復雜條件下某高層建筑深基坑垂直支護技術

白 云 峰

(西安培華學院人居環境與工程學院，陜西 西安 710125)

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復雜條件下某高層建筑深基坑垂直支護技術

白 云 峰

(西安培華學院人居環境與工程學院，陜西 西安 710125)

以西安某高層建筑為例，針對深基坑開挖與支護工程中存在垂直開挖深度大、地質條件及周邊環境復雜、降水難度大等技術難點，采用了分層垂直開挖技術，選取了護坡樁+長錨桿+土釘墻的復合支護結構類型，并與施工現場降水相結合，在作業面十分狹小的情況下，很好的解決了工程中遇到的實際問題。

深基坑，支護結構，長錨桿，降水井

城市用地日趨緊張，傳統的放坡開挖被基坑垂直支護技術所取代，加之地質條件的特殊性和不確定性，使得深基坑支護成為技術難點和關鍵點。本文就西安某高層建筑在復雜地質條件下深基坑垂直開挖及支護技術進行研究，以期對其他類似工程有所借鑒。

1 工程概況

某高層寫字樓項目位于陜西省西安市高新區，錦業一路與丈八二路十字的東南角，工程分A,B兩棟主樓，地下3層，地上24層/27層；其中A棟地上24層，高度99.100 m，B棟地上27層，高度99.900 m，總建筑面積107 186.8 m2，地下建筑面積為21 601.2 m2，基底標高-18.20 m，基坑長約120 m,寬約65 m。

工程地質條件如下：按GB 50025—2004濕陷性黃土地區建筑規范的有關規定，擬建場地屬非自重濕陷性黃土場地[1]。場地地勢較為平坦，勘探點地面標高介于413.34 m～414.55 m之間，地基土由填土、黃土狀土、粉質粘土及砂組成，地貌單元屬皂河一級階地。地質情況較為復雜，基坑土方開挖范圍內的地質自上而下如表1所示。

表1 各土層物理力學指標

2 工程中支護重點及難點

2.1 降水難度大

本工程整體地貌單元屬皂河一級階地，地下水穩定水位埋深在地面以下8.00 m～10.50 m，受皂河水位變化影響較大，對于設計深度為地表以下18 m深的基坑而言，降水深度深，降水體量大[2]。

2.2 地質條件及周邊條件復雜

在本工程開挖過程中，東西兩側大量土體對支護結構側向壓力很大，南北兩側道路及路上車輛震動對支護結構產生較大側向壓力。同時超長支護錨桿插入南北兩側道路后，對路面以下埋設的市政各主要管線有可能產生破壞,影響施工進度。

3 技術措施

3.1 垂直支護措施

3.1.1 支護形式概述

本工程基坑深度較大，根據JGJ 120—2012建筑基坑支護技術規程，本工程支護結構的安全等級為一級[3]。除基坑東側坡道部分外，其他部位均采用錨拉排樁支護方案。護坡樁參數：樁徑800，樁長L=31.6 m，樁間距1.5 m，樁身混凝土強度等級C30；樁頂設置800×600冠梁，混凝土強度等級為C30。設置4道錨索，長度25.0 m～26.0 m，孔徑150 mm，3φ15.2的鋼絞線，鎖定值200 kN。腰梁采用2[20a槽鋼，背靠背安放。

支護結構如圖1所示。

3.1.2 支護計算書

整體支護工況分為九類，通過土層參數分析，建立壓力模型，并通過瑞典條分法對支護錨索進行設計。

1)各種工況如表2所示。

表2 工況表

2)工況穩定驗算。

本支護工程整體采用瑞典條分法進行各土體整體穩定驗算，通過分別采用彈性法與經典法對9個工況進行模擬驗算得出：第一，最大彎矩出現在工況9，兩種分析方法得出結果分別為666.93 kN·m與761.78 kN·m；第二，最大剪力出現在工況8，兩種分析方法得出結果分別為344.94 kN與281.99 kN，但同時工況9的剪力數值分別為342.95 kN與225.33 kN。綜合分析可知，工況9為最危險工況。

對9個工況進行抗傾覆安全系數(KS)驗算，得到工況9的安全系數最低，為1.599，大于1.250的標準值，因此可以保證整體安全穩定[4,5]。

3.1.3 支護施工流程[6-9]

根據計算結果采取以下支護結構與施工方法。

1)支護樁施工。a.成孔采用旋挖鉆機成孔，孔徑800,鉆孔垂直度偏差小于1%。填土、砂層中成孔應采取措施防止塌孔。b.鋼筋籠制作、吊裝：鋼筋籠整體制作，應嚴格按設計圖紙和JGJ 94—2008建筑樁基技術規范等有關規范規程的要求進行加工，鋼筋籠同一截面內，鋼筋接頭不得超過主筋總數50%，相鄰接頭間距應不小于35d，且不小于500 mm。鋼筋接頭采用搭接焊，接頭須滿足相關規范要求，主筋保護層厚度為50 mm。本工程鋼筋籠制作的允許偏差應符合下列規定：主筋間距±10 mm；箍筋間距±20 mm；鋼筋籠直徑±10 mm；鋼筋籠長度±100 mm。c.樁身混凝土澆筑：混凝土實際灌注量應比設計樁頂標高高出400 mm～500 mm，充盈系數不小于1.0。樁身混凝土強度等級為C30。樁身混凝土灌注采用導管法灌注。混凝土須有良好的和易性，混凝土坍落度為180 mm～220 mm，混凝土應連續一次灌注完畢。

