組合支護方法在復雜深基坑設計中的應用

陳軍，董明鋒

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組合支護方法在復雜深基坑設計中的應用

陳軍，董明鋒

（浙江省地礦勘察院，浙江 杭州 310016）

隨著社會經濟的快速發(fā)展，高層建筑以更多的形式出現(xiàn)在了觀眾的視野中。其基坑數(shù)量的急劇增加，這在很大程度上豐富了深基坑工程設計經驗和施工經驗，但是由于深基坑地質條件比較復雜，又極易會受到周邊環(huán)境因素的制約，因此，就需要我們作出一個安全、合理的支護方案。通過具體的實例，對組合支護方法在復雜深基坑設計中的應用進行了詳細探究。

組合支護；復雜深基坑；工程設計；環(huán)境因素

高層建筑隨著社會經濟的發(fā)展得到了更好的發(fā)展空間，與此同時，基坑的數(shù)量也隨著高層建筑的發(fā)展出現(xiàn)了大量的增長，設計人員在經過大量的實踐后，不但增加了深基坑在設計上的經驗，并且還積累了很多復雜深基坑施工方面的經驗，但是由于深基坑的地質條件容易受到周邊因素的影響，所以要選擇合理的深基坑支護方案，運用相應的理論，對其中的客觀條件進行詳細研究，并對深基坑支護的方案進行精心設計。本文就以具體的實例，對多種支護結構形式的組合在建筑工程中的優(yōu)越性進行詳細探討，進而能夠為后期建筑工程中深基坑支護的設計提供有參考性的意見。

1 項目工程的概況

本建筑項目為一項高層寫字樓工程，地上20層，地下2層，本工程項目的總建筑面積為38 624 m2，其中2層地下室的建筑面積為4 722 m2，本項目建筑場地屬于狹長型，北面、西面、南面均為居民住宅樓，東面為城市主干道，本項目工程的地質環(huán)境比較復雜，尤其項目建設中所涉及的市政管線比較多。勘察單位對本項目的地質條件進行勘察后發(fā)現(xiàn)，本工程地面的絕對標高為44.83～45.02 m，并且地勢比較平坦，從地貌形態(tài)上來看，本項目屬于本市Ⅱ級侵蝕堆積階地，本項目地下室基坑的開挖深度為8 m，基坑底的地質土層為粉質粘土層。地質勘測報告結果顯示，本項目場地的表層為雜填土，雜填土層的厚度為3.3～5.7 m，并且上層還含有少量的滯水。本項目下層局部還分布著0.8～3.8 m厚的淤泥粉質粘土，其形態(tài)為軟塑狀態(tài)；第三層的土質為粉質粘土，厚度為6.6～7.7 m，其形態(tài)為可塑狀態(tài)為軟塑狀態(tài)；第四層的土質為砂礫層，厚度為0～2.2 m，其形態(tài)為稍密至中密的飽和狀態(tài)；項目最下層的土質為泥質粉砂巖，厚度為9.5～11.0 m，其結構為主體結構樁的持力層結構。本項目場地內缺乏充足的含水量，并且場地對混凝土沒有造成任何形式的侵蝕，因此，在設計中，設計人員可以不考慮混凝土結構對基坑所造成的不利影響。

2 復雜深基坑中組合支護設計的方案

2.1 支護的設計方案

由于本項目的施工場地屬于狹窄型場地，給施工帶來了極大的不利，基坑開挖的深度比較深，但是雜填土、淤泥等粉質粘土和淤泥粘土的自穩(wěn)定性能比較差，此時如果以垂直的方式直接進行開挖，或者全部自然放坡進行開挖都是極其困難的，所以此時就要采取相應的措施對坑壁進行保護。傳統(tǒng)的支護方案為土釘支護，此種支護方式比較單一，并且從總體上看此種支護方式欠妥當。在與工作人員、設計人員、施工人員等多次討論后決定采取組合支護的方法對坑壁進行保護。對于沒有淤泥粉質粘土或者淤泥粉質粘土比較稀薄的地區(qū)可采用土釘支護的方案，如本項目場地的西側、南側、東南側區(qū)段均為淤泥粉質粘土以及淤泥粉質粘土比較稀薄的地區(qū)；在本項目施工場地的北側路段，由于此路段的施工場地比較寬闊，在項目中，為了有效節(jié)約項目的造價，設計人員則采用了比例為1∶1的自然放坡方案；在本施工場地的東側，也是地質條件相對較差的一側，此施工處的圖紙為軟弱土層，并且土層的深度最高達到了9.2 m，其中在距離基坑邊緣的4 m處還有一條10 kV的高壓電纜溝。在本項目的東側，由于靠近道路，并且道路對面的基坑在開挖的過程中還出現(xiàn)過坍塌的事故，為了保證本項目施工的安全性，在本側采用了多支點樁錨支護的方案。

