深基坑鋼花管復合土釘墻支護的工程應用

盧士華

(廣州番禺職業技術學院，廣東廣州 511483)

1 工程概況

本工程位于寶安區松崗東方大道北側，松崗中學西側，場地呈長方形展布，周長約291．11 m。擬建場地用地面積約54 069．32 m2的體育場館，主要建筑有綜合館:3層高度26．20 m，層底標高-4．80 m;停車庫:1 層高度5．10 m，底層標高 -0．60 m，游泳池:1層高度3．00 m，層底標高-3．10 m;均采用鋼筋混凝土結構。

本基