某基坑支護(hù)工程設(shè)計方案

李桂云

(吉林中惠建筑基礎(chǔ)工程有限責(zé)任公司，吉林長春130033)

·巖土工程·

某基坑支護(hù)工程設(shè)計方案

李桂云*

(吉林中惠建筑基礎(chǔ)工程有限責(zé)任公司，吉林長春130033)

介紹了鉆孔壓灌樁、錨索及土釘墻在基坑支護(hù)設(shè)計中的聯(lián)合應(yīng)用。通過工程實錄介紹了一級基坑設(shè)計的技術(shù)途徑，介紹了鉆孔壓灌樁、錨索及土釘墻的設(shè)計，并對設(shè)計方案進(jìn)行了簡述。

鉆孔壓灌樁；錨索；土釘墻；基坑支護(hù)

1 工程概況

長春某擬建商業(yè)用樓工程分高層區(qū)和多層區(qū)，均設(shè)地下4層，基坑開挖深度±0.000以下18m，基坑支護(hù)長度為350m。場地內(nèi)土層分別為雜填土、粉質(zhì)粘土、礫砂、泥巖。場地及基坑周邊自然地面標(biāo)高212.11～216.2m，建筑±0.0000為214.8m，實際基坑開挖深度為15.31～19.40m。

2 設(shè)計依據(jù)（見表1）

表1 設(shè)計依據(jù)表

3 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算原則

（1）考慮主體結(jié)構(gòu)施工及場地排水需要，一般情況下，維護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)凈空尺寸應(yīng)取1.5m，本工程由于基坑周邊空間十分緊湊，維護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)凈空尺寸取0.6～0.9m。

（2）維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)基坑深度、結(jié)構(gòu)類型、使用條件、荷載特征、施工工藝等條件進(jìn)行。

（3）維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計除滿足受力條件外，還應(yīng)滿足基坑穩(wěn)定性、地表變形、結(jié)構(gòu)變形等要求。

（4）邊坡整體穩(wěn)定安全系數(shù)要求不小于1.30。

（5）根據(jù)巖土工程勘察報告及審察報告，結(jié)合規(guī)范，各主要巖土層計算參數(shù)取值見表2。

4 計算方法、公式、坡頂荷載及設(shè)計計算過程

依據(jù)地層條件及環(huán)境條件，邊坡安全等級為一級。

（1）采用《理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件7.01版》和《超級土釘墻支護(hù)設(shè)計軟件》5.5版進(jìn)行錨桿抗拉設(shè)計與驗算，采用圓弧滑動簡單條分法進(jìn)行整體穩(wěn)定設(shè)計與驗算、配筋設(shè)計計算。

（2）支護(hù)采用土釘墻和混凝土排樁錨桿（索）聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

5 施工材料的材質(zhì)及強(qiáng)度要求

（1）混凝土：樁及冠梁C25，噴錨支護(hù)面層C20。（2）鋼材：

①鋼筋：圓鋼：HPB235(?),螺紋鋼：HRB335（?）。

②型鋼鋼材：Q235A。

（3）注漿體強(qiáng)度：

①錨索：M30。

②土釘：M20。

表2 各巖土層計算參數(shù)

（4）焊接材料及焊接要求：用電弧焊焊接Q235級鋼和HPB235級鋼筋時采用E43型焊條，焊接HRB335級鋼筋時如果是窄縫焊接應(yīng)采用E50焊條，幫條焊或搭接焊時可采用E43焊條。焊接熔敷金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能應(yīng)滿足（GB/T5117—1995）和（GB/ T5118—1995）規(guī)定。對于鋼筋籠主筋的連接應(yīng)采用焊接或機(jī)械連接，如果采用焊接，接頭必須按照施工條件進(jìn)行試焊，合格后方可進(jìn)行正是作業(yè)。焊接工藝及質(zhì)量按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》（JGJ18-2012）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

6 各工序設(shè)計說明

本工程分為3個區(qū)段進(jìn)行支護(hù)：A區(qū)采用?800mm排樁加錨索聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，B區(qū)采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，C區(qū)采用?600mm排樁加錨索聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。工程分區(qū)情況見圖1。

圖1 工程分區(qū)圖

6.1 鉆孔壓灌樁施工要求

采用鉆孔壓灌樁施工工藝。A區(qū)臨樓較近鉆機(jī)無法就位地段可采用人工挖孔樁施工工藝。

本工程護(hù)樁樁長20～21m，樁端進(jìn)入風(fēng)化泥巖4～5m,由于支護(hù)樁間距較近，采用間隔成孔施工，當(dāng)已成孔的樁身混凝土終凝后，再施工相鄰的樁。