2.2 土釘支護設計方案

本項目基坑在地下兩層施工到±0.000平面時（即與絕對標高為45.200 m高的地方）就可對基坑進行回填，這種回填方式屬于臨時性支護。由于項目的施工場地、施工條件等極易受到外界因素的限制，因此只能采取直立式邊坡支護的形式。對本項目工程類比以及相關的資料進行分析，初步確定了土釘支護中各組成部分的尺寸以及相關的參數(shù)。如土釘?shù)你@孔直徑為110 mm，土釘鋼筋使用Ⅱ級鋼，并且鋼桿的桿筋為20 mm，水平的傾角為13°，土釘?shù)乃介g距為1.2 m，并且呈現(xiàn)為梅花型的布置。土釘噴射的混凝土其表面的厚度為80 mm，混凝土內部還會配備直徑為8 mm、規(guī)格為150 mm×150 mm的單層雙向鋼筋網。此種支護方式是深基坑支護結構中非常重要的施工步驟，其能夠有效增加項目整體結構的穩(wěn)定性和安全性。但是需要注意的是施工人員在進行施工的過程中，一定要按照現(xiàn)場的實際施工情況對施工的方案進行調整，保證施工支護中土釘?shù)姆€(wěn)定性，使其拉力和強度均能夠滿足項目工程的要求。需要注意的是，在對土釘進行設計的過程中，一定要對基坑的相應參數(shù)進行調整，保證土釘在使用的過程中，不會受到其他因素的影響。還應對土釘?shù)娜胪辽疃冗M行測量，并對測量結果進行詳細記錄，為后續(xù)項目施工的順利進行做好保障。另外，在施工澆注的過程中，施工人員還要按照施工的要求配置混凝土，保證混凝土的質量能夠符合標準的需求，進而對項目工程的整體質量做好保障。

2.3 樁錨支護的設計方案

本項目基坑的東側所采用的是樁錨支護，通過此支護措施對本項目基坑比較薄弱的環(huán)節(jié)進行加強處理，在對幾種方案進行比較后初步選定了樁錨支護中各個組成部分的尺寸以及相關的參數(shù)。比如錨樁直徑為800 mm，并且要進行人工挖孔灌注樁，各個樁之間的距離保持在1.6 m，并且排樁的頂部采用了0.8 m×0.5 m的鋼筋混凝土冠梁，將各個樁連接成一個整體，將錨桿分成兩排進行整體的布置，錨固體的直徑為150 mm，錨桿鋼筋的材料選用了Ⅲ級鋼，并且其直徑為36 mm，水平傾角為30°，各個錨桿之間的水平距離為1.6 m。錨桿所噴射的混凝土面層的厚度為80 mm，并且在混凝土內部還會配備直徑為8 mm、規(guī)格為150 mm×150 mm的單層雙向鋼筋網。

土層應力即按照靜力平衡法對樁錨的設計情況進行復核和驗算。以朗肯土壓力理論為主要依據(jù)，結合地面的荷載情況，對出土的應力分布情況進行詳細計算。

在使用土層錨桿的過程中，一定要保證孔的深度和直徑均能夠符合設計方案的要求，通過對現(xiàn)場進行細致考察和檢測，并根據(jù)檢測的結果對打孔的類型進行調整，可將打孔的類型調整為柱狀，也可使用一些抗拉材料來提高錨桿的韌性，最終保證錨桿在與土層結合的過程中不會被拉斷，進而增加錨桿的抗拉能力。在進行土層錨桿的施工時，為了有效提高錨桿的施工質量，對混凝土灌注樁的工藝進行強化，還要對樁位、孔的深度、孔壁的強度等進行明確，并且當成孔完成后還應對孔進行清掃，在對錨桿進行安裝的過程中，應保證錨桿整體的光滑性，還應使用螺旋鉆頭對土層進行施工，并注意施工的安全性。

2.4 地下連續(xù)樁支護

此種支護方式在前期需要投入大量的資金，但是其效果卻是比較明顯的。此種支護方式的施工過程比較復雜，并且工作量還比較多。施工人員在施工之前，要對項目周圍的環(huán)境進行詳細的勘察，保證周圍的環(huán)境能夠更好地與連續(xù)樁的技術要求相符合。可采取以下幾種措施：①將施工的安全等級分成3個等級，為施工的安全性做好保障；②以施工現(xiàn)場的實際情況為依據(jù)，對軟土場地中出現(xiàn)的懸臂結構進行調整和控制；③項目基坑的底面要低于水位，或者與水位相平，并且在連續(xù)支撐樁的支護的施工過程中，較多地適用在建筑物比較多的工程中。在此種支護方式施工的過程中，支護錨桿的剛度直接決定了地下連續(xù)樁支護的整體工程的質量。

3 結束語

在建筑工程中，設計人員在對復雜深基坑支護方案的設計時，應根據(jù)建筑工程的實際情況選擇合適的支護方案，并從多個方面對深基坑支護的施工方案進行加強，比如對項目工程勘察、對土層錨桿施工、對土釘支護施工、樁錨支護的施工、地下連續(xù)樁支護的施工等，并在此基礎上對深基坑支護的施工技術進行優(yōu)化和更新，以便能夠更好符合時代發(fā)展的要求。

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2095－6835（2019）03－0152－02

TU753

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.03.152

〔編輯：嚴麗琴〕