聯合支護體系在深基坑工程中的應用

延 延 艾 強 孫社強

(中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710077)

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聯合支護體系在深基坑工程中的應用

延 延 艾 強 孫社強

(中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710077)

結合國電寶雞第二發電廠擴建工程的特點，確定了土釘與樁錨聯合支護的基坑方案，闡述了翻車機室與輸煤道基坑的施工工藝流程，基坑監測結果表明，該支護方案取得了良好的施工效果。

基坑，錨桿，土釘，支護

傳統的放坡、土釘墻等支護方式，具有成本低、施工速度快等特點，但難以保證周邊建筑物的安全性能；而樁錨、內支撐、地下連續墻等支護方式，安全性好，成本較高，施工速度難以滿足工期要求[1]。因此，結合土釘作業施工速度快、成本低的特點以及樁錨支護安全性較高的優勢，使得土釘和樁錨聯合支護成為新的基坑支護方式。

1 研究區概況

國電寶雞第二發電廠擴建工程位于寶雞市鳳翔縣，廠區北高南低，屬千河北岸Ⅱ級階地，擬建翻車機室基坑坑底開挖線34 m×31 m，基坑開挖深度18.5 m，輸煤道基坑開挖深度10.5 m～16.5 m。工程地質條件自上而下的主要地層分布為：素填土，黃土狀粉質粘土和卵石。根據勘察報告顯示地下水位埋深在卵石層以下，即基坑開挖面以下，因此不考慮地下水對基坑的影響。

基坑開挖平面圖見圖1。

2 工程特點

翻車機室基坑AB段頂鄰廠區馬路2.1 m，距廠房不到10 m，且各種重型貨車快速通過產生較大動荷載；CD段頂鄰寶中線鐵路13.7 m，火車經過時動荷載較大；輸煤道基坑頂有輸灰管架和一條10 kV輸電電纜橫穿，輸灰管架正常工作，對輸煤道基坑產生較大動荷載。由于基坑深達18.5 m，越往下施工，基坑整體安全性尤為重要，且基坑施工期間不能對公路、鐵路、輸灰管架和工業生產產生影響，施工工期緊，施工難度大。根據以上特點，在支護的設計和施工中，必須嚴格控制基坑邊壁的變形[2]。

3 基坑支護方案的選擇

3.1 翻車機室基坑

AB段頂部3 m按1∶0.1放坡，CD段頂部3 m按1∶0.2放坡，均設1 m寬平臺，下部15.5 m按1∶0.3放坡，布設5排錨桿、8排土釘，基坑第一級邊坡2排土釘橫向、縱向垂直間距均為1.2 m，基坑第二級邊坡錨桿、土釘橫向間距1.5 m，縱向垂直間距1.4 m。錨桿L=18 m，16 m，Le=8 m，施加預應力120 kN；土釘長度分別為10 m,13 m,15 m。錨桿、土釘成孔孔徑均為130 mm，仰斜角度均為10°，見圖2,圖3。坡面掛網噴射混凝土防護，噴射混凝土厚度100 mm，配單層網片φ8@200，錨桿、土釘位置橫向配通長加強筋2φ16，壓于錨桿墊板下或土釘彎鉤下，鋼筋網片及加強筋在噴射混凝土伸縮縫位置斷開。噴射混凝土標號不低于C20，掛網噴錨每隔12 m設置一條豎向伸縮縫。

BC段、AL段和DE段均按1∶1放坡，面層作60 mm厚C20素噴射混凝土。

3.2 輸煤道基坑

EF段按1∶0.6放坡，土釘長度分別為8 m,6 m；KL段按1∶0.45放坡，土釘長度分別為10 m,8 m。坡面均布設8排土釘，間距1.5 m，縱向垂直間距1.5 m，成孔孔徑均為130 mm，仰斜角度均為10°，見圖4，圖5。坡面掛網噴射混凝土防護，噴射混凝土厚度100 mm，配單層網片φ8@200，錨桿、土釘位置橫向配通長加強筋2φ16，壓于錨桿墊板下或土釘彎鉤下，鋼筋網片及加強筋在噴射混凝土伸縮縫位置斷開。噴射混凝土標號不低于C20，掛網噴錨每隔12 m設置一條豎向伸縮縫。