樁孔的施工允許誤差：孔徑+50mm；孔徑中心位移偏差±50mm；垂直度不超過1/200。

混凝土塌落度宜為180～200mm，粗骨料最大粒徑不宜大于30mm。

采用混凝土輸送泵泵送商品混凝土的方法灌注樁身混凝土。樁身混凝土的泵送壓灌應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。

壓灌樁的充盈系數(shù)應(yīng)為1.0～1.2,樁頂混凝土超灌高度不宜小于0.3～0.5m。

混凝土壓灌結(jié)束后，應(yīng)立即用專用插筋器將鋼筋籠插至設(shè)計深度。

6.2 冠梁施工要求

施工冠梁前應(yīng)將樁頂混凝土浮漿或疏松部分鑿除并呈平面，如樁頂?shù)陀谠O(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)用強(qiáng)度等級高一級的混凝土接長，并將埋入冠梁的樁頂部分鑿毛、洗凈，A區(qū)冠梁的寬度為800mm,高度為500mm，C區(qū)冠梁的寬度為600mm,高度為400mm，混凝土強(qiáng)度為C25。

配筋情況見圖2。

6.3 錨索施工要求

本工程A區(qū)和C區(qū)進(jìn)行錨索設(shè)計：

（1）土方開挖必須緊密配合錨索施工，當(dāng)樁身混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，方可開挖土層，嚴(yán)禁超挖。

（2）錨索成孔：機(jī)械開挖后應(yīng)及時施工錨索，成孔采用回轉(zhuǎn)錨桿鉆機(jī)和洛陽鏟成孔，按設(shè)計要求定出孔位，孔位允許誤差±5cm，孔深允許誤差±20cm，孔傾角允許誤差±2°。

圖2 配筋圖（單位：mm）

（3）錨索制作與要求：錨索采用1860級1～4?15.2mm鋼絞線，錨固段每間隔1.5m（自由段每間隔2.0m）設(shè)置對中隔離架。

（4）注漿施工應(yīng)遵守下列規(guī)定：注漿前先清孔，用清水將孔內(nèi)殘渣清理干凈，直至孔內(nèi)流出清水為止。水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號選用42.5R。注漿采用二次劈裂壓力注漿工藝，一次注漿采用常壓注漿，孔口設(shè)置止?jié){袋。第一次注漿完畢，水泥漿凝固收縮后，孔口應(yīng)進(jìn)行補漿。二次注漿在錨固體強(qiáng)度達(dá)到M5時進(jìn)行壓力劈裂注漿，注漿壓力1.5～2.5MPa。

（5）錨索張拉鎖定：待錨固體混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度75%后，安裝腰粱鎖具，張拉鎖定錨索。按設(shè)計預(yù)應(yīng)力1.1倍超張拉，然后卸荷至設(shè)計拉力鎖定錨索。

6.4 土釘墻施工要求

土釘墻施工應(yīng)遵守下列順序：

開挖工作面，修整邊坡，綁扎編網(wǎng)→壓筋、固定→初噴混凝土→安裝土釘（包括鉆孔、插筋、注漿等）→終噴混凝土→養(yǎng)護(hù)。

（1）基坑內(nèi)降、排水。土方開挖前，應(yīng)提前降水，當(dāng)分層開挖時，要求地下水位低于開挖層底以下0.5～0.8m。土釘墻頂做C20鋼筋混凝土護(hù)面。

立面支護(hù)完工后在基坑四周底部挖排水溝。

（2）土方開挖。土方開挖必須緊密配合土釘墻施工，開挖出的護(hù)坡面必須符合設(shè)計要求，具體要求如下：

①上層土釘砂漿及噴射混凝土面層達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%后，方可開挖下層土方及下層土釘施工。

②基坑開挖要求自上而下分段進(jìn)行，及時支護(hù)，嚴(yán)禁超挖。

③機(jī)械開挖后，應(yīng)輔以人工修整坡面，坡面平整允許誤差±50mm。坡角大小和坡面平整度應(yīng)達(dá)到設(shè)計要求。

（3）土釘施工：

①土釘成孔：土釘成孔采用回旋錨桿鉆機(jī)或洛陽鏟成孔。

②按設(shè)計要求定出孔位允許誤差±5cm。

③孔深允許誤差±20cm，孔傾角允許誤差±2°。

④土釘制作與要求：土釘采用HRB335級直徑?20（25）mm螺紋鋼筋制作，螺紋鋼作土釘時每間隔1.5m設(shè)置對中支架,。

⑤注漿施工應(yīng)遵守下列規(guī)定：注漿前先清孔，用清水將孔內(nèi)殘渣清理干凈。注漿體采用M20水泥砂漿，水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號選用32.5R，外加早強(qiáng)劑。

