預(yù)應(yīng)力錨釘支護(hù)在主干道旁深基坑中的應(yīng)用

賈新發(fā) 方 勇 楊亞軍

1 工程概況

該工程為咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建T3A航站樓主樓工程。該場(chǎng)地位于西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)內(nèi)的西側(cè)進(jìn)場(chǎng)道路南側(cè)。基坑面積45 696.00 m2,深度約10.00 m,靠近道路旁支護(hù)長(zhǎng)度為136.00 m,支護(hù)面積為1 430.00 m2,此基坑上口線距道路邊緣2.00 m,有交通動(dòng)荷載連續(xù)作用。

2 工程地質(zhì)及水文條件

1)地質(zhì)情況。根據(jù)鉆探及井探揭露,場(chǎng)地的地層從上至下依次為:①層填土Qml:主要由黏性土、粉土等組成,頂部含植物根系,成分不均,結(jié)構(gòu)松散,層厚0.5 m～4.2 m,層底標(biāo)高介于469.54 m～475.79 m。②層黃土:黃褐色,大孔結(jié)構(gòu),含少量鈣質(zhì)結(jié)核及零星蝸牛殼,硬塑狀態(tài),層厚5.4 m～10.1 m,層底標(biāo)高介于460.41 m～467.18 m。③層古土壤:紅褐色,具大孔隙,含鈣質(zhì)薄膜和少量鈣質(zhì)結(jié)核,底部鈣質(zhì)結(jié)核富集,碎塊狀結(jié)構(gòu)。硬塑狀態(tài),層厚1.9 m～3.8 m,層底標(biāo)高介于 457.41 m～463.98 m。④-1層黃土黃褐色,具針狀小孔,含少量鈣質(zhì)結(jié)核及零星蝸牛殼,硬塑狀態(tài),層厚3.4 m～5.7 m,層底標(biāo)高介于452.74 m～459.23 m。⑤-2層黃土:黃褐色,含少量鈣質(zhì)結(jié)核及零星蝸牛殼,可塑狀態(tài),層厚2.0 m～5.2 m,層底標(biāo)高介于450.11 m～456.10 m。2)地下水文情況。勘察期間,少數(shù)勘探點(diǎn)遇到地下水,實(shí)測(cè)其穩(wěn)定水位深度為21.50 m～31.80 m,相應(yīng)標(biāo)高443.52 m～450.79 m。該地下水屬賦存于第四系松散層中的潛水,儲(chǔ)水量不豐,含水層給水度較低。水位升降主要受周圍蓄水池及大氣降水補(bǔ)給影響。

3 基坑支護(hù)方案

3.1 各土層物理力學(xué)指標(biāo)

計(jì)算選用的各土層物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

表1 各土層物理力學(xué)指標(biāo)

3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明

1)地面靜荷載取20 kPa,考慮動(dòng)荷載作用以及道路結(jié)構(gòu)整體作用,選擇動(dòng)力系數(shù)為1.4。2)采用水土合算原則。3)土壓力計(jì)算采用朗金土壓力理論。4)采用PKPM基坑設(shè)計(jì)軟件計(jì)算。

3.3 設(shè)計(jì)支護(hù)方案結(jié)果

1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地情況進(jìn)行1∶0.25逐層卸載放坡。2)土釘支護(hù)單元剖面見圖1。3)墻體采用200×200 Φ 6.5鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行掛網(wǎng),鋼筋網(wǎng)片外側(cè)用HPB335 Φ 14鋼筋進(jìn)行橫拉和斜拉。墻體混凝土采用C20噴射細(xì)石混凝土,厚度為60 mm～100 mm。4)逐層放坡示意圖見圖2。

3.4 監(jiān)測(cè)

1)根據(jù)JGJ 167-2009濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑安全技術(shù)規(guī)程以及JGJ 102-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程的附錄E進(jìn)行錨桿的基本試驗(yàn):第一層土釘極限承載力不小于46.44 kN;第二層預(yù)應(yīng)力錨桿的極限承載力不小于85.92 kN;第三層土釘極限承載力不小于 77.69 kN;第四層土釘?shù)臉O限承載力不小于88.31 kN;第五層土釘極限承載力不小于113.01 kN;第六層土釘?shù)臉O限承載力不小于98.80 kN,見圖3。2)當(dāng)?shù)诙宇A(yù)應(yīng)力錨釘注漿體強(qiáng)度達(dá)到15 MPa且墻體混凝土質(zhì)量達(dá)到20 MPa時(shí),進(jìn)行錨桿張拉與鎖定。張拉力為60 kN鎖定力至少達(dá)到50 kN。

