某基坑支護工程設計方案

李桂云

(吉林中惠建筑基礎工程有限責任公司，吉林長春130033)

·巖土工程·

某基坑支護工程設計方案

李桂云*

(吉林中惠建筑基礎工程有限責任公司，吉林長春130033)

介紹了鉆孔壓灌樁、錨索及土釘墻在基坑支護設計中的聯合應用。通過工程實錄介紹了一級基坑設計的技術途徑，介紹了鉆孔壓灌樁、錨索及土釘墻的設計，并對設計方案進行了簡述。

鉆孔壓灌樁；錨索；土釘墻；基坑支護

1 工程概況

長春某擬建商業用樓工程分高層區和多層區，均設地下4層，基坑開挖深度±0.000以下18m，基坑支護長度為350m。場地內土層分別為雜填土、粉質粘土、礫砂、泥巖。場地及基坑周邊自然地面標高212.11～216.2m，建筑±0.0000為214.8m，實際基坑開挖深度為15.31～19.40m。

2 設計依據（見表1）

表1 設計依據表

3 基坑支護結構設計、計算原則

（1）考慮主體結構施工及場地排水需要，一般情況下，維護結構與主體結構凈空尺寸應取1.5m，本工程由于基坑周邊空間十分緊湊，維護結構與主體結構凈空尺寸取0.6～0.9m。

（2）維護結構設計應根據基坑深度、結構類型、使用條件、荷載特征、施工工藝等條件進行。

（3）維護結構設計除滿足受力條件外，還應滿足基坑穩定性、地表變形、結構變形等要求。

（4）邊坡整體穩定安全系數要求不小于1.30。

（5）根據巖土工程勘察報告及審察報告，結合規范，各主要巖土層計算參數取值見表2。

4 計算方法、公式、坡頂荷載及設計計算過程

依據地層條件及環境條件，邊坡安全等級為一級。

（1）采用《理正深基坑支護結構設計軟件7.01版》和《超級土釘墻支護設計軟件》5.5版進行錨桿抗拉設計與驗算，采用圓弧滑動簡單條分法進行整體穩定設計與驗算、配筋設計計算。

（2）支護采用土釘墻和混凝土排樁錨桿（索）聯合支護結構形式。

5 施工材料的材質及強度要求

（1）混凝土：樁及冠梁C25，噴錨支護面層C20。（2）鋼材：

①鋼筋：圓鋼：HPB235(?),螺紋鋼：HRB335（?）。

②型鋼鋼材：Q235A。

（3）注漿體強度：

①錨索：M30。

②土釘：M20。

表2 各巖土層計算參數

（4）焊接材料及焊接要求：用電弧焊焊接Q235級鋼和HPB235級鋼筋時采用E43型焊條，焊接HRB335級鋼筋時如果是窄縫焊接應采用E50焊條，幫條焊或搭接焊時可采用E43焊條。焊接熔敷金屬的化學成分和力學性能應滿足（GB/T5117—1995）和（GB/ T5118—1995）規定。對于鋼筋籠主筋的連接應采用焊接或機械連接，如果采用焊接，接頭必須按照施工條件進行試焊，合格后方可進行正是作業。焊接工藝及質量按國家現行標準《鋼筋焊接及驗收規程》（JGJ18-2012）的有關規定執行。

