土釘支護技術在深基坑中的應用的建筑工程論文

土釘支護技術在深基坑中的應用的建筑工程論文

　　導讀：噴射砼施工采用分段進行，同一分段內噴射順序按照自下而上施工。開挖到設計深度，通過對水平位移監測數據分析，11m深的基坑最大水平位移接近30mm，基坑頂部的側向位移與開挖深度之比小于3‰，滿足設計提出的監測值控制標準要求坡頂位移的警戒值30mm。基坑西側1～A軸到1～E軸采取分級支護，首先把高2.5m，寬4.0m的土卸除，在－7.0m位置增加一排7-Φ5預應力錨桿，長度16m。

　　關鍵詞：深基坑，支護，設計，施工

　　0.前言

　　深基坑支護設計與施工是目前城市高層建筑施工的重點，不少建筑工程由于深基坑支護的失誤，導致重大經濟損失并延誤工期。因此，在經濟合理的前提下，確保深基坑支護工程的安全可靠是高層施工中的一項重要課題。

　　土釘墻支護造價經濟，工期短，在10m左右的深基坑中大量的應用。集團公司綜合樓深基坑采用部分土釘墻支護，通過設計、施工以及在正常使用和雨季中的監控、處理，確保了基坑的安全。

　　1.工程概況

　　綜合樓總建筑面積9.5萬m2，鋼筋混凝土框架抗震墻結構，主樓21層，設有二層地下室，基礎東西長99m，南北寬87m，筏基礎，基底標高-8.300m。地面標高為-0.60m，基坑開挖深度為9.0m。

　　根據地質勘探報告揭示場地內基坑支護影響范圍內巖土層主要為①填土層0.5～2.5m;②粉土7.3～9.5m;③粘土0.3～2.75m;④粉細沙22.4～25.5m;⑤粉土6.5～11.5m；⑥粘土2.3～8.7m ；⑦粉砂0.5～5.0M;⑧粘土 未鉆穿，

　　場區內實測二層地下水，第一層上層滯水水位埋深2.5～13.00m,第二層潛水水位埋深15.00m。

　　基坑西、南側臨城市主干道，基坑東側為住宅小區（6F），北側為一營業賓館（6F）。

　　2.基坑支護設計方案

　　根據現場實際情況，綜合考慮安全、經濟、場地條件、周邊環境及施工工期等因素，采用土釘支護支護和護壁樁兩種方案。地質勘探報告揭示場地地下水位較高，實際開挖中自然地面下3.0m左右見水。

　　2.1基坑降水

　　考慮到保證地下室干燥施工作業，采用大口徑管井抽水的降水方案，降水井布置在離開挖線1.0m處。基坑最深處底面標高為-11.66m，考慮將地下水降至基底下1.0m以下。沿基坑四周布管井83口，井距8.0m左右，在基坑內部局部集水坑處布置滲井。

　　降水井深度約13～16m；降水井孔徑為φ600，全孔下入水泥礫石(砂)濾水管，管底封死，管外填濾料。濾料的規格2～4mm，濾料填至孔口以下2m，上部回填粘土封至孔口。

　　2.2土釘支護

　　出于地下結構施工操作空間的需要，基坑側壁與地下結構外墻之間的水槽為0.8m。

　　土釘墻高度11.5m，坡度1:0.3，布置7排土釘，采用Ф20HRB335鋼筋，水平間距為1.5m，土釘長5m～9m，孔徑110mm，排距1.5m。其中第二排采用7-Φ5預應力錨桿，長度14m。

　　土釘墻邊坡面層掛Φ[email protected]×250鋼筋網和1Ф[email protected]橫向壓筋。

　　3.土釘支護施工

　　工藝流程如下：基坑降水施工→土方開挖至土釘標高下50cm→土釘成孔→桿體支放→注漿→坡面修正→鋪設鋼筋網→噴射混凝土→重復工序至基坑底→基底排水溝，基底施工。

　　土釘墻施工隨土方開挖進行，基坑邊坡原則上分段分層開挖，采用“中心島”開挖方式，即先沿基坑邊線開挖出10m寬條形護坡作業面。

　　土方開挖至土釘設計標高下0.5m后， 采用機械成孔，孔徑110mm，并對孔深、孔徑、傾角進行控制。成孔后及時插放鋼筋，并注漿。土釘桿體采用水灰比為0.5，P.O32.5普通硅酸鹽水泥漿注漿，在一次注漿完成2.0h內進行二次補漿，并將孔口封堵。

　　噴射砼施工采用分段進行，同一分段內噴射順序按照自下而上施工。面層噴射100mm厚C20細石混凝土，混凝土配合比為水泥:砂:石＝1:2:2。

　　4.樁錨支護方案

　　護坡樁布置在基坑東側和北側，采用機械成孔樁和錨桿支護，樁徑Φ900mm，樁長17.8m，樁芯砼強度等級為C25，樁間樁為2000mm，單排。樁施工各技術參數允許偏差為：樁徑偏差：±5mm，垂直度：0.5%，主筋間距：±10mm。使整排護坡樁為一體，設置一道樁頂圈梁，尺寸為500×900（h×b），砼標號為C25，樁主筋入圈梁450，為增加其抗滑動力矩，設置兩道腰梁并鋪設預應力錨桿。論文參考網。

