武漢某綜合樓基坑支護設(shè)計與施工技術(shù)

詹志發(fā) 金鑫 代勝

1 工程概況

武漢某醫(yī)院醫(yī)療綜合樓建筑占地面積948 m2，總建筑面積10 767 m2(不含地下室)，由1棟15層綜合樓，裙樓(5層)及1層整體地下室(地下車庫)組成。主樓擬采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，高50 m，裙樓采用框架結(jié)構(gòu)，高15 m，基坑開挖深度約5.0m～9.5 m。抗震設(shè)防分類為丙類，該工程重要性等級為二級，場地及地基等級為三級。

擬建場地北側(cè)距醫(yī)院擬建職工住宅樓圍墻6.0 m，南側(cè)距一交通主干道16.0 m，西側(cè)距醫(yī)院綜合大樓約0.6 m，東側(cè)距一住宅小區(qū)約7.5 m。場地地貌單元屬剝蝕堆積壟崗地貌，現(xiàn)場較平坦，地面標高在22.52 m～24.76 m，僅西側(cè)近綜合樓處有一高2.50 m～3.50 m的擋土墻，擋土墻上部地面標高在26.16 m～26.96 m。擬開挖基坑大致呈矩形，東西向長35.0 m;南北向?qū)捈s28.0 m，基坑開挖面積約1 000 m2，基坑周長約130 m。

2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察報告，本場地內(nèi)各土層特征為:①雜填土:黃褐色，結(jié)構(gòu)松散且不均勻，主要由黏性土混少量碎石、碎磚塊及生活垃圾組成，層厚0.50 m～2.90 m。②素填土:以黃褐色為主，呈可塑狀，主要由黏性土組成，局部含少量碎石，層厚 0.50 m～2.50 m。③粉質(zhì)黏土:黃褐色，可塑～硬塑狀，含有鐵錳質(zhì)氧化物，偶見灰白色網(wǎng)紋狀高嶺土，層厚0.9 m～8.00 m。④泥質(zhì)粉砂巖:灰綠色，粉砂狀結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)，主要礦物成分為石英、長石等，巖層層面傾角 40°～ 50°。

2.2 水文地質(zhì)條件

場區(qū)內(nèi)地表水不發(fā)育，主要為雨季時形成的地表面流，就近向低洼處排泄，一般水量不大，地下水主要賦存于上部填土中的上層滯水，接受大氣降水及地表水入滲補給，水量較小，水位連續(xù)性差，下伏粉質(zhì)黏土及泥質(zhì)粉砂巖為相對隔水層，富水性弱。

3 基坑支護方案的選擇

根據(jù)周邊環(huán)境和地質(zhì)條件，按照確保安全的前提下盡量節(jié)約施工費用原則，確定本工程的基坑支護方案為:北邊擬采用放坡加噴錨支護;東邊有配電房處在坡頂打兩排豎向φ 48花管壓漿，花管入老黏土深度500 mm，然后再采用直立開挖噴錨支護，東邊空地采用放坡加噴錨支護;南邊在坡頂打兩排豎向注漿φ 48花管，花管入老黏土深度500 mm，然后再采用直立開挖噴錨支護;西邊空地擬采用放坡噴錨支護、靠近醫(yī)院綜合樓和工地臨時辦公樓處采用鋼管樁和預(yù)應(yīng)力錨桿噴錨支護。

4 基坑支護設(shè)計

4.1 設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù)及計算

綜合場地地質(zhì)條件、基坑開挖深度、環(huán)境條件因素，確定該基坑安全等級西邊為一級、其他為二級。基坑開挖深度:5.0 m(南)，7.5 m 和 5.8 m(北)，5.3 m(東)，8.8 m，9.1 m 和9.9 m(西)。地面附加荷載:q=20 kPa(南)，q=15 kPa(北)，q=15(20)kPa(東)，q=60(45)kPa(西)。設(shè)計采用“天漢”(2005年)深基坑工程設(shè)計系列軟件。

4.2 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于該基坑四個方向其西側(cè)地形最為復(fù)雜，其他側(cè)均采用比較常規(guī)的支護措施，故著重介紹西側(cè)基坑支護設(shè)計方案。

