隨著現代城市建設和舊城改造的發展,地下空間的開發和綜合利用是未來發展的主題,為合理利用地下空間,必然帶來大規模的深基坑工程的開發與支護,隨著深基坑工程日益增多,各種深基坑支護技術日趨成熟,其中錨桿復合土釘墻支護技術以其造價低、效果好、適應性強、施工便捷等優點,近年來在諸多工程中應用。
前鋼集團廊坊總部及研發中心項目位于河北省廊坊市經濟技術開發區,項目總占地面積5.33 hm2,總建筑面積14萬m2,該項目由總部大樓、研發培訓中心、中期試驗場3個部分組成。地上部分有3個塔樓分別為22層和24層以及4層的裙房組成,地下部分為2層結構連通。基坑開挖面積約2.2萬m2,基坑開挖深度最深為13.6m。
基坑支護共分4個階段。第一階段:定位放線、放坡開挖,邊坡按1∶1.5的比例放坡開挖第一步土,槽深5m。第二階段:邊坡設置土釘、滿鋪鋼板網、噴涂5 cm厚細石混凝土。第三階段:支護樁施工、拉錨施工。第四階段:冠梁施工、封錨施工。
1)土釘。開挖完成后,成孔工具采用洛陽鏟,坡面上設置三排土釘,土釘長度為6m,水平間距1.5m,豎向間距第1排1.1m,第二排1.4m,第三排1.4m,釘體直徑16mm,土釘孔徑為10 cm,傾角為15°,一般孔位偏差不超過10 cm。
將鋼板網均勻平整的鋪在坡面上,將鋼筋與土釘進行焊接后與網片綁扎形成整體,再進行C20細石混凝土的噴射,使坡面形成完整的噴錨土釘墻面。
2)錨桿。成孔設備采用多功能小型鉆孔機,采用1860型鋼絞線,長度為20m,自由端為6m,錨固段14 m,傾角15°。錨桿間距為2.5m。
深基坑支護結構的主要作用是擋土,使基坑在開挖及基礎施工的全過程中能安全順利的進行,本工程采用錨桿復合土釘進行基坑支護,起到了非常好的支護作用。監理單位作為參建方之一,在施工過程中的工作重點有以下幾個方面。
1)基坑開挖深度為13.6m,屬于深基坑工程,開工前施工方案必須進行專家論證并按照專家意見進行修改后施工。
2)原材料。原材料質量的優劣對土釘墻的影響極大,對每批進場的原材料(包括鋼筋、水泥、砂、石等)按規定進行見證取樣,合格后方可使用。
2.2.1 基坑土方開挖及修坡
基坑開挖應分段分層進行,首層開挖深度為1.6 m,以后各層開挖深度不超過1.3m,每層分段開挖長度不超過15m,嚴禁超挖或在上一層未加固完畢就進行下一層。
2.2.2 土釘施工
1)土釘的成孔。采用洛陽鏟進行人工成孔,現場監理必須對土釘的孔位進行復測,符合設計要求后進行成孔施工,成孔后必須對孔的直徑、長度、俯角進行復測,符合規范要求后進行下一步施工。
2)鋼筋安裝。安裝前對鋼筋性能、加工鋼筋的尺寸進行復測,為使鋼筋處于孔的中心位置,每隔2m用直徑6.5mm鋼筋焊接一個居中支撐架,將其安放在孔內。
3)注漿。采用低壓注漿工藝,注漿壓力為0.5MPa,對于下傾的斜孔低壓注漿時宜采用底部注漿方式,注漿導管底端應先插入孔底,在注漿同時將導管以勻速緩慢撤出,導管的出漿口應始終處在孔中漿體的表面以下,保證孔中氣體能全部逸出,注滿后保持壓力3~5 min。注漿時需加入早強劑和膨脹劑,以提高注漿體早期強度和增大土釘與孔壁土體的摩擦力。
4)鋪網噴混凝土。 土釘施工完成后,噴混凝土前,應對網筋之間的扎絲、搭接進行檢查,網筋偏差為±10 mm,鋼板網鋪設時應當平整舒展,搭接不少于30 cm鉛絲綁扎牢固,保護層厚度應符合設計規范要求,對混凝土配合比進行復驗,符合要求后方可進行混凝土噴射施工,噴射混凝土時噴槍口與受噴面距離保持在1~1.2m為宜,留取至少3組試件,檢查混凝土強度,噴射完成后以鑿孔法對混凝土厚度進行檢查,保證厚度符合設計要求。混凝土養護采用內通蒸氣外敷草簾子方式。