　　樁錨支護總體施工程序為：首先進行機械成孔樁施工，接著施工樁頂圈梁，然后隨著基坑挖土的同時完成腰梁和預應力鋼筋的施工。

　　5.施工監測

　　坑支護工程監測內容為：土釘墻頂部水平位移觀測；基坑周邊沉降觀測；地下水位監測

　　5.1地下水位監測

　　5月10日項目開工，到6月22日降水井施工完畢連續抽水后，水位基本維持在10m左右，能滿足施工的要求。

　　5.2基坑位移監測

　　土方開挖前測定基坑坡頂水平位移、沉降位移初始值；坡頂水平位移、沉降監測點沿基坑坡頂邊線設置，間距約30m；土方開挖過程中，每日監測一次。沉降觀測的基準點設置在基坑開挖影響范圍之外市政道路上。

　　水平位移的觀測采用視準線法，以南側基坑水平位移監測為例，在要進行位移觀察的基坑槽壁上設一條視準線，并在該視準線兩端基坑影響范圍之外設置兩個工作基點A、B，分別作為主站點及后視點，然后沿著該視準線在槽壁上分設若干觀測點，直接在讀數尺讀出測點的位移。

　　開挖到設計深度，通過對水平位移監測數據分析， 11m深的基坑最大水平位移接近30mm，基坑頂部的側向位移與開挖深度之比小于3‰，滿足設計提出的監測值控制標準要求坡頂位移的警戒值30mm。以南側基坑水平位移監測為例，變形發展為正常位移變形曲線。

　　6.雨季中出現的危機情況和處理措施

　　7~8月聊城地區進入雨季，夏季雨水天氣給施工帶來了不便和影響，隨著幾場暴雨的來臨，危及邊坡支護

　　安全的險情不斷出現。

　　6.1危機情況

　　基坑邊坡錨釘和面層噴射混凝土已施工完，在坑壁局部出現了出水點和懸掛水。基坑西側邊坡坑壁出水點水量逐步加大并有形成涌水和涌砂現象，西側1～15軸到A～E軸土體局部變形較大，個別觀測點水平位移75mm，最大沉降位移90mm。基坑東、北兩側場地條件較好，全部進行了硬化處理。從觀測數據分析，開挖到設計深度，基坑坡頂水平位移在雨季中變形穩定。

　　6.2危機處理

　　對于坑壁局部滲水，在基槽四壁增加泄水孔，孔深0.6m，高度距槽底0.8m，間距2m。在護壁中插入周邊帶孔眼的包網塑料排水管，把局部滲水通過暗埋在土釘坡面內的塑料排水管引入基坑周邊排水溝及集水坑中，利用水泵及時抽排，加快邊坡粉土層排水固結。

　　基坑西側1～A軸到1～E軸采取分級支護，首先把高2.5m，寬4.0m的土卸除，在－7.0m位置增加一排7-Φ5預應力錨桿，長度16m。

　　基坑南側觀測點變形最大的位置之間近100m范圍內邊坡角堆土卸荷（堆土3.0m高，3.0m寬，在基坑南側－3.0m位置增加一排7-Φ5預應力錨桿，長度16m。

　　按上述措施進行施工和危機加固處理后，對整個基坑及鄰近建筑物的位移進行了跟蹤監測，各觀測點均處于穩定狀態。論文參考網。同時對基坑開挖后，地面裂縫的開展情況進行了跟蹤監測，各觀測點的裂縫均處于穩定狀態。

　　6.3原因分析

　　6.3.1經過現場復查，基坑西側柳園路離基坑水平距離6.5m，埋深2.5m，分布一條污水管道，從南往北走向，將土體在垂直方向切成兩段。論文參考網。路內雨水排入污水管道，污水管道不暢通，雨水滲入土體，致使西側部分基坑失穩，土體下滑。對本工程基坑周圍地下管線埋設情況掌握不準確，場外來水影響了基坑的穩定。

　　6.3.2基坑南側東昌路綠化帶，坡頂距現狀圍墻2.0m。實測場地高差：場內比場外低0.5m。雨水滲入土體，基坑深度范圍內的粉土地層，加上中間粘土隔水層，影響半徑小和滲透系數小，降水難度大，影響了基坑的穩定。

　　7.結論

　　7.1實踐證明[2]：土釘墻支護結構對水的作用特別敏感。土的含水量的增加不但增大土的自重，更為主要的是會降低土的抗剪強度和土釘與土體之間的界面粘結強度。后者是土釘能夠起到加固和錨固作用的基礎。

　　7.2基坑施工監測和動態設計對土釘墻支護結構非常重要。本工程西側基坑水平位移在雨季發生較大變化后，根據實際情況及時對設計作出必要的修改，取得了很好的效果，避免了倒塌事故。

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