復合噴錨技術在軟土基坑中的應用

周 鵬

(鄂州職業大學 建筑工程學院,湖北 鄂州 436000)

復合噴錨技術在軟土基坑中的應用

周 鵬

(鄂州職業大學 建筑工程學院,湖北 鄂州 436000)

對復合噴錨技術的作用機理、設計方法、施工方法進行了系統的論述,并將其理論計算方法、設計原理應用于工程實踐,取得了良好的技術效果和顯著的經濟效益。

軟土;基坑;復合噴錨技術;深層攪拌樁;錨桿

1 工程概況及地質條件

擬建的鵬程帝景園(住宅小區)由七棟6+1層住宅樓,二棟22層高層及地下滿鋪的3層裙房組成。高層住宅樓及高層下滿鋪的裙房均設一層地下室。該建筑采用框架結構,鉆孔灌注樁基礎,建筑物安全等級為二級。

擬建場地北高南低,西高東低,相對高差約1m。地貌單元屬于長江Ⅰ級階地。其地層及分布情況見表1。

表1 工程地質分層表

擬開挖基坑長117m,寬67m,周長370m,基坑面積約7000m2,基坑開挖深度4.4～5.2m。基坑運營時間為半年。

本工程基坑壁、基坑底各土層的基坑設計參數取值見表2。

基坑特點如下:

ⅰ.場區存有較厚的軟～流塑狀態的淤泥質土層。淤泥質粉質粘土層的工程性質極差,邊坡支護受土質條件限制。

ⅱ.基坑東側距已有建(構)筑物間距最小為19m;基坑其它各邊距馬路大于9m,邊坡支護環境條件較寬松。

本工程邊坡支護設計應著重于考慮淤泥質土的工程特性和場區環境條件。

表2 基坑設計參數

該基坑開挖4.4～5.2m,根據湖北省地方標準《深基坑工程技術規定》(DB42/159-1998)中的有關條款,結合基坑周邊環境條件,確定本基坑安全等級為二級。

根據基坑的特點和巖土工程地質條件,結合武漢地區工程實踐經驗,采用深層攪拌樁與噴錨支護結構形式相結合[1],形成復合的噴錨支護型式。

2 復合噴錨支護結構計算

根據場區壞境條件、地層變化情況和邊坡高度,邊坡支護的計算設計如下。

2.1 深層攪拌樁豎向加固體設計

基坑內邊設置 1排深層攪拌樁,樁徑600mm,樁長從地表起算10.5～10.7m,控制基坑因邊長較長而引起中部過大的變形,在沿基坑邊長邊的中部設置2排深層攪拌樁加固體,長度30m左右,深層攪拌樁相鄰樁搭接200mm,噴灰量60kg/m,采用P32.5普通硅酸鹽水泥,深層攪拌樁樁體內每1200mm插入1根φ48鋼管,比攪拌樁長150mm,樁頂鋼管用鋼筋相連,噴C20混凝土150mm。

2.2 邊坡支護結構設計

基坑邊坡采用噴錨支護,取錨孔直徑120mm。利用“天漢設計軟件”電算。本文采用圖1計算簡圖,電算成果詳見表3、表5。

圖1 計算簡圖

綜合電算成果附后,HRB335級鋼筋抗拉強度設計值 fy=300N/mm2,邊坡設計計算成果匯總于表3。

基坑邊坡設計考慮的坡頂超載值:西側及南側段KLABCD段為15kN/m3、其他為10kN/m3,坑邊堆載不得超過設計考慮的坡頂超載且超載距坑邊1m以外。

2.3 基坑突涌驗算

場區地下水可分為兩種類型:填土中的上層滯水和砂層中的孔隙承壓水。

上層滯水主要賦存于上部雜填土層中,補給來源主要為大氣降水及地表生活排水。由于場區上部填土厚度較小,水量不大,可通過疏排予以解決。故對基坑的影響不大。

孔隙承壓水存在于下部砂層中,與長江水具有水力聯系,勘察期間測得場區地下水混合水位在0.3～0.7m之間,承壓水位埋深在2.8m左右,第3層淤泥質土和第4層淤泥質土夾粉土為相對隔水層,層底埋深最淺9.8m,基坑開挖5. 2m對基坑突涌進行驗算:

