臨海地質條件墻錨支護設計與施工關鍵技術

張 哲 彬

(上海市基礎工程集團有限公司，上海 200433)

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臨海地質條件墻錨支護設計與施工關鍵技術

張 哲 彬

(上海市基礎工程集團有限公司，上海 200433)

以大連某工程為例，介紹了深基坑支護的設計方案，闡述了基坑墻錨結合支護方法的特點及設計與施工技術，指出這一新興支護技術克服了常規支護方法存在的不足，適合于未來超深基坑的發展趨勢。

深基坑，墻錨支護體系，預埋節點，預應力錨索

1 工程概況

本工程位于大連港東港區，地處填海造地區域，主體建筑高度達到518 m。基坑面積約17 500 m2，基坑延長米約542 m，基坑普遍區開挖深度為22.75 m，主樓區域開挖深度為27.25 m。

擬建場地地貌為海漫灘，在鉆探揭露深度范圍內出露地層分布主要有：①素填土、②淤泥質粉質粘土、③碎石、④全風化板巖、⑤強風化板巖、⑥中風化板巖、⑦全風化輝綠巖、⑧強風化輝綠巖、⑨中風化輝綠巖、⑩構造破碎帶。

場地地下水一是賦存于場地上部土層中的孔隙水，屬于潛水，主要由海水補給，主要含水層為素填土、淤泥質粉質粘土、碎石；二是賦存于基巖裂隙中的基巖裂隙水。

2 深基坑支護設計方案

本基坑采用順做法方案，圍護體均采用“兩墻合一”地下連續墻，基坑內部裙樓普遍區域采用五道外拉錨索(局部六道)，主樓區域采用七道外拉錨索。普遍區圍護剖面圖見圖1。

地下連續墻結構采用施工簡單，止水性能較好的鎖口管圓形接頭。并且在各幅地墻之間采用高壓旋噴樁聯合帷幕灌漿工藝進行幅間止水。

3 地下連續墻設計及施工

本工程地下連續墻厚度均為800，共計96幅，混凝土等級C35(水下提高一級按C40配置)，混凝土抗滲設計等級為P12。由于基底已進入中風化板巖，故地墻墻底插入坑底以下4 m即可。地下連續墻有效長度24.85 m(普遍區),29.65 m(主樓區)。

地下連續墻縱向主筋和水平鋼筋采用HRB400級鋼筋，主筋保護層厚度在迎坑面為50 mm，在迎土面為70 mm。配筋圖如圖2所示。

3.1 成槽工藝

地下連續墻施工采用“抓銑結合”施工工藝，上部淺層采用液壓抓斗式成槽機施工，深層采用銑槽機施工(見圖3)。建議在碎石層(或全風化巖層)以上采用液壓抓斗，其下采用銑槽切削。

3.2 地墻接頭

槽段接頭：本工程地下連續墻槽段間可采用圓形鎖口管接頭(見圖4)，該接頭構造簡單，止水性能較好，施工適應性較強。在地墻接縫處設置扶壁柱與樓板、梁相連接，以增加地下室的整體剛度。

內襯墻：地下連續墻的墻面質量與常規現澆的結構墻體存在一定的差距，并且本工程場地處于近海地下水環境，從結構的耐久性角度出發考慮，地下連續墻內側需設置結構內襯墻，起到改善建筑內立面和防潮的作用。

3.3 鋼筋籠吊裝

本工程鋼筋籠使用1臺150 t履帶吊和1臺80 t履帶吊做雙機抬吊，吊點布置方式為橫向二點縱向五點吊。主鉤起吊鋼筋籠頂部，副鉤起吊鋼筋籠中部，多組葫蘆主副鉤同時工作，使鋼筋籠緩慢吊離地面，并改變籠子的角度逐漸使之垂直，吊車將鋼筋籠移到槽段邊緣，對準槽段按設計要求位置緩緩入槽并控制其標高。鋼筋籠放置到設計標高后，利用槽鋼制作的扁擔擱置在導墻上。鋼筋籠吊裝示意圖見圖5。

3.4 地墻結構預埋件

1)地下連續墻墻頂落低，通過在壓頂圈梁上預埋插筋與其上結構墻體和地下室頂板連接；

2)地下連續墻內預埋鋼筋接駁器與結構底板以及各層樓板連接；

3)地下連續墻內預埋鋼筋與圍護壁柱、結構壁柱連接；

4)部分地下連續墻迎坑面預埋鋼筋與結構疊合墻連接；

5)部分地下連續墻需按結構要求在迎土面預埋鋼筋網片。樓板預埋節點見圖6。

3.5 地墻接縫止水

本次地下連續墻“兩墻合一”將作為今后地下室結構外墻，考慮到今后使用階段的耐久性，為更好的確保其防滲性能。在各幅地墻之間上部土層采用φ1 000@700高壓旋噴樁下部聯合灌漿進行幅間止水，高壓旋噴樁施工至全風化巖層底部；全風化巖層以下土體至地墻底采用帷幕灌漿工藝進行止水，擠壓充填雙液水泥—水玻璃混合漿液，漿液固結后可以提高墻縫的止水性能。

