微型鋼管樁加植筋錨桿相結合的基坑支護工程實例

江西省勘察設計研究院 江西 南昌 330000

1 工程概況

新城悅雋中央公園B地塊基坑工程位于九江市濂溪區潯南大道以北九江站以南,位置如圖1所示。B地塊基坑呈不規則矩形,長約226米,寬約125米,周長約700m,地下室面積約36000m2。B地塊地下室設計底板標高為40.0～42.8m,底板+墊層厚0.45m,基坑底開挖標高39.55～42.35m,基坑頂設計地坪標高為43.60～47.25m,基坑開挖深度4.05～4.90m。

本文重點介紹基坑周邊存在建筑物的東側基坑分段HI段,基坑東側為廣場西路,其中HI段緊靠售樓部3F,地下室輪廓線距離售樓部最近2.73m。基坑開挖深度范圍內涉及地層為:素填土、粉質粘土和卵石。場地地下水主要為第四系松散巖類孔隙水,賦存于④卵石中,勘察期間為豐水期,穩定水位標高為36.0～39.36m,在基坑底板以下。

圖1 基坑支護設計平面圖

2 基坑支護方案設計

2.1 方案設計的比選 綜合分析本基坑分段HI段地質條件、基坑開挖深度和周邊環境條件,根據相關規定確定基坑支護結構安全等級為二級,結構重要性系數取1.0,HI段基坑支護設計的關鍵點是基坑側壁安全的控制和售樓部沉降變形控制。常用的支護方法有排樁支護、地下連續墻支護、樁撐支護、樁錨支護、水泥土擋土墻、土釘墻支護、自然放坡等支護技術。HI段基坑開挖深度4.9m,地下室輪廓線距離售樓部最近2.73m,不具備土釘墻支護和自然放坡支護的放坡空間,只能采用垂直支護,而地下連續墻、現澆混凝土灌注樁等排樁支護需要大型機械設備且存在費用高和工期長等特點,故建議選用微型鋼管樁加錨桿的支護方法。傳統的樁錨支護體系的錨桿一般按照15°～25°的角度由淺入深的方式深入土層中,而基坑邊存在的售樓部基礎使這種傳統錨桿的施工無法進行,所以本基坑HI分段最終采用微型鋼管樁加植筋錨桿相結合的支護方案。

2.2 方案設計 HI段基坑開挖深度4.9m,坡頂0.5m采用1:1自然放坡加掛網噴射混凝土護面,底部4.4m采用微型鋼管樁支護,微型鋼管樁采用Q235φ168mm鋼管(壁厚6mm),樁長9m,樁中心距500mm,樁頂標高44.95m,樁頂設置500×400mmC30冠梁。為減小微型鋼管樁頂部的水平位移,采用植筋錨桿錨拉微型鋼管樁,植筋錨桿采用HRB400直徑d=22mm鋼筋,鋼筋一頭植入售樓部圈梁內,植入長度不少于15d,另一頭鎖定在微型鋼管樁頂冠梁上,鋼筋長度按實際情況而定。微型鋼管樁外側采用掛網噴射混凝土護面。坡頂至售樓部間采用混凝土硬化并設置排水溝,坡底設置排水溝及集水井,坡面設置泄水孔。詳見圖2 HI段基坑支護斷面圖。

圖2 HI段基坑支護斷面圖

3 基坑支護施工及監測

根據設計圖紙進行微型鋼管樁定位施工,由于樁端須進入卵石層一定深度,常規打壓方法無法使微型鋼管樁到達設計深度,先采用地質鉆探設備引孔,孔徑略大于微型鋼管樁樁徑,鉆好孔洞后將微型鋼管樁插入并灌入水泥砂漿。然后從地面開挖基坑至0.5m處進行冠梁施工。再進行植筋錨桿的施工:首先利用鉆孔設備在售樓部圈梁上鉆孔,鉆孔孔徑35mm,孔深330mm,然后在孔內注滿A級植筋膠,立即插入植筋錨桿,植筋錨桿的鋼筋長度4m左右。然后將植筋錨桿的另一頭與冠梁連接,具體做法是在冠梁上用鉆孔設備鉆孔,然后將植筋錨桿從冠梁的鉆孔內穿出,根據植筋錨桿的不同傾斜角度套上不同形狀厚度的鋼墊板,然后拉直植筋錨桿,最后將植筋錨桿用螺母進行鎖定,即完成了單根植筋錨桿的施工。

在冠梁上每隔20m設置一個樁頂水平位移和沉降監測點,在售樓部四個角點和每側中間各設置一個沉降監測點。等水泥砂漿和A級植筋膠到達設計強度后進行基坑開挖,并按規范要求進行基坑監測工作。本工程實測樁頂水平位移最大15mm,樁頂最大沉降9mm,售樓部最大沉降6mm,基坑監測數據均在安全范圍以內。

結論

(1)遇到堅硬地層,微型鋼管樁可采用地質鉆探設備鉆孔成孔,無需大型機械設備,能夠在狹小的空間內施工作業,適應性較強,和水泥砂漿結合后樁的性能和質量較好。

(2)本文所采取的植筋錨桿能應用在基坑周邊存在建筑物的基坑中,解決了傳統錨入土層中的錨桿在該工況下無法施工的問題。

(3)對于一層地下室且周邊存在建筑物的基坑,綜合比較各種基坑支護形式,采用微型鋼管樁加植筋錨桿相結合的支護方法,支護結構施工速度較快,基坑開挖過程位移變形控制很理想即對周邊環境影響較小,且植筋錨桿在基坑回填后可進行回收利用,相比于混凝土灌注樁該支護結構成本較低。