⑥土釘端部焊接鎖定：土釘鋼筋體端部與加強(qiáng)筋、鋼筋網(wǎng)片相互焊接。各鋼筋的位置由里向外是：鋼筋網(wǎng)、豎向（斜向）加強(qiáng)筋、橫向加強(qiáng)筋（土釘端頭鎖定筋）。

（4）噴射混凝土：噴混凝土的主要目的是為護(hù)坡鋼筋網(wǎng)提供足夠的保護(hù)層，具體如下：

①對開挖出的護(hù)坡面修理平整后，編網(wǎng)、綁扎、固定。

②噴射混凝土應(yīng)分段分片依次進(jìn)行，同一段內(nèi)按自下而上順序噴射。噴射混凝土?xí)r噴頭和受噴面保持垂直，保持1m左右距離；噴手應(yīng)控制好水灰比，保持噴射面平整，濕潤光澤，無干斑或流淌現(xiàn)象。

③混凝土厚度為10cm，面層厚度允許偏差±2cm。噴射混凝土終凝2h后，應(yīng)養(yǎng)護(hù)。

④鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：

a.鋼筋網(wǎng)采用?8@200mm×200mm，鋼筋與坡面的間隙不宜小于20mm。

b.鋼筋網(wǎng)與土釘連接牢固，噴混凝土?xí)r鋼筋網(wǎng)不得晃動。

c.鋼筋網(wǎng)可焊接或綁扎，鋼筋網(wǎng)格允許誤差± 10mm，鋼筋網(wǎng)搭接長度不小于100mm，焊接長度不應(yīng)小于網(wǎng)筋直徑的10倍；

d.網(wǎng)面加強(qiáng)筋橫向采用1?20（25）mm，豎（斜）向采用1?16mm,通長布置。

7 基坑施工監(jiān)測

（1）監(jiān)測內(nèi)容。本工程現(xiàn)場監(jiān)測項目有支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)移、周邊地下管線的變形，邊坡周邊建筑物及地面的沉降和裂縫等（詳見基坑監(jiān)測設(shè)計施工方案）。

（2）控制指標(biāo)。水平位移和沉降指標(biāo)按國家規(guī)范的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，變形若超過標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)加密觀測。

（3）施工監(jiān)測與施工工藝和施工組織密切相關(guān)，施工監(jiān)測一方面要保證施工各階段結(jié)構(gòu)始終處與安全狀態(tài)；另一方面根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，對施工中結(jié)構(gòu)的變形和受力進(jìn)行有效的預(yù)測和控制。及時改進(jìn)施工工藝，做到信息化施工。

8 質(zhì)量檢查

（1）施工用水泥、鋼筋、鋼絞線等原材料和成品，按現(xiàn)行有關(guān)施工及驗收規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗。

（2）質(zhì)量檢查按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）的要求進(jìn)行。

（3）未盡事宜按現(xiàn)行國家及地方規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定等進(jìn)行施工及驗收。

9 檢驗與檢測

（1）樁的完整性檢測：按《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）執(zhí)行。

（2）預(yù)應(yīng)力錨桿（索）檢測的目的是為了檢驗錨桿的抗拔力和位移量能否達(dá)到設(shè)計要求，取樣數(shù)量為錨桿（索）總數(shù)的5%且不少與3根，施工達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度75%后，方可進(jìn)行檢測，其抗拔力達(dá)到1.0倍的設(shè)計值。

（3）檢測必須選用由相關(guān)資質(zhì)的單位來進(jìn)行。

10 施工應(yīng)急預(yù)案

在施工過程中，若出現(xiàn)異常情況，采取的相關(guān)應(yīng)急方案如下：

（1）樁頂位移每天超過3mm或累計水平位移達(dá)到警戒值時，需立即上報有關(guān)各單位，組織現(xiàn)場會議，分析產(chǎn)生的原因，商討處理方案。

（2）必要時可采取如下處理方案：

①坡頂卸載；

②在地面出現(xiàn)裂縫區(qū)域，采用純水泥漿進(jìn)行灌填；③坡腳反壓土堆或砂包。

（3）累計位移增量超過變形控制值，視變形發(fā)展情況，確定是否進(jìn)行邊坡內(nèi)側(cè)回填土施工。要求回填土在1d內(nèi)完成，回填土的范圍沿邊坡邊，回填土的高度不少于邊坡深度的2/3，寬度不少于10m，間隔不大于6m。

（4）保持對周邊建筑物及道路的沉降及變形觀測，若變形異常超過規(guī)范容許值，輕微的進(jìn)行坡頂卸載，嚴(yán)重時需及時疏散相關(guān)人員，力求將損失減少到最低限度。

TU746

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1004-5716(2015)02-0001-04

2014-03-19

2014-03-19

李桂云（1968-），女（漢族），吉林四平人，高級工程師，現(xiàn)從事巖土工程施工工作。