該基坑開挖預計在12月份左右開挖,按枯水季節,承壓水頭在地表下 3.5m.計算,據DB42/159-1998標準公式:Hw·γw≤1/γty·D·γ (基本信息數據見表4)。

當基坑開挖5.2m時,γ=17.8kN/m3,Hw= 6.3m,D=4.6m,γw=10kN/m3

γty=1.30>1.2,故滿足基坑抗突涌穩定性要求。

表3 邊坡設計計算匯總表

表4 天漢軟件噴錨支護與放坡基本輸入信息(文本)項目名稱:鵬程帝景園 計算剖面號:1-1 開挖深度:5安全等級:二級 重要性系數:1 土層信息共5層土層

注:無抗滑加固信息;按控制深度搜索最危圓弧;坡腳以下滑弧數:5;滑弧深度間距:1 m

表5 整體穩定性分析結果表

3 施工

3.1 深層攪拌樁的施工

本工程采用漿噴樁作為基坑支護豎向加強體,樁徑600mm,樁長6.5～9.0m,搭接150mm,樁間距1050mm,空孔高度1.0～1.5m,樁中插1Φ48鋼管,鋼管壁厚不小于 2.5 mm,樁數共1057根。

ⅰ.施工準備:采用PH-5A型漿噴樁機一臺,注漿泵一臺。

ⅱ.材料:采用紅榜P32.5水泥,每米水泥用量為60kg。

ⅲ.施工工藝:清障、平整場地→測放樁位→樁機對位→鉆進→加漿→提鉆→插管→移位。

ⅳ.施工質量

本工程漿噴樁1個月完成全部漿噴樁的施工,后經開挖檢查,成樁質量較好。

3.2 噴錨網施工

漿噴樁施工完成后,根據漿噴樁施工養護的時間,28天后進行土方的開挖及噴錨網的施工。本工程噴錨網采用鋼筋網,錨桿采用花管,全程注漿。

施工工藝流程:測量放線→開挖→修坡→初噴→打入花管→布鋼筋網→復噴→養護→注漿→養護→開挖下一層。

布鋼筋網:沿坡面布置的分布筋,沿錨桿布置縱橫向的加強筋各1根,并與錨桿焊牢。

4 應用效果

4.1縮短了工期,土方施工與噴錨支護同時進行,基坑開挖到基底,支護到基底,土方開挖完成,墊層可澆注完成。

4.2支護效果良好,基坑完成后,主體結構封頂時,測得基坑坑頂的水平位移為27mm,符合規范的要求。目前,該樓已整體驗收,居民已入住。

4.3取得了很好的經濟效益。按此方法進行施工比通常的樁排支護施工,可節省造價約40%～50%。

[1]鄭志文.廣州市區珠江畔高地下水軟土場區基坑支護[J].人民珠江,2003(3):20-23.

[2]華南理工大學.基礎工程[M].北京:中國建筑工業出版社,2007:103-109.

[責任編輯:李靖頡]

Application of Composite Anchor-Shotcrete Supporting in Deep Excavation of Soft Soil

ZHOU Peng
(Architectural Engineering Department,Ezhou Polytechnic,Ezhou,436000,China)

The work mechanism,design method and the construction method are systematically expounded.By applying these methods in deep foundation pit engineering practice,good effects and economic benefit have been achieved.

soft soil;foundation pit;composite anchor-shotcrete;deep mixing;pile anchor-rod

book=2010,ebook=83

TU41

A

1671-5977(2010)02-0120-04

2010-03-14

周 鵬(1977-),女,湖北黃岡人,鄂州職業大學建筑工程學院講師,主要從事土木工程研究。