深基坑支護(hù)工程中土釘墻的應(yīng)用

【摘要】通過(guò)土釘噴錨網(wǎng)在深基坑工程中的成功應(yīng)用，在施工過(guò)程中通過(guò)運(yùn)用預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)，有效地減少了基坑變形。

【關(guān)鍵詞】深基坑；土釘；預(yù)應(yīng)力錨桿

1.工程概況

某建筑物基坑南北長(zhǎng)124.0m，東西寬53.0m，基坑開(kāi)挖深度10.80m。此基坑南臨現(xiàn)狀街道，北臨三層寫字樓，東臨三層住宅樓，西臨正在營(yíng)業(yè)的一層商城。基坑外沿距建筑物外墻距約為1.0m，施工空間有限，唯有采取垂直開(kāi)挖，土釘噴錨網(wǎng)支護(hù)。

2.場(chǎng)地工程水文地質(zhì)條件

該基坑所處場(chǎng)地表層為2.0m厚的人工填土，由雜、素填土組成。第二層為10.5m厚的黃土狀土，以濕陷性黃土為主，含水量為20%，重度為16.4KN/m3，粘聚力C=10.8KPa，內(nèi)摩擦角Ф=24.1度，土體與錨固體的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值為80KPa。第三層為粉土，厚度11.4m，含水量為24.9%，重度為18.4KN/m3，粘聚力C=12.7KPa，內(nèi)摩擦角Ф=22.0度，土體與錨固體的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值為85KPa。該場(chǎng)地地下水位埋深較深，在基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)無(wú)地下水位。

3.設(shè)計(jì)方案

3.1設(shè)計(jì)所用巖土參數(shù)。噴錨網(wǎng)支護(hù)所需的各土層的設(shè)計(jì)參數(shù)詳細(xì)列表如表1。基坑周邊影響范圍內(nèi)各種建筑物所施加的荷載取值為30KPa，距基坑邊距離為1.0m，距地面深度為0.0m，作用寬度為5.0m。

3.2土釘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。設(shè)計(jì)采用全長(zhǎng)壓力注漿錨桿，分8排土釘布置，土釘孔徑為110mm，注漿強(qiáng)度等級(jí)為15MPa，3天強(qiáng)度等級(jí)不低于6MPa。土釘長(zhǎng)度第一排為10.0m；第二、三排為13.3m；第四、五、六排為11.8m，第七、八排為9.0m。土釘豎向間距第一排1.70m；第二、三排1.50m；其余各排1.20m。土釘水平間距前五排2.0m，其余三排1.50m。土釘孔向下傾斜10度，每層超挖深度0.50m，噴射砼面層厚度100mm，強(qiáng)度等級(jí)C20，3天強(qiáng)度不低于10MPa。混凝土骨料最大粒徑不大于12mm，配合比水∶水泥∶石子=1∶2∶2，水灰比不大于0.45，控制混凝土初凝時(shí)間和終凝時(shí)間為5min、10min。每批至少留取3組試樣進(jìn)行了強(qiáng)度測(cè)定。土釘鋼筋為ф25mm。噴射混凝土面層內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)直徑ф6mm，網(wǎng)格尺寸200×200mm。加強(qiáng)筋采用ф12mm，加強(qiáng)筋網(wǎng)格2000×2000mm，采用菱形布置壓于鋼筋網(wǎng)上部與釘桿焊接。設(shè)計(jì)詳細(xì)參數(shù)結(jié)果列表如表2：

3.3預(yù)應(yīng)力錨桿。因該基坑?xùn)|、北兩邊緊臨三層舊樓，兩座樓已屬危舊居民樓，原建筑物已有變形裂隙，西邊緊臨商城，屬柱下條形基礎(chǔ)，頂部用玻璃罩頂，建筑物對(duì)沉降變形要求嚴(yán)格。建筑物地基土為濕陷性黃土，并且均未進(jìn)行處理，所以該基坑對(duì)側(cè)壁變形需嚴(yán)格控制。因此，對(duì)第二排土釘設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力錨桿，鎖定張拉應(yīng)力50KN。

3.4支護(hù)體系整體穩(wěn)定性分析。根據(jù)圓弧破壞面采用普通條分法，對(duì)支護(hù)體系分層開(kāi)挖進(jìn)行整體穩(wěn)定性分析計(jì)算，結(jié)果如表3：

4.土釘支護(hù)施工

4.1土方開(kāi)挖。土方開(kāi)挖緊密配合噴錨網(wǎng)施工，采取分層、分段開(kāi)挖。分段長(zhǎng)度15m每層開(kāi)挖深度根據(jù)設(shè)計(jì)要求，為施工方便，超挖0.5m。機(jī)械開(kāi)挖后，及時(shí)對(duì)坡面進(jìn)行人工修整。

