淺談基坑支護(hù)在某工程項(xiàng)目中的應(yīng)用

袁旭東 中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司

淺談基坑支護(hù)在某工程項(xiàng)目中的應(yīng)用

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隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，高樓大廈越來越多，基坑亦越來越深，因此選擇經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的基坑支護(hù)方案成為確保施工質(zhì)量、安全的十分重要環(huán)節(jié)。基坑工程主要包括基坑支護(hù)體系設(shè)計(jì)、施工和土方開挖，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，具有很強(qiáng)的區(qū)域性和很強(qiáng)的個(gè)體性，其支護(hù)體系承受的土壓力又具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)。深基坑工程在我國廣泛應(yīng)用與研究開始于80年代初。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1980年至1989年10間，我國新建高層建筑1000余棟；1990年至1991的兩年間，新建高層建筑1000余棟，1992年一年就新建高層建筑1000余棟。高層建筑的不斷涌現(xiàn)，深基坑的開挖深度不斷增加、開挖面積也越來越大。如上海金茂大廈，建筑面積29萬m2，建筑高度360m，塔尖標(biāo)高420.5m，塔樓開挖深度-19.65m，基礎(chǔ)開挖面積近2萬m2。

一、工程簡(jiǎn)介

武漢軌道交通一號(hào)線古田二路車站附屬用房，建筑面積為4500m2。結(jié)構(gòu)形式為框架，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，地上三層、地下二層。地下室平面形狀近似為長(zhǎng)方形，地下室基坑開挖面積約為1355m2，基坑支護(hù)周長(zhǎng)約為148m。基坑最大開挖深度約為8.2m。根據(jù)設(shè)計(jì)文件，古田二路站附屬用房基坑支護(hù)采用下部懸臂樁排+上部卸荷減載平臺(tái)噴錨支護(hù)的形式。擋土結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁樁排，樁徑設(shè)計(jì)為φ1000mm，樁長(zhǎng)為14.5m，鉆孔樁間距為1.3m。支護(hù)樁樁頂通長(zhǎng)設(shè)置鎖口梁，鎖口梁為1100 mm ×500mm，砼強(qiáng)度為C25。鎖口梁頂面往外設(shè)4.0m寬下階卸荷減載平臺(tái)，下階卸荷減載平臺(tái)高2.0m；下階卸荷減載平臺(tái)之上再設(shè)3.0m寬的上階卸荷減載平臺(tái)，上階卸荷減載平臺(tái)高2.0m；平臺(tái)C20素噴覆蓋防水，兩階卸荷減載平臺(tái)面的坡面均按1:0.5放坡土釘掛網(wǎng)噴面支護(hù)；地下水處理，基坑周邊沿鉆孔樁外側(cè)設(shè)置一圈相互搭接的粉噴樁，間距為400mm，樁徑為500mm，有效樁長(zhǎng)為7m以防止黏土從支護(hù)樁縫間塑流擠出，同時(shí)兼作止水帷幕以隔離上層滯水，下部孔隙承壓水采用中深井降水。同時(shí)在坡頂和坡底設(shè)置排水明溝和集水坑，對(duì)基坑內(nèi)的少量表面水進(jìn)行抽排。

