深基坑鋼花管復(fù)合土釘墻支護(hù)的工程應(yīng)用

盧士華

(廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州 511483)

1 工程概況

本工程位于寶安區(qū)松崗東方大道北側(cè)，松崗中學(xué)西側(cè)，場(chǎng)地呈長方形展布，周長約291．11 m。擬建場(chǎng)地用地面積約54 069．32 m2的體育場(chǎng)館，主要建筑有綜合館:3層高度26．20 m，層底標(biāo)高-4．80 m;停車庫:1 層高度5．10 m，底層標(biāo)高 -0．60 m，游泳池:1層高度3．00 m，層底標(biāo)高-3．10 m;均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

本基坑為綜合館基坑，±0．00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高9．12 m，施工前將地面平至±0．000 m，基坑底板墊層底標(biāo)高為-5．6 m，基坑支護(hù)深度為5．6 m。本基坑設(shè)計(jì)考慮至地下室底板墊層底，不再單獨(dú)考慮局部加深，基坑坡底線為承臺(tái)外邊線退1 500 mm作為工作面。

2 水文地質(zhì)條件

1)地形、地貌特征。建筑場(chǎng)地位于寶安區(qū)松崗中學(xué)西側(cè)，原始地形為崗坡地與沖洪積盆地，原為農(nóng)田，現(xiàn)場(chǎng)地部分為臨時(shí)貨運(yùn)停車場(chǎng)，部分為臨時(shí)建筑活動(dòng)板房，場(chǎng)地東北邊堆積大量建筑垃圾，部分為綠化苗圃。場(chǎng)地較平坦，野外鉆探期間場(chǎng)地內(nèi)鉆孔孔口標(biāo)高為 10．41 m ～7．87 m，高差2．54 m。

2)水文地質(zhì)情況。本場(chǎng)地內(nèi)的地下水主要為第四系沖洪積層礫砂層中的孔隙水、第四系殘層礫質(zhì)粘性土層的孔隙水及風(fēng)化巖裂隙水，水量貧乏。大致以3剖面為界，以南以沖洪積礫砂孔隙水為主，為強(qiáng)含水層，水量豐富;以北以第四系殘層礫質(zhì)粘性土的孔隙水為主，為弱含水層，水量較貧乏。地下水補(bǔ)給源主要為大氣降水，本次野外鉆探期間為雨季，地下水穩(wěn)定水位受降水影響大。勘察期間測(cè)得的地下水水位埋深0．10 m～1．10 m，水位標(biāo)高為 9．14 m ～8．14 m。

3)建筑物及地下管線情況。基坑周圍無建(構(gòu))筑物、道路及地下管線。

3 基坑支護(hù)方案

本工程采用攪拌樁結(jié)合鋼花管土釘復(fù)合支護(hù)體系。具體剖面結(jié)構(gòu)如圖1所示。采用上部放坡、下部垂直開挖，基坑邊緣為深層攪拌樁施工，在易于成孔地段采用人工成孔鋼筋土釘結(jié)構(gòu)形式。坡頂約3．5 m范圍內(nèi)采用噴射混凝土進(jìn)行地面硬化，并與面板聯(lián)結(jié)成一整體，地面硬化混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，地面硬化厚度為10 cm。放坡處采用土釘φ16(L1 500@2 000)錨固。垂直開挖處攪拌樁一排φ550@400mm，鋼花管土釘φ48@1 300mm，土釘掛網(wǎng)噴C20混凝土支護(hù)。

4 施工技術(shù)

1)攪拌樁。

攪拌樁采用一排φ550@400 mm，見圖2，攪拌樁用32．5R普通硅酸鹽早強(qiáng)水泥，水灰比為0．45～0．55，水泥摻入量為5．5 kg/m，泥粉10 kg/m。

圖1 土釘掛網(wǎng)支護(hù)剖面示意圖（基坑北面）

圖2 攪拌樁平面布置圖

水泥攪拌樁施工采用四噴四攪工藝。第一次下鉆時(shí)為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應(yīng)小于總量的1/2，嚴(yán)禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時(shí)一律采用低擋操作，復(fù)攪時(shí)可提高一個(gè)擋位。每根樁的正常成樁時(shí)間應(yīng)不少于40 min，噴漿壓力不小于0．4 MPa。

為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴漿時(shí)應(yīng)在樁底部停留30 s，進(jìn)行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進(jìn)行磨樁頭，停留時(shí)間為30 s。

施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制噴漿時(shí)間和停漿時(shí)間。每根樁開鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。儲(chǔ)漿罐內(nèi)的儲(chǔ)漿應(yīng)不小于一根樁的用量加55 kg。若儲(chǔ)漿量小于上述重量時(shí)，不得進(jìn)行下一根樁的施工。

