談土釘墻及斜撐組合型基坑支護(hù)體系的應(yīng)用

李紅萍

1 工程基坑支護(hù)簡(jiǎn)介

某工程建筑面積約11萬(wàn)m2，主要建筑物為4棟20層高層和地下1層車(chē)庫(kù)。

1.1 水文地質(zhì)條件

根據(jù)本工程勘察報(bào)告，場(chǎng)地地下水位約5.0 m，開(kāi)挖邊坡土層主要由雜填土、粉質(zhì)粘土和粉土組成。

1.2 周?chē)h(huán)境條件

某樓擬開(kāi)挖基坑南側(cè)為臨近某小區(qū)高層住宅樓的地下車(chē)庫(kù)，距基坑邊約9.0 m。其中局部地下車(chē)庫(kù)緊鄰基坑邊約2.96 m，場(chǎng)地狹小，其南側(cè)基坑深度約7.0 m，邊坡土體含水率高，在基坑深6 m～7 m的邊坡中埋有臨近小區(qū)的各種地源熱泵線(xiàn)管。

1.3 基坑支護(hù)方案

經(jīng)專(zhuān)家論證，決定基坑深5 m范圍采用土釘墻方式進(jìn)行支護(hù)，深6 m～7 m采用斜撐方式進(jìn)行支護(hù)。

1.4 施工順序

基坑開(kāi)挖深5 m，進(jìn)行土釘墻支護(hù)→地基與基礎(chǔ)工程施工，且筏基達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度→開(kāi)挖剩余的2 m，進(jìn)行斜撐支護(hù)→主體、地下車(chē)庫(kù)工程施工→具備拆除條件時(shí)，拆除允許拆除的支護(hù)體系。

2 支護(hù)設(shè)計(jì)方案概述

2.1 土釘墻

1)打超前錨桿，超前錨桿采用直徑約100 mm的木椽，長(zhǎng)度L=5 m，坑底上下各2.5 m，間距0.5 m。2)采用Φ18鋼筋作為土釘，長(zhǎng)度6 m，如無(wú)法人工成孔時(shí)，可改為機(jī)械打入φ48鋼管進(jìn)行成孔，土釘傾角5°～15°。3)水泥漿采用PS32.5標(biāo)號(hào)的水泥，注漿等級(jí)為M15，用Φ6.5@200鋼筋編網(wǎng)，并以 Φ16～Φ20鋼筋焊成井字架與土釘連接。4)面層采用C20細(xì)石混凝土噴射而成，基坑邊沿做寬1.0 m壓頂。5)設(shè)計(jì)方案提供的土釘長(zhǎng)度均為初定值，施工時(shí)土釘長(zhǎng)度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整。

2.2 斜撐支護(hù)

1)內(nèi)支撐沿基坑邊通長(zhǎng)布置，間距3 m，支撐上沿標(biāo)高與下沿標(biāo)高相差1 m，下沿標(biāo)高為基礎(chǔ)底板高度，長(zhǎng)度視基礎(chǔ)底板邊緣與基坑邊的距離而定。2)鋼支撐采用φ203(壁厚7 mm)鋼管，當(dāng)桿件長(zhǎng)度超過(guò)12 m時(shí)采用φ245鋼管，支撐頂部采用18工字鋼作為豎向加勁肋，并在鋼管兩側(cè)采用14a槽鋼焊接連接;鋼管頂部和端部均焊接一塊350 mm×350 mm×6 mm鋼板與兩側(cè)焊接連接。3)內(nèi)支撐頂部工字鋼與基坑土體接觸處的縫隙用C30細(xì)石混凝土填塞。4)內(nèi)支撐頂部基坑側(cè)壁噴射混凝土面層，打入短土釘(約1 m)后掛網(wǎng)(Φ6.5@200)噴射C20細(xì)石混凝土。土釘墻、斜撐組合型基坑支護(hù)體系見(jiàn)圖1。

3 支護(hù)體系的質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 土釘墻支護(hù)

1)分層開(kāi)挖。上層混凝土面層噴射24 h后方可進(jìn)行下一層深度的開(kāi)挖;可分段開(kāi)挖，開(kāi)挖長(zhǎng)度20 m～30 m;盡量縮短邊壁土體的裸露時(shí)間;嚴(yán)禁超挖。

2)原材料檢驗(yàn)。支護(hù)施工所用原材料(水泥，砂，石，鋼筋等)的質(zhì)量要求及材料性能的測(cè)定，均應(yīng)以現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。

3)注漿強(qiáng)度、噴射混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)和噴射混凝土厚度檢驗(yàn)。按規(guī)范規(guī)定留置試塊，并作為強(qiáng)度評(píng)定的依據(jù)。噴射混凝土厚度，可以用混凝土厚度標(biāo)志或其他方法檢查，有爭(zhēng)議時(shí)以鑿孔法為準(zhǔn)。