3.6 地墻槽底注漿

根據地質勘查工作，發現基坑底部存在基巖裂隙水的分布，為了防止地墻底部作用的地下巖層遇水崩解、軟化，出于對施工安全以及防水要求考慮，對地墻進行槽底注漿，從地墻底部注入水泥漿液，使其充滿巖石裂隙內，有效封堵基巖裂隙水，隔斷滲水路徑。

地下連續墻每幅槽段內設置兩根注漿管，注漿器采用改進后的適用于巖層地質條件下的單向閥式注漿器，管底位于槽底以下20 cm～50 cm。墻身混凝土達到設計強度的70%后注漿，每根注漿管的水泥用量為1.5 t，注漿壓力必須大于注漿深度處土層壓力，且最高不宜超過4 MPa。

4 預應力錨索設計及施工

本工程外拉錨索采用預應力錨索，錨索成孔采用干法成孔，孔徑不小于150 mm。錨固體采用二次注漿成錨工藝，水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比0.45～0.55，預應力錨索采用φ15.2鋼絞線，強度標準值1 860 N/mm2。

4.1 預應力錨索基本試驗

錨索正式施工前應根據巖層分類，在全風化板巖、強風化板巖、中風化板巖層中分別進行1組錨索基本試驗，共進行3組錨索基本試驗，每組試驗選取不同長度的錨索，每組不少于3根。根據本基坑工程情況擬選取普通錨索，試驗場地選取在場地南區已開挖基坑內進行。具體要求按CECS 22：2005巖土錨索(索)技術規程執行。

錨索基本試驗的最大試驗荷載不宜超過預應力錨索鋼絞線強度標準值的0.8倍。試驗錨索參數見表1。

表1 試驗錨索參數表

通過預應力錨索基本試驗獲得了大量寶貴的數據，對試驗數據進行整理分析，分別統計了錨索在全風化板巖、強風化板巖以及中風化板巖中的每延米承載力(見圖7)。

全風化板巖錨索承載力為98.7 kN/m；強風化板巖錨索承載力為202.1 kN/m；中風化板巖錨索承載力為323.8 kN/m。

試驗實際得出的錨索承載力比原先依據地勘報告得出的錨索設計承載力有一定的提高(約15%的安全儲備)，故錨索設計能滿足本工程基坑圍護要求。

4.2 預應力錨索張拉

墻錨支護體系由于地墻整體剛度較大，可不設置圈梁，每幅地墻根據計算結果及實際情況，獨立設置相應數量的預應力錨索，以確保受力及變形協調統一。

錨索采用在地墻開孔施工，為避免錨索破壞地墻結構，地下連續墻內預先埋入埋套，用于錨索穿孔打入土層。錨板采用350×350×20鋼板，與預埋套管焊接成型預埋在地下連續墻內。預應力錨索張拉時，錨索通過錨頭蓋板、斜鐵組成的錨承壓墊座作用于預埋錨板上進行張拉。承壓墊座應安裝平整、牢固，且承壓面應與錨孔軸線垂直(見圖8)。

4.3 預應力錨索防水措施

施工階段防水：由于打設錨索需在地下連續墻上穿洞，其隔水性能減弱，易出現滲漏水問題。在施工中可通過在地下連續墻內預埋套管，在套管外焊接止水片，預埋套管內部填充柔性材料，兩端用橡皮塞封堵。預埋套管大樣見圖9。

使用階段防水：本工程圍護地墻“兩墻合一”，在基坑圍護工程完成后將作為結構外墻使用，故在正常使用階段，需對錨索施工孔進行防水封堵處理(見圖10)，作為永久錨頭，以達到結構防水要求。

錨索防水處理步驟如下：

1)清除套管前部施工階段的防水材料,然后采用1∶2膨脹防水砂漿封堵套管；2)套管頭部設置橡膠止水板，橡膠止水板外側涂刷聚合物防水砂漿。

5 結語

隨著大連地區基坑規模向大規模、大深度方向發展，城市密集度的提高，基坑墻錨結合支護方法是當地應用極少的一種新興的支護技術，它在變形控制方面要好于當地傳統的樁錨體系，也適合于未來超深基坑的發展趨勢，更具有環保、經濟的特點，符合可持續發展，還具備其他諸多方面的優點，克服了常規臨時支護方法存在的不足，在未來將成為高層建筑地下室和其他多層地下結構的主流方法。

[1] 韓 軍,陳 強,劉元坤,等.錨桿灌漿體與巖(土)體間的粘結強度[J].巖土力學與工程學報,2005(19):3483-3486.

[2] CECS 22:2005，巖土錨桿(索)技術規程[S].

[3] DB 21/907—2005，遼寧省建筑地基基礎技術規范[S].

Wall anchorage support design and critical construction technologies under coastal geology condition

Zhang Zhebin

(ShanghaiFoundationEngineeringGroupCo.,Ltd,Shanghai200433,China)

Taking Dalian engineering as an example, the paper introduces deep foundation support design scheme, describes foundation wall anchorage structure support features and design and construction technologies, and points out that: the above-mentioned technology avoids common support scheme defects, which will be suitable for deep foundation development trend in future.

deep foundation, wall anchorage support system, pre-embedded joint, prestressed anchor cable

1009-6825(2017)13-0054-04

2017-02-22

張哲彬(1986- )，男，工程師

TU463

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