西側(cè)開挖深度為9.1 m，9.9 m，8.8 m，支護總長度均為28 m。因為西側(cè)有醫(yī)院綜合樓、網(wǎng)吧、臨時辦公樓等，因地形較復(fù)雜該區(qū)基坑分四段支護。四段均直立開挖，采用“豎向鋼管樁+普通錨桿+預(yù)應(yīng)力錨桿”復(fù)合噴錨網(wǎng)支護結(jié)構(gòu)。豎向鋼管樁均布置在距基坑頂邊500 mm處，鋼管樁直徑110(口徑為130)。靠近網(wǎng)吧段，樁長11.0 m，間距1 000 mm，孔內(nèi)注入水泥漿，注漿50 kg/m。在坡面按縱橫向1 m×1 m的間距、呈梅花形布置土釘，土釘孔直徑100 mm，傾角15°，長7 m，拉桿為1Φ22 HRB335鋼筋。在坡面上設(shè)3排預(yù)應(yīng)力錨桿，頂層錨桿距地表 1 m，錨桿間距 2 m、排距3 m，錨桿孔直徑100 mm，傾角15°，長度均為18 m。靠近醫(yī)院綜合樓段，樁長12.0 m，間距800 mm，孔內(nèi)注入水泥漿，注漿 50 kg/m。在坡面按縱橫向1 m×1 m的間距、呈梅花形布置土釘，土釘孔直徑100 mm，傾角15°，長8 m，拉桿為1Φ22 HRB335鋼筋。在坡面上設(shè)3排預(yù)應(yīng)力錨桿，頂層錨桿距地表 2 m，錨桿間距 1.2 m、排距3 m，錨桿孔直徑100 mm，傾角 15°，長度均為24 m。靠近臨時辦公樓段，樁長為12.0 m，間距為1 000 mm，孔內(nèi)注入水泥漿，注漿50 kg/m。在坡面按縱橫向1 m×1 m的間距、呈梅花形布置土釘，土釘孔直徑100 mm，傾角 15°，長8 m，拉桿為 1Φ 22 HRB335鋼筋。在坡面上設(shè)3排預(yù)應(yīng)力錨桿，頂層錨桿距地表2 m，錨桿間距1.5 m、排距3 m，錨桿孔直徑100 mm，傾角15°，長度均為24 m。空曠段，樁長11.0 m，間距1 000 mm，孔內(nèi)注入水泥漿，注漿50 kg/m。在坡面按縱橫向1 m×1 m的間距、呈梅花形布置土釘，土釘孔直徑100 mm，傾角 15°，長7 m，拉桿為 1Φ 22 HRB335鋼筋。在坡面上設(shè)3排預(yù)應(yīng)力錨桿，頂層錨桿距地表0.90 m，錨桿間距 2 m、排距3 m，錨桿孔直徑 100 mm，傾角15°，長度均為18 m。噴錨支護面層噴射200 mm厚(第二段)和100 mm厚(第一、三、四段)的C20混凝土，內(nèi)置φ 6.5@200鋼筋網(wǎng)，錨桿與錨桿之間用Φ 16鋼筋加強。西2段噴錨支護設(shè)計如圖1所示。

5 主要施工要求

5.1 噴錨支護施工

基坑開挖施工應(yīng)遵循“信息法”施工的原則，整個基坑開挖宜采取分段分層開挖的方式，不同的區(qū)段應(yīng)按各區(qū)支護設(shè)計深度分層開挖，每層開挖厚度以下排錨桿位置以下0.50 m為限。每層土方開挖到位后，應(yīng)用人工在4 h內(nèi)將機械開挖的邊坡面修整，然后初噴一層，初噴層厚約 30 mm，接著施工土錨，掛網(wǎng)鋼筋，噴射第二面層。錨桿為預(yù)成孔錨桿，孔徑 100 mm～130 mm，中置1Φ 22 HRB335～1Φ 28 HRB335鋼筋后注漿。注漿漿液為純水泥漿，水泥漿采用P.O32.5水泥現(xiàn)場配制，水灰比為 0.45～0.50。注漿量約為20 kg/m，注漿壓力為0.3 MPa左右。面層噴射混凝土為C20細石混凝土，混凝土面層厚度為100 mm～200 mm。噴射混凝土水灰比為0.40～0.45，砂粒45%～50%，水泥與砂石重量比為 1∶4～1∶4.5。噴射混凝土所用水泥為 P.O32.5水泥，噴射混凝土內(nèi)粗骨料最大粒徑不宜超過15 mm。

5.2 地面硬化及坡頂排水溝施工

基坑開挖后應(yīng)立即在基坑坡頂及平臺上作表面硬化處理，硬化層寬2.0 m，硬化層厚度為80 mm厚C20素混凝土，表面硬化層宜做成反坡，反坡坡率0.5%，并在硬化層外施工排水溝。

6 注意事項

要保證該基坑順利開挖，還需要進行嚴密的邊坡頂位移和沉降、基坑周邊建筑物沉降觀測。沉降和位移觀測應(yīng)在基坑開挖前建好點，并進行首次原始數(shù)據(jù)的觀測。開挖前期每2天觀測一次，基坑開挖到底半個月后可每周進行一次觀測。當邊坡位移變形速率達到5 mm/d，沉降變形速率達到3 mm/d時，須24 h跟蹤監(jiān)測，并及時反饋監(jiān)測結(jié)果。

7 結(jié)語

該工程已按照本方案施工完成，在此過程中我們有針對性的對基坑周邊復(fù)雜環(huán)境采取了合理的技術(shù)措施，確保了基坑的開挖不影響周邊重要建筑、道路及管線等。同時，我們得出采用噴錨做護坡結(jié)構(gòu)在武漢常見老黏性土層地區(qū)具有較好的應(yīng)用前景，這也為今后類似的工程設(shè)計施工提供了寶貴的經(jīng)驗。

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