2)鋼花管土釘。

鋼花管式土釘，鋼管管頭部封閉，管身設(shè)置注漿孔。土釘下傾角10°。土釘長度、設(shè)置詳見圖3，圖4。注漿采用PC32．5R復(fù)合硅酸鹽純水泥漿，高壓注漿，水泥漿水灰比為0．45～0．55。

土釘施工前，應(yīng)先了解地下管線的分布情況，以便在土釘施打過程中避開管線。如在施工中鋼花管端部一旦碰到臨近建筑物的樁基時(shí)，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整土釘位置和角度。

鋼花管按設(shè)計(jì)長度下料后，錨入端應(yīng)做成錐形(銳角)，并將縫隙焊死，防止錨進(jìn)土層時(shí)泥水進(jìn)入錨管。鋼花管注漿孔按雙向每隔0．5 m設(shè)置，鋼花管離基坑邊壁2．5 m內(nèi)不設(shè)注漿孔，注漿孔直徑為5mm～10mm。所有注漿孔面積總和不宜超過鋼花管口徑面積的30%。在注漿孔處宜用鋼板焊上倒刺，規(guī)格10 mm×20 mm，防止鋼管錨入時(shí)泥土堵住注漿孔。

使用手持式?jīng)_擊錘將鋼花管錨入土體，施工時(shí)應(yīng)控制其定位和傾角，誤差在設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定的允許范圍內(nèi)。鋼花管置入后應(yīng)立即注漿并及時(shí)封閉，防止水土流失妨礙土體穩(wěn)定。

鋼花管土釘設(shè)置后，應(yīng)將鋼花管頭部、襯墊、聯(lián)系鋼筋、鋼筋網(wǎng)片用電焊相互焊牢，并及時(shí)噴射混凝土面層。

3)掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)面。

鋼筋網(wǎng)為φ6@200雙向，采用C20噴射混凝土，混凝土面層厚80 mm，配合比為水泥∶石子∶砂 =1∶2∶2．5(重量比)，石子粒徑小于15 mm。混凝土面層使用PC32．5R復(fù)合硅酸鹽水泥。砂料:使用中粗砂(見圖5)。

圖4 鋼筋網(wǎng)片及土釘平面示意圖

圖5 土釘立剖面示意圖

噴射混凝土采用干噴法并應(yīng)分片按自下而上的順序進(jìn)行，噴頭與受噴面的距離宜控制在0．8 m～1．0 m范圍內(nèi)，射流應(yīng)垂直指向噴射面。

5 基坑安全監(jiān)測(cè)

5．1 基坑及周邊檢測(cè)準(zhǔn)備工作

為確保基坑順利施工，做到發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)處理，在基坑開挖施工過程中，對(duì)本基坑安裝不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)基坑施工過程中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè):

1)對(duì)周圍原有的建筑物進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查、檢測(cè)和技術(shù)鑒定，并做好記錄、拍照、錄像等工作，為施工過程中檢測(cè)搶險(xiǎn)及可能產(chǎn)生的糾紛提供必要的依據(jù)。

2)詳細(xì)了解周圍地下管線的情況，并做好記錄。

3)在周邊建筑物、路面設(shè)置變形觀測(cè)點(diǎn)。

5．2 檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)方法、精度要求及測(cè)點(diǎn)布置

基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目是一項(xiàng)技術(shù)上復(fù)雜，不確定因素較多，風(fēng)險(xiǎn)性較大的系統(tǒng)工程，根據(jù)本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境的特點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行如表1所示項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)。

表1 基坑監(jiān)測(cè)內(nèi)容

另外，在基坑3H范圍內(nèi)應(yīng)埋設(shè)3個(gè)鉆孔基準(zhǔn)點(diǎn)，作為沉降、位移觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，所有監(jiān)測(cè)安排均應(yīng)以確保基坑支護(hù)及周邊環(huán)境安全為宗旨，若開挖過程中出現(xiàn)位移速率，支撐軸力較大等異常情況時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加密監(jiān)測(cè)次數(shù)，并且每次監(jiān)測(cè)完畢后及時(shí)整理分析測(cè)試數(shù)據(jù)，向甲方和監(jiān)理單位提供監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)報(bào)。

6 結(jié)語

本工程采用深層水泥攪拌樁與鋼花管土釘復(fù)合支護(hù)技術(shù)，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)開挖監(jiān)控、位移觀測(cè)，最大位移量為12 mm。實(shí)踐證明，本工程采用深層水泥攪拌樁與鋼花管噴錨支護(hù)在基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用是成功的，不僅效果好，而且造價(jià)低，有針對(duì)性，值得推廣使用。

［1］王立祥．鋼花管土釘在基坑事故處理中的應(yīng)用［J］．四川建材，2009(8):32-33．

［2］中國土木工程學(xué)會(huì)土力學(xué)及巖土工程分會(huì)．深基坑支護(hù)技術(shù)指南［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012．

［3］徐至鈞．深基坑支護(hù)新技術(shù)精選集［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012．