GH段和IJ段支護方案均采用錨拉式灌注樁支護，灌注樁直徑800 mm，間距1.2 m，樁長17.7 m，樁底深入卵石層不小于1.5 m；中間位置灌注樁外側布置三排錨索，縱向間距3.5 m，橫向間距1.2 m；兩側灌注樁外側布置一排錨索，豎向分別在2.5 m,3 m的位置，橫向間距1.2 m；錨索為3×φ15.24，長度L=18 m，錨固段Le=10 m，施加預應力Rt=120 kN。灌注樁頂做0.8 m×0.5 m冠梁，錨索位置做2×25b槽鋼梁，灌注樁、冠梁混凝土標號C30，見圖6。

4 基坑支護施工

4.1 翻車機室基坑施工順序

土方挖至-2.0 m(按照各坡面設計坡比)，地面～-1.6 m邊坡掛網噴射混凝土→第一排土釘施工→土方挖至-3 m，設1 m寬平臺→-2.8 m處第二排土釘施工→-1.6 m～-3 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-4.4 m→-4.0 m處第一排錨桿施工→-3.0 m～-4.0 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-5.8 m→-5.4 m處第三排土釘施工→-4.0 m～-5.4 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-7.2 m→-6.8 m處第二排錨桿施工→-5.4 m～-6.8 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-8.6 m→-8.2 m處第四排土釘施工→-6.8 m～-8.2 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-10.0 m→-9.6 m處第三排錨桿施工→-8.2 m～-9.6 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-11.4 m→-11.0 m處第五排土釘施工→-9.6 m～-11.0 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-12.8 m→-12.4 m處第四排錨桿施工→-11.0 m～-12.4 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-14.2 m→-13. 8 m處第六排土釘施工→-12.4 m～-13.8 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-15.6 m→-15.2 m處第五排錨桿施工→-13.8 m～-15.2 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-17.0 m→-16.6 m處第七排土釘施工→-15.2 m～-16.6 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-18.5 m→-18.0 m處第八排土釘施工→-16.6 m～-18.5 m邊坡掛網噴射混凝土。

4.2 輸煤道基坑施工順序

4.2.1 EF段和KL段

土方挖至-2.6 m(按照各坡面設計坡比)，地面～-2.2 m邊坡掛網噴射混凝土→第一排錨桿施工→土方挖至-4.1 m→-3.7 m處第一排土釘施工→-2.2 m～-3.7 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-5.6 m→-5.2 m處第二排土釘施工→-3.7 m～-5.2 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-7.1 m→-6.7 m處第三排土釘施工→-5.2 m～-6.7 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-8.6 m→-8.2 m處第四排土釘施工→-6.7 m～-8.2 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-10.1 m→-9.7 m處第五排土釘施工→-8.2 m～-9.7 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-11.6 m→-11.2 m處第六排土釘施工→-9.7 m～-11.2 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-13.1 m→-12.7 m處第七排土釘施工→-11.2 m～-12.7 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-14.6 m→-14.2 m處第八排土釘施工→-12.7 m～-14.2 m邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-15.2 m→-14.2 m～-15.2 m邊坡掛網噴射混凝土。

4.2.2 GH段和IJ段

測量放線→灌注樁施工→土方挖至-2.9 m處，-2.5 m第一排錨索施工，地面～-2.5 m兩側邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-3.9 m處，-3.0 m第二排錨索施工，-2.5 m～-3.0 m兩側邊坡掛網噴射混凝土→-3.5 m第三排錨索施工，-3.0 m～-3.5 m兩側邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-7.4 m處，-7.0 m處第四排錨索施工，-3.5 m～-7.0 m兩側邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至-10.9 m處，-10.5 m處第五排錨索施工，-7.0 m～-10.5 m兩側邊坡掛網噴射混凝土→土方挖至基坑底，-10.5 m～基坑底兩側邊坡掛網噴射混凝土。

