坑支护形式使土钉
墙技术同样能应用于地下水位以下的土层。同时还具有以下优点:①止水效果显著;②能合
理利用土体的自承能力;③结构轻盈,弹性较好,有利于抗震;④施工设备简单,操作方便
,占用场地小;⑤变形易监控,能及时按实际情况调整土钉的间距及长度;⑥施工速度快,
防腐性能好,使用寿命长;⑦相比其他支护形式造价低。因此,在佛山地区得到了广泛的应
用。本文以佛山市新城市广场基坑支护为例,对以水泥土搅拌桩作为止水帷幕,以土钉墙作
为支护结构的复合型基坑支护的设计方案进行了研究分析。
  佛山市新城市广场位于季华五路(季华园西侧)。设地下停车库两层,基坑开挖范围
东西向139米、南北向97米,开挖深度为7.5m。施工场地东侧紧邻汾江南路、北侧紧邻季华
五路、西侧为佛山市财政大厦,场地十分狭窄。
  1 工程地质及水文地质条件
  场区地层自上而下依次为:①人工填土 厚1.0~3.3m;②粉质粘土 厚0.5~2.2m;③
粉砂、中砂 厚0.8~1.6m;④淤泥质土 厚1.0~4.5m;⑤粉质粘土 厚0.8~3.7m;⑥粉砂
厚2.8~11.7m;⑦中砂 厚2.5~11.9m;⑧粗砂及砾砂 厚2.5~10.7m;⑨残积土 厚0.4~2
.3m。场区地下水主要赋存于砂土层,涌水量丰富,地下稳定水位在1.0~1.2之间。
  2 基坑支护方案设计(见图1)

  (1)止水设计方案采用双排水泥土搅拌桩的止水方案。桩径为500mm,同排桩与桩的
水平间距为350mm,两排桩之间采取梅花状布置。桩长为10~17.5m。选取32.5R普通硅酸盐
水泥作固化剂,掺入量为48kg/m,水泥浆水灰比为0.5~0.55。
  (2)支护设计方案采用土钉墙结构方案。土钉分六排,横向间距1.1~1.3m,呈梅花
状布设;孔径110mm,土钉下倾角15°;土钉中插入1Φ22螺纹钢筋(如遇到不能成孔的土层
,用风镐锤直接击如Φ48×3.5的花钢管代替);灌注32.5R纯水泥浆,水灰比0.5~0.6,采
用重力、低压(0.4~0.6Mpa)法从孔底注浆填孔直至孔口溢出水泥浆,然后在钻孔口部设
置止浆塞,再次加压注浆3~5分钟;距坡面不小于40 mm处挂Φ6@150×150钢筋网,钢筋搭
接长度不小于200 mm。紧贴钢筋网挂2Φ18加强筋,横向与土钉焊接连接;喷射细石混泥土
,强度为C20,厚100 mm;土钉墙顶混泥土护面,宽1.2 m。在每个土层作3根非工作短土钉
(长6 m),注浆满72小时后进行土钉张拉试验,用以对比设计方案所取土钉界面粘结强度
τ是否适当,以便及时进行处理。
  3 质量保证措施
  (1)止水帷幕(水泥土搅拌桩)质量标准 ①钻头提升速度≤1.0m/min;②桩底标
高±200mm;③桩位偏差④50mm;④桩径偏差<0.04D;⑤垂直度偏差<0.5%;⑥桩与桩搭接>
200mm。⑦相邻桩与桩之间的施工时间不得超过12小时。
  (2)土钉墙质量标准 ①坡面平整度允许偏差±20mm;②孔位允许偏差±100mm;③
孔深允许偏差≥设计深度;④孔径许偏差≥设计直径;⑤土钉钢筋每1.5m设1组定位支架,
钢筋保护层厚度≥25mm;⑥土钉倾角偏差±1°;⑦注浆量≥理论计算量的1.2倍;⑧钢筋网
搭接长度应≥200mm;其它钢筋焊接与绑扎应符合<<钢筋焊接及验收技术规程>>JGJI8-2003
;⑨面墙喷射混凝土厚度应80℅达到设计厚度,其它要求实行《锚杆喷射混凝土支护技术规
范》GB 50086-2001。
  4 降水方法
  降水目标为粉粗砂层,粗砂层中的潜水疏干至中部,(即从地面往下9.0米处)。采
用深井抽排法降水。降水井23个,井深14m,孔径600mm,穿透中粉砂层,进入粗砂层。降水
井沿基坑周边封闭布置,间距约18m。
  为及时掌握止水效果和降水动态,设置地下水位观测井8个,分布在基坑四周。降水
井施工采用2台反循环300型钻孔桩机成孔,泥浆护壁,反循环钻进成孔至设计深度终孔,终
孔后下内径360mm钢筋笼,钢筋笼外包一层10目的铁丝网和二层30目的尼龙网。钢筋笼外围
填0.5碎石120mm厚。每个水井放入一个2.2kw的潜水泵进行抽排水。
  5 现场土钉抗拔试验
  每个典型的土层按开挖深度的顺序设置3个专门的非工作钉,土钉长度6m,成孔、注
浆等施工工艺与工作锚杆相同,进行破坏性抗拔试验,根据试验得出的极限荷载,计算出截
面粘结强度实测值,强度平均值必须大于设计标准值的1.25倍,否则必须修改设计。
  本工程在人工填土、粉质粘土、粉砂及中砂 、淤泥质土、粗砂及砾砂、残积土层中
各做了3个(共18个)非工作土钉,经试验,结果满足要求。
  6 基坑变形观测
  (1)在围蔽水泥土搅拌桩顶部设置水平位移和垂直沉降观测点28个,沿基坑四周均
匀分布,观测点间距15m。
  (2)观测要求:现场监测的准备工作应在基坑上开挖前完成,从基坑开挖直至土方
回填完毕均作变形观测,基坑支护施工阶段每天至少观测1次;基坑支护施工完成后7天以内
,仍然每天至少观测1次;完成施工7天后30天以内每3天测量一次;30天以后每周测量一次
。基坑顶部侧向位移与当时开挖深度之比≤5‰(砂层3‰)或30mm及12小时之内位移<5mm;
基坑顶部垂直沉降变形≤15m。
  (3)本工程顶部的最大位移量为35mm,最大沉降量为10mm,基坑处于安全状态,满
足了《基坑土钉支护技术规程》CECS 96:97中关于变形控制值的要求。
  7 结论
  本工程所使用的复合型基坑支护结构在新城市广场施工过程中十分稳定,未出现开裂
和下沉,确保了施工场地周围居民的安全及地下停车库的顺利进行。同时,经济效果显著。
     
 
 
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