6 各工序設計說明

本工程分為3個區段進行支護：A區采用?800mm排樁加錨索聯合支護結構，B區采用土釘墻支護結構，C區采用?600mm排樁加錨索聯合支護結構。工程分區情況見圖1。

圖1 工程分區圖

6.1 鉆孔壓灌樁施工要求

采用鉆孔壓灌樁施工工藝。A區臨樓較近鉆機無法就位地段可采用人工挖孔樁施工工藝。

本工程護樁樁長20～21m，樁端進入風化泥巖4～5m,由于支護樁間距較近，采用間隔成孔施工，當已成孔的樁身混凝土終凝后，再施工相鄰的樁。

樁孔的施工允許誤差：孔徑+50mm；孔徑中心位移偏差±50mm；垂直度不超過1/200。

混凝土塌落度宜為180～200mm，粗骨料最大粒徑不宜大于30mm。

采用混凝土輸送泵泵送商品混凝土的方法灌注樁身混凝土。樁身混凝土的泵送壓灌應連續進行。

壓灌樁的充盈系數應為1.0～1.2,樁頂混凝土超灌高度不宜小于0.3～0.5m。

混凝土壓灌結束后，應立即用專用插筋器將鋼筋籠插至設計深度。

6.2 冠梁施工要求

施工冠梁前應將樁頂混凝土浮漿或疏松部分鑿除并呈平面，如樁頂低于設計標高時，應用強度等級高一級的混凝土接長，并將埋入冠梁的樁頂部分鑿毛、洗凈，A區冠梁的寬度為800mm,高度為500mm，C區冠梁的寬度為600mm,高度為400mm，混凝土強度為C25。

配筋情況見圖2。

6.3 錨索施工要求

本工程A區和C區進行錨索設計：

（1）土方開挖必須緊密配合錨索施工，當樁身混凝土達到設計強度后，方可開挖土層，嚴禁超挖。

（2）錨索成孔：機械開挖后應及時施工錨索，成孔采用回轉錨桿鉆機和洛陽鏟成孔，按設計要求定出孔位，孔位允許誤差±5cm，孔深允許誤差±20cm，孔傾角允許誤差±2°。

圖2 配筋圖（單位：mm）

（3）錨索制作與要求：錨索采用1860級1～4?15.2mm鋼絞線，錨固段每間隔1.5m（自由段每間隔2.0m）設置對中隔離架。

（4）注漿施工應遵守下列規定：注漿前先清孔，用清水將孔內殘渣清理干凈，直至孔內流出清水為止。水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥標號選用42.5R。注漿采用二次劈裂壓力注漿工藝，一次注漿采用常壓注漿，孔口設置止漿袋。第一次注漿完畢，水泥漿凝固收縮后，孔口應進行補漿。二次注漿在錨固體強度達到M5時進行壓力劈裂注漿，注漿壓力1.5～2.5MPa。

（5）錨索張拉鎖定：待錨固體混凝土達到設計強度75%后，安裝腰粱鎖具，張拉鎖定錨索。按設計預應力1.1倍超張拉，然后卸荷至設計拉力鎖定錨索。

6.4 土釘墻施工要求

土釘墻施工應遵守下列順序：

開挖工作面，修整邊坡，綁扎編網→壓筋、固定→初噴混凝土→安裝土釘（包括鉆孔、插筋、注漿等）→終噴混凝土→養護。

（1）基坑內降、排水。土方開挖前，應提前降水，當分層開挖時，要求地下水位低于開挖層底以下0.5～0.8m。土釘墻頂做C20鋼筋混凝土護面。

立面支護完工后在基坑四周底部挖排水溝。

（2）土方開挖。土方開挖必須緊密配合土釘墻施工，開挖出的護坡面必須符合設計要求，具體要求如下：

①上層土釘砂漿及噴射混凝土面層達到設計強度的70%后，方可開挖下層土方及下層土釘施工。

②基坑開挖要求自上而下分段進行，及時支護，嚴禁超挖。

③機械開挖后，應輔以人工修整坡面，坡面平整允許誤差±50mm。坡角大小和坡面平整度應達到設計要求。

（3）土釘施工：

①土釘成孔：土釘成孔采用回旋錨桿鉆機或洛陽鏟成孔。

②按設計要求定出孔位允許誤差±5cm。

③孔深允許誤差±20cm，孔傾角允許誤差±2°。

④土釘制作與要求：土釘采用HRB335級直徑?20（25）mm螺紋鋼筋制作，螺紋鋼作土釘時每間隔1.5m設置對中支架,。

⑤注漿施工應遵守下列規定：注漿前先清孔，用清水將孔內殘渣清理干凈。注漿體采用M20水泥砂漿，水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥標號選用32.5R，外加早強劑。