5 基坑安全監測

基坑支護的施工監測包括：地表開裂狀態(位置、裂寬)的觀察；附近建筑物和重要管線等設施的變形觀察；在施工過程中，進行監測基坑的水平位移和垂直位移變化。

5.1 基坑的水平位移和垂直位移監測

基坑開挖第一步完畢、坑頂散水做完后，進行基準點及觀測點的布設。每天監測不小于1次～2次，在完成基坑開挖、變形趨于穩定的情況下可適當減少監測次數，施工監測過程應持續至整個基坑回填結束。測點位置應選在變形最大或局部地質條件最不利的地段，測點總數不宜少于3個，測點間距不宜大于30 m，采用水準儀和全站儀進行。在施工過程中，基坑頂部的側向位移與當時的開挖深度之比超過3‰～5‰，應密切觀察、分析原因并及時對支護采取加固措施，必要時增用其他支護方法。開挖易造成基坑水平變形從而導致土體豎直變形，觀測方法為往返水準測量。通過現場觀測，基坑頂最大水平位移為15 mm，最大垂直位移為8 mm。

5.2 周圍地表開裂狀態(位置、裂寬)的觀察

維護運輸道路，保障雨后道路不陷，不滑，不存水。每天派專人進行巡視，特別加強雨天和雨后3 d內的監測力度。通過現場觀測，未發現地表開裂現象。

5.3 附近建筑物和重要管線等設施的變形觀察

基坑施工前應查清坡體影響范圍內的建筑物和管線情況，如發現有異常情況及時報告設計進行反饋設計；施工過程中，每天派專人進行巡視；在完成基坑開挖、變形趨于穩定的情況下可適當減少監測次數，施工監測過程應持續至整個基坑回填結束。通過現場觀測，未發現地表開裂現象。

6 結語

由于基坑深達18.5 m，越往下施工，基坑整體安全性尤為重要。在整個施工過程中，土釘鉆進成孔約8 000 m、錨桿鉆進成孔約5 550 m、灌注樁鉆進成孔約590 m、錨索鉆進成孔約990 m、冠梁施工量約16 m3、槽鋼梁施工約4.6 t、噴射混凝土約4 327 m2。經過近3個月的艱苦施工工期，基坑底見卵石層，基坑整體經受住了雨、雪的沖刷和重型貨車、火車、灰管支架所產生的較大動荷載的沖擊，圓滿完成了輸煤翻車機室及輸煤道基坑支護?；又ёo安全、順利、如期完成了施工任務，未發生一起事故，得到業主和監理的一致好評。

[1] 馬道樂，龍軍屹，李新生，等.土釘和樁錨聯合支護在深基坑中的應用[J].施工技術，2007，36(9):1-2.

[2] 姚 剛，劉曉綱，韓 森.超深基坑復合土釘支護結構原位試驗研究[J].土木工程學報，2006，39(10):92-96.

[3] JGJ 120—99，建筑基坑支護技術規程[S].

[4] JGJ 94—94，建筑樁基技術規范[S].

[5] GB 50085—2001，錨桿噴射混凝土支護技術規范[S].

[6] 龔曉南.深基坑工程設計施工手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1998.

[7] 閆莫明，徐禎祥.巖土錨固技術手冊[M].北京：人民交通出版社，2004.

Combined support system application in deep foundation pit engineering

Yan Yan Ai Qiang Sun Sheqiang

(Xi’an Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group Corp， Xi’an 710077， China)

Combining with the features of the extension of the 2nd Power Plant in National Grid Baoji, the paper identifies the foundation pit scheme for the combined support of the nailing and pile anchor, illustrates the construction craft procedure of the wagon tipper house and coal transportation foundation pits, and proves by the foundation pit supervision that the support scheme achieves better construction effect.

foundation pit, anchor, nailing, support

1009-6825(2016)12-0062-03

2016-02-15

延 延(1980- )，男，碩士，工程師

TU463

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