4)土釘抗拔試驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)已施工的土釘墻做土釘抗拔試驗(yàn)，檢驗(yàn)與其抗拔力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.2 斜撐支護(hù)

1)檢查特種作業(yè)人員(焊工)上崗證，必須持證上崗，人證合一;焊工進(jìn)行試焊，鋼管焊接質(zhì)量:焊角高5 mm，焊角寬8 mm等符合設(shè)計(jì)要求，方可進(jìn)行大面積焊接。

2)嚴(yán)把材料進(jìn)場(chǎng)關(guān)。鋼管提供合格證，用游標(biāo)卡尺現(xiàn)場(chǎng)檢查壁厚;編網(wǎng)鋼筋必須提供合格證，并按規(guī)定頻率進(jìn)行復(fù)驗(yàn);噴射混凝土原材:水泥提供合格證、復(fù)試報(bào)告;砂、石子進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，并提供混凝土配比單。

3)嚴(yán)格控制施工順序:先支撐后開(kāi)挖。先開(kāi)挖寬1 m的溝槽，安裝支護(hù)管完畢后，開(kāi)挖3 m，待填塞的混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，再開(kāi)挖下一個(gè)寬1 m的溝槽，依次施工。

4)細(xì)石混凝土填塞為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是受力從點(diǎn)到面的分散，填塞密實(shí)，強(qiáng)度滿(mǎn)足要求方可繼續(xù)開(kāi)挖。如果考慮進(jìn)度要求，可采用高強(qiáng)混凝土。

5)加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。噴射混凝土終凝2 h后澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫確定3 d～7 d。

6)及時(shí)進(jìn)行回填土施工。護(hù)坡與基礎(chǔ)空隙及時(shí)回填，并在筏基內(nèi)適當(dāng)填土，替換部分支撐作用。

4 注意事項(xiàng)

4.1 排水、導(dǎo)水設(shè)施

邊坡支護(hù)工程經(jīng)歷冬季、雨季，做好排水設(shè)施至關(guān)重要。基坑1.0 m壓頂做好排水坡度，壓頂內(nèi)側(cè)做排水溝;坑內(nèi)設(shè)排水溝、集水坑，并與邊壁保留0.5 m～1 m的距離;局部側(cè)壁水壓力較大，在支護(hù)面背部插入長(zhǎng)約0.5 m，直徑40 mm的水平導(dǎo)水管，間距1.5 m～2 m，外端伸出支護(hù)面層。

4.2 基坑監(jiān)測(cè)

1)監(jiān)測(cè)內(nèi)容:支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的水平位移與豎向位移;支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形;附近地表、路面的變形、開(kāi)裂及周?chē)ㄖ餇顟B(tài)的觀察。

2)監(jiān)測(cè)結(jié)果:基坑坡頂最大水平位移小于30 mm，與基坑開(kāi)挖深度之比小于0.30%;基坑坡頂最大豎向位移小于20 mm，與基坑開(kāi)挖深度之比小于0.30%，在監(jiān)測(cè)規(guī)范預(yù)警值范圍內(nèi)，支護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)變形，附近路面裂縫小，也無(wú)擴(kuò)展現(xiàn)象。

4.3 實(shí)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工

在施工中對(duì)開(kāi)挖過(guò)程實(shí)施跟蹤監(jiān)測(cè)，并將現(xiàn)場(chǎng)信息及時(shí)反饋設(shè)計(jì)單位，設(shè)計(jì)單位隨時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝。例如:針對(duì)流塑粘性土的部位，及時(shí)增加木網(wǎng)，預(yù)插槽鋼，從而保證了工程安全;斜撐支護(hù)安放第一、二根鋼管后調(diào)整開(kāi)挖順序?yàn)殚_(kāi)挖寬3 m→支撐→再開(kāi)挖，縮短了工期，且降低了成本。

5 土釘墻、斜撐組合型支護(hù)方式的應(yīng)用意義

土釘墻斜撐組合支護(hù)適用于施工主體因臨近于其他建筑物而基坑開(kāi)挖空間受限不能放坡開(kāi)挖，或者是因施工主體的附近地下埋設(shè)有各種管線(xiàn)而不能采用移動(dòng)方式處理的邊坡開(kāi)挖等的情況。本工程中，我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和周邊環(huán)境情況，靈活地采用土釘墻、斜撐組合型支護(hù)體系，這兩種支護(hù)方式互相組合、共同作用，安全、經(jīng)濟(jì)、合理地解決了復(fù)雜基坑支護(hù)問(wèn)題，不僅保證臨近建筑物及市政設(shè)施的安全和正常使用，而且使主體工程安全、順利地進(jìn)行。本方法具有施工方便、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在上述的復(fù)雜施工條件下值得推廣應(yīng)用。

［1］ JGJ 120-99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］ CECS∶96-97，基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.

［3］ GB 50497-2009，建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］ 李有宇.某大型廠區(qū)內(nèi)復(fù)雜深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)［J］.山西建筑，2010，36(3):106-107.