二、基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)原則

基坑支護(hù)作為一個(gè)結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)要滿足穩(wěn)定和變形的要求，即通常規(guī)范所說的兩種極限狀態(tài)的要求，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所謂承載能力極限狀態(tài)，對(duì)基坑支護(hù)來說就是支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動(dòng)或周邊環(huán)境的破壞，出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。一般的設(shè)計(jì)要求是不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形或是由于開挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過大，影響正常使用，但未造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)相對(duì)于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù)，不致使支護(hù)產(chǎn)生失穩(wěn)，而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建筑物的安全使用。因而，作為設(shè)計(jì)的計(jì)算理論，不但要能計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題，還應(yīng)計(jì)算其變形，并根據(jù)周邊環(huán)境條件，控制變形在一定的范圍內(nèi)。一般的支護(hù)結(jié)構(gòu)位移控制以水平位移為主，主要是水平位移較直觀，易于監(jiān)測(cè)。水平位移控制與周邊環(huán)境的要求有關(guān)，這就是通常規(guī)范中所謂的基坑安全等級(jí)的劃分，對(duì)于基坑周邊有較重要的構(gòu)筑物需要保護(hù)的，則應(yīng)控制小變形，此即為通常的一級(jí)基坑的位移要求；對(duì)于周邊空曠，無構(gòu)筑物需保護(hù)的，則位移量可大一些，理論上只要保證穩(wěn)定即可，此即為通常所說的三級(jí)基坑的位移要求；介于一級(jí)和三級(jí)之間的，則為二級(jí)基坑的位移要求。對(duì)于一級(jí)基坑的最大水平位移，一般宜不大于30mm，對(duì)于較深的基坑，應(yīng)小于0.3%H,H為基坑開挖深度。對(duì)于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm內(nèi)地面不致有明顯的裂縫，當(dāng)最大水平位移在40～50mm內(nèi)會(huì)有可見的地面裂縫，因此，一般的基坑最大水平位移應(yīng)控制不大于50mm為宜，否則會(huì)產(chǎn)生較明顯的地面裂縫和沉降，感觀上會(huì)產(chǎn)生不安全的感覺。一般較剛性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，如擋土樁、連續(xù)增加內(nèi)支撐體系，其位移較小，可控制在30mm之內(nèi)，對(duì)于土釘支護(hù)，地質(zhì)條件較好，且采用超前支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨桿等加強(qiáng)措施后可控制較小位移外，一般會(huì)大于30mm。

三，支護(hù)設(shè)計(jì)要求

1.噴射混凝土作業(yè)施工要求

①噴射混凝土作業(yè)應(yīng)分段分片進(jìn)行，并在坡面上垂直打入短鋼筋作為控制厚度的標(biāo)志，同一段內(nèi)應(yīng)自下而上進(jìn)行噴射，射流應(yīng)垂直噴射面,射距宜在0.8～1.5m范圍之內(nèi)。

②面板設(shè)置鋼筋網(wǎng),應(yīng)分二次進(jìn)行噴射，第二次噴射前應(yīng)清除表面上的松散碎屑，并噴水使之濕潤。

③應(yīng)做好保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)氣溫和環(huán)境條件而定。

2.實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)

①土釘墻及灌漿錨桿施工前應(yīng)做抗拔試驗(yàn)。

②噴射混凝土試塊數(shù)量每300m2取一組,每組試塊不少于3塊,制作試塊時(shí)將試模底面緊貼基坑坡面從側(cè)向噴入混凝土。

③漿體強(qiáng)度試塊每100根土釘不少于一組,砂漿試塊每組為3塊,水泥凈漿試塊每組為6塊。

④錨桿測(cè)試：本工程在不同土層中應(yīng)進(jìn)行錨桿基本試驗(yàn)，直接選用工作錨桿，本工程錨桿還需進(jìn)行蠕變?cè)囼?yàn)。

⑤樁施工完成后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行樁身質(zhì)量檢測(cè)。

四，基坑排水系統(tǒng)

坡底設(shè)排水溝、集水井，匯入管道前設(shè)沉砂池。

五，支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)

根據(jù)基坑開挖范圍和開挖深度，應(yīng)對(duì)基坑本身及周圍環(huán)境的位移，沉降等多項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本基坑工程監(jiān)測(cè)內(nèi)容及監(jiān)測(cè)要求，應(yīng)由監(jiān)測(cè)方在施工前提出方案，設(shè)計(jì)及施工方確認(rèn)后實(shí)施。

基坑支護(hù)是一種特殊的結(jié)構(gòu)方式，具有很多的功能。不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)適應(yīng)于不同的水文地質(zhì)條件，因此，要根據(jù)具體問題，具體分析，從而選擇經(jīng)濟(jì)適用的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

[1]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50007-2002

[2]建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程.JGJ 120-99

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.029