⑥土釘端部焊接鎖定：土釘鋼筋體端部與加強筋、鋼筋網片相互焊接。各鋼筋的位置由里向外是：鋼筋網、豎向（斜向）加強筋、橫向加強筋（土釘端頭鎖定筋）。

（4）噴射混凝土：噴混凝土的主要目的是為護坡鋼筋網提供足夠的保護層，具體如下：

①對開挖出的護坡面修理平整后，編網、綁扎、固定。

②噴射混凝土應分段分片依次進行，同一段內按自下而上順序噴射。噴射混凝土時噴頭和受噴面保持垂直，保持1m左右距離；噴手應控制好水灰比，保持噴射面平整，濕潤光澤，無干斑或流淌現象。

③混凝土厚度為10cm，面層厚度允許偏差±2cm。噴射混凝土終凝2h后，應養護。

④鋼筋網的鋪設應符合下列規定：

a.鋼筋網采用?8@200mm×200mm，鋼筋與坡面的間隙不宜小于20mm。

b.鋼筋網與土釘連接牢固，噴混凝土時鋼筋網不得晃動。

c.鋼筋網可焊接或綁扎，鋼筋網格允許誤差± 10mm，鋼筋網搭接長度不小于100mm，焊接長度不應小于網筋直徑的10倍；

d.網面加強筋橫向采用1?20（25）mm，豎（斜）向采用1?16mm,通長布置。

7 基坑施工監測

（1）監測內容。本工程現場監測項目有支護結構的側移、周邊地下管線的變形，邊坡周邊建筑物及地面的沉降和裂縫等（詳見基坑監測設計施工方案）。

（2）控制指標。水平位移和沉降指標按國家規范的有關規定執行，變形若超過標準應加密觀測。

（3）施工監測與施工工藝和施工組織密切相關，施工監測一方面要保證施工各階段結構始終處與安全狀態；另一方面根據監測數據的分析，對施工中結構的變形和受力進行有效的預測和控制。及時改進施工工藝，做到信息化施工。

8 質量檢查

（1）施工用水泥、鋼筋、鋼絞線等原材料和成品，按現行有關施工及驗收規范和標準進行檢驗。

（2）質量檢查按照《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）的要求進行。

（3）未盡事宜按現行國家及地方規范、規程、規定等進行施工及驗收。

9 檢驗與檢測

（1）樁的完整性檢測：按《建筑基樁檢測技術規范》（JGJ106-2003）執行。

（2）預應力錨桿（索）檢測的目的是為了檢驗錨桿的抗拔力和位移量能否達到設計要求，取樣數量為錨桿（索）總數的5%且不少與3根，施工達到設計強度75%后，方可進行檢測，其抗拔力達到1.0倍的設計值。

（3）檢測必須選用由相關資質的單位來進行。

10 施工應急預案

在施工過程中，若出現異常情況，采取的相關應急方案如下：

（1）樁頂位移每天超過3mm或累計水平位移達到警戒值時，需立即上報有關各單位，組織現場會議，分析產生的原因，商討處理方案。

（2）必要時可采取如下處理方案：

①坡頂卸載；

②在地面出現裂縫區域，采用純水泥漿進行灌填；③坡腳反壓土堆或砂包。

（3）累計位移增量超過變形控制值，視變形發展情況，確定是否進行邊坡內側回填土施工。要求回填土在1d內完成，回填土的范圍沿邊坡邊，回填土的高度不少于邊坡深度的2/3，寬度不少于10m，間隔不大于6m。

（4）保持對周邊建筑物及道路的沉降及變形觀測，若變形異常超過規范容許值，輕微的進行坡頂卸載，嚴重時需及時疏散相關人員，力求將損失減少到最低限度。

TU746

A

1004-5716(2015)02-0001-04

2014-03-19

2014-03-19

李桂云（1968-），女（漢族），吉林四平人，高級工程師，現從事巖土工程施工工作。