3.5 排水方案

根據(jù)勘察報(bào)告,地下水位約為443.52 m～450.79 m(-32.48～-25.21),實(shí)測(cè)水位深度為21.50 m～31.80 m。地下水位對(duì)邊坡不產(chǎn)生不利影響。

在基坑上口地表進(jìn)行表水外排的排水方式(見圖4):將基坑與道路用混凝土進(jìn)行硬化并設(shè)置擋水墻,保證地表水既不流進(jìn)基坑也不在邊坡處滲漏。

3.6 變形監(jiān)測(cè)

1)變形監(jiān)測(cè)(布測(cè)點(diǎn)見檢測(cè)平面布置圖)。a.沉降監(jiān)測(cè)。在基坑外側(cè)20 m處設(shè)置4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn),進(jìn)行沉降和位移監(jiān)測(cè),組成閉合環(huán)形作為首級(jí)控制。b.基坑壁水平位移監(jiān)測(cè)。在護(hù)坡樁頂每間隔20 m左右設(shè)置1個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),共設(shè)置6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

2)變形監(jiān)測(cè)周期。a.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在基坑開挖前測(cè)得初始值,并實(shí)測(cè)兩次;b.自基坑開挖至基坑底標(biāo)高后一個(gè)月內(nèi)每周監(jiān)測(cè)一次,此后至回填期間每?jī)芍鼙O(jiān)測(cè)一次;c.當(dāng)坡頂?shù)孛娉霈F(xiàn)10 mm水平裂縫應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位,以10 mm作為預(yù)警值;d.通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析:累計(jì)沉降和位移均較小,深基坑在動(dòng)荷載作用下處于穩(wěn)定安全狀態(tài),頂面地面未見明顯開裂現(xiàn)象。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表2。

表2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析表 mm

3.7 施工中主要問(wèn)題及解決方法

1)地下管網(wǎng):由于此次工程為擴(kuò)建工程機(jī)場(chǎng)內(nèi)的雨水、污水等管網(wǎng)橫穿基坑,開挖前對(duì)管內(nèi)進(jìn)行封堵且積水進(jìn)行排泄,支護(hù)時(shí)在管網(wǎng)底部設(shè)置泄水孔,使管內(nèi)積水及時(shí)導(dǎo)泄。2)施工時(shí)處于雨期:首先在第一層開挖完成后對(duì)邊坡頂進(jìn)行混凝土罩面并砌筑擋水墻;施工遇到雨天要對(duì)邊坡用彩條布和塑料薄膜進(jìn)行邊坡覆蓋防止雨水浸入邊坡;雨天對(duì)管網(wǎng)的封堵情況進(jìn)行檢查,防止管內(nèi)存水。3)基坑局部含水量較大:AA邊坡處局部有雜填土,對(duì)雜填土清理后,雜填土四周含水量較大。此處用PVC管開孔插入1.00 m左右按1.00 m間距布置對(duì)邊坡內(nèi)部飽和水進(jìn)行釋放和排泄,并對(duì)該處土釘孔進(jìn)行晾曬后進(jìn)行注漿施工。4)施工工期緊與土方施工、支護(hù)進(jìn)行分層分段穿插施工的矛盾:在施工工期緊張的情況下且土方和支護(hù)施工必須進(jìn)行分層分段逐層施工保證工程質(zhì)量,施工中始終堅(jiān)持合理、有序流水作業(yè)。

3.8 支護(hù)效果

護(hù)坡完成后,經(jīng)過(guò)近7個(gè)月的監(jiān)測(cè),基坑口沿的變形微小,基坑沿口穩(wěn)定,周邊未見開裂和沉陷,此次基坑支護(hù)的效果明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

在深基坑的邊坡施工中只要條件允許且有有效合理的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用,不僅能收到好的工程效果,而且造價(jià)低,施工工期短。本工程利用黃土的有利工程性質(zhì)進(jìn)行有效分析驗(yàn)算,采用此法進(jìn)行逐層分段施工不僅方案安全、經(jīng)濟(jì)、施工周期短,而且保證了機(jī)場(chǎng)主干道的交通暢通。

[1]朱浮聲.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算[M].北京:中國(guó)交通出版社,2005.

[2]JGJ 167-2009,濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑安全技術(shù)規(guī)程[S].

[3]JGJ 102-99,建筑基坑支護(hù)規(guī)程[S].

[4]黃亞飛.預(yù)應(yīng)力復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(18):112-113.