2.2.3 錨桿施工
1)錨桿施工前,現場監理應對鋼絞線的出場合格證書、規格型號,水泥品種、強度等級進行檢查并對其進行見證取樣,對于各種如錨頭、錨墊板等錨件進行檢查合格方能使用。
2)檢查到場的鉆孔設備的完好要求進行試鉆以及鉆機的傾角調整是否靈活。檢查鉆機的鉆桿、鉆頭是否滿足方案設計的要求。檢查設備的配套電線電纜是否安全可靠。
3)鉆機就位后,應對鉆桿所對孔位、方位、傾角進行檢查,滿足要求后,固定鉆機進行鉆孔,本工程傾角為15°,在鉆進過程中,應隨時對其方位、傾角進行檢查,保證鉆孔誤差滿足設計規范要求,鉆孔深度通過丈量鉆桿控制。
4)施工過程應隨時對其施工記錄進行檢查,孔位的誤差應≯±100mm,鉆孔傾角允許誤差應≯±1°,孔深的允許誤差應<±50mm,孔徑的允許誤差應<±5mm。
5)錨桿桿體的組裝與安放。錨桿鋼絞線應平直、順直,桿體自由端用防腐蛇皮管進行包扎,與錨固體連接處用鉛絲進行綁扎;安放錨桿桿體時,防止桿體扭曲、壓彎,注漿管與錨桿一起放入孔內,管段距孔底100 mm,桿體放入角度應與孔傾角一致,安好后使桿體始終處于鉆孔中心。
6)注漿。注漿需緩慢進行,穩壓在2min以上,漿液配合比為0.5,注漿時應注意注漿量的控制,檢查注漿管應當緩慢的徐徐抽出,避免注漿管口抽出水泥漿面,待孔口見到水泥漿后馬上進行封堵,必要時進行二次注漿,注漿壓力控制在1~2MPa。
7)張拉。錨桿注漿完成7 d后方可進行張拉,鋼絞線應分級進行張拉,保證張拉數據準確,錨桿鎖定后,若發現有明顯預應力損失,應進行補張拉。
基坑支護開挖深度、面積均較大,除進行安全可靠地支護體系設計、施工外,必須進行現場檢測,做到信息化施工。按照GB50497—2009《建筑基坑工程檢測技術規范》規定,控制土釘墻上口邊坡坡頂位移30mm作為預警值,40mm為控制值。
基坑支護檢測有專業的檢測隊伍進行,檢測頻率由第一次支護階段開始到第一次回填,每天檢測一次;以后每7 d檢測一次,直至回填結束。檢測結果:坡面水平位移最大為12mm,地面沉降觀測最大為8mm,均符合規范要求。監理單位及時對檢測結果進行分析,隨時掌握邊坡的穩定狀態、安全程度,以便隨時修改設計及施工方案,達到設計與施工最優化。
結合本工程現場實際情況,采用錨桿復合土釘進行基坑支護,通過監理公司科學、嚴格的管理,層層把關,取得了很好地施工效果。
1)根據本工程現場檢測結果,采用錨桿復合土釘進行基坑支護成功解決了基坑邊坡的強度及穩定性問題,保證了安全施工。
2)由于錨桿復合土釘充分利用了土的自承載力的特點,與其他支護相比,其造價低、施工方便,可節約大量資金,經濟效果顯著。
3)本工程采用錨桿復合土釘進行基坑支護,其施工周期短,與挖土同時進行,很少占用獨立工期。挖土與土釘支護分段分層施工,充分發揮土體的空間支護作用并在開挖后及時封閉,使邊坡位移和變形及時得到約束限制。
[1]劉 釗.預應力錨桿復合土釘墻試驗研究[D].太原:太原理工大學,2010.
[2]肖 策,張永杰,紀建成,等.預應力錨桿復合土釘墻支護技術在宣鋼深基坑中的應用[J].天津冶金,2010,(5):51-55.
[3]GB 5073—2011,復合土釘墻基坑支護技術規程[S].
[4]JGJ 120—2012,建筑基坑支護技術規程[S].
[5]GB/T 50319—2013,建設工程監理規范[S].
[6]GB50497—2009,建筑基坑工程檢測技術規范[S].