4.2造孔。按設(shè)計(jì)要求的孔位、孔徑、傾角、孔深用洛陽(yáng)鏟進(jìn)行鑿孔。孔位允許偏差小于150mm，鉆孔傾角誤差小于3°，孔徑允許偏差（+20mm，-5mm），孔深允許偏差（+200mm，-50mm）。

4.3錨桿制作與安放。按設(shè)計(jì)要求加工釘桿，接頭采用雙面焊接的搭接接頭，焊接長(zhǎng)度80mm，焊好后釘桿軸線一致。每隔2m焊一組船形對(duì)中支架。凸出部分長(zhǎng)10cm。對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿桿體自由段應(yīng)用塑料包裹，與錨固體聯(lián)接處用鉛絲綁牢。經(jīng)嚴(yán)格檢查錨桿質(zhì)量后，安放錨桿，采用底部注漿，注漿管隨錨桿一同放入錨孔，注漿管頭部距孔底約5～10cm。錨桿安放后，采用井字架在錨桿頭部焊接鎖緊裝置，由4根長(zhǎng)20cm的25螺紋鋼筋，成井字形焊接在錨桿上，離開(kāi)土層表面2～3cm，鎖緊裝置然后和加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)焊接在一起，使錨桿的錨固力均勻傳遞給整個(gè)支護(hù)面。

4.4注漿。注漿漿液采用水泥漿液，漿液材料為425#普通硅酸鹽水泥，水灰比0.45，添加2%UEA早強(qiáng)劑。注漿采用二次注漿，連接好注漿系統(tǒng)后進(jìn)行第一次注漿，邊注漿邊慢慢拔出注漿管，在注滿前保證注漿管不露出水泥漿面。半小時(shí)后進(jìn)行二次壓力注漿，孔口用水泥袋密封，注漿壓力達(dá)到0.3MPa。

4.5鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。采用6圓鋼按200×200mm網(wǎng)格制作，網(wǎng)格允許偏差±10mm，網(wǎng)格采用鉛絲綁扎與土壁表面距離不小于3cm。邊壁上的鋼筋網(wǎng)宜延伸至地表面，其長(zhǎng)度不小于0.5m。采用12圓鋼做加強(qiáng)筋與錨桿鎖緊裝置焊牢，壓在網(wǎng)格上部，加強(qiáng)筋網(wǎng)格2000×2000mm。

4.6噴射混凝土。按設(shè)計(jì)要求及混凝土配合比拌制混凝土，混合材料應(yīng)攪拌均勻，顏色一致，隨拌隨用。噴射混凝土?xí)r，工作風(fēng)壓0.1MPa，噴頭與受噴面應(yīng)盡量垂直，并保持1.0m距離。噴射作業(yè)分段進(jìn)行，同一分段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上，一次噴射厚度60mm；噴射混凝土接茬處采用斜交搭接，搭接長(zhǎng)度不小于20cm。噴射混凝土終凝后兩小時(shí)應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù)，保持表面濕潤(rùn)不出現(xiàn)裂縫。

5.位移監(jiān)測(cè)與支護(hù)效果

在基坑四周設(shè)置6個(gè)位移觀測(cè)點(diǎn)。利用精密水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀，量測(cè)基坑邊壁頂部的水平位移，量測(cè)結(jié)果基坑西邊2#觀測(cè)點(diǎn)最大水平位移為基坑深度的3.5‰。基坑頂部水平變形在基坑支護(hù)完成兩周后基坑變形基本穩(wěn)定。周圍建筑物也均無(wú)任何異常情況。

6.結(jié)論

6.1錨噴支護(hù)技術(shù)在地質(zhì)條件較好的情況下運(yùn)用于較深基坑的支護(hù)，具有質(zhì)量安全可靠，施工速度快，投資省等優(yōu)點(diǎn)。

6.2錨噴支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，要求基坑開(kāi)挖、錨桿施工、噴射混凝土，各個(gè)工序要緊密結(jié)合，一個(gè)循環(huán)施工應(yīng)一氣呵成。

6.3錨噴支護(hù)技術(shù)在施工中要求邊施工邊對(duì)邊壁進(jìn)行位移觀測(cè)。發(fā)現(xiàn)位移量增大和異常情況，要增加支護(hù)參數(shù)，采取預(yù)應(yīng)力錨桿，對(duì)控制邊壁位移效果十分明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.