2)冠梁施工。a.在地面護坡樁之間挖出溝槽，支模后綁扎冠梁鋼筋，然后澆筑混凝土。b.鋼筋接頭采用綁扎連接，搭接長度不小于35d(d為縱筋直徑)，且各根鋼筋的搭接位置宜相互錯開，同一搭接范圍內的接頭面積百分率不宜大于50%。c.混凝土強度等級為C30，鋼筋保護層厚度為40 mm。

3)土釘施工。土釘孔徑110 mm，成孔傾角15°；土釘錨固體采用M20水泥砂漿；坑壁采用掛網噴射混凝土護面，網片為A6.5鋼筋，網眼尺寸200 mm×200 mm；鋼筋網片上設2B14網片壓筋，壓筋與出露的土釘焊接，并用2B14鋼筋鎖定；混凝土采用干法噴射，強度等級C20，厚度80 mm；坡頂掛網噴射外翻邊不小于2.5 m，其外應設置排水溝槽。坡面均設排水孔，梅花狀布置。

4)錨索施工。a.錨拉排樁支護結構于-3.5 m,-7.50 m,-11.5 m,15.5 m處設四排錨索，錨索長25.0 m～26.0 m，水平間距1.5 m。坡道上方設置2排錨索，長度22 m。b.排樁部分的錨索采用3A15.2，預應力鎖定值為200 kN。土釘墻部位的錨索采用2A15.2，預應力鎖定值為150 kN。c.錨索成孔孔徑為150 mm，錨索角度為15°。d.錨索錨固段每2 m設置一個定位支架，并扎緊于錨索上。e.錨索灌漿用水泥砂漿，其強度等級不低于M20。

3.2 降水措施

3.2.1 降水井結構

本工程采用管井降水。綜合滲透系數取6.0 m/d。降水井井深均為40 m,井外徑700，濾水管外徑500，濾水管采用無筋混凝土濾水管，井管外采用礫石填料，井間距為15 m左右。觀測井深40.0 m，井結構同降水井。降水井結構如圖2所示[10]。

3.2.2 降水井分布情況

降水井井數為25口，分布在場地外邊線上，間距為6 m。同時，為了解降水效果，場地內部布置觀測井2口，觀測井也可兼做降水井使用。設計內外側降水深度在地表以下20.5 m。

3.3 支護結構位移觀測記錄

在支護結構冠梁上一次選取了16個位移觀測點，以東西方向建立X軸線，與其垂直方向建立Y軸線，豎直方向建立Z軸線，由此建立起位移觀測坐標網。邀請具有資質的檢測單位進行了9次位移觀測，結果顯示各項位移量均滿足要求[11]。

4 結語

本文結合實際工程，對深基坑的垂直支護技術進行了研究分析，所采取的支護措施能夠滿足現場要求，希望對相似地質條件工程有所借鑒。

[1] GB 50025—2004，濕陷性黃土地區建筑規范[S].

[2] 陳國強,許建平.深基坑支護水壓力計算及止水帷幕設計[J].建筑結構，2001,31(10)：50-51.

[3] JGJ 120—2012,建筑基坑支護技術規程[S].

[4] 池秀文，付 濤，潘杰麟.基于測斜數據的深基坑支護結構曲率和彎矩分析[J].施工技術，2011,40(343):38-40.

[5] 孫曉陽,周軍紅.復雜地質條件下基于變形控制的深基坑支護設計與施工優化[J].施工技術，2012,41(362):44-48.

[6] GB 50330—2002，建筑邊坡工程技術規范[S].

[7] JGJ 94—2008,建筑樁基技術規范[S].

[8] GECS 22:2005,巖土錨桿技術規范[S].

[9] GB 50086—2001，錨桿噴射混凝土支護技術規范[S].

[10] 張洪明,楊 靜,馮道德.某寫字樓工程深基坑支護與降截水施工技術[J].建筑結構，2010(40):462-464.

[11] 李 靜,李明洋.內撐式與錨拉式排樁相結合的深基坑支護技術[J].施工技術，2012,41(362)：31-33.

Vertical support technologies of the high-rise building deep-foundation under complicated conditions

Bai Yunfeng

(CollegeofLivingEnvironment&Engineering,Xi’anPeihuaCollege,Xi’an710125,China)

In this paper, a high-rise building in xi’an as an example, the vertical cut excavation and supporting of deep foundation pit engineering of deep, complex geological conditions and surrounding environment, such as precipitation is difficult technical problems. This project with vertical stratified excavation technology, selects engineering uses the slope protection pile+long anchor+soil nailing wall composite supporting structure type, at the same time combined with precipitation to the construction site, under the narrow working plane, solved the practical problems encountered in engineering.

deep foundation pit, supporting structure, long anchor, precipitation well

1009-6825(2017)11-0098-02

2017-01-21

白云峰(1989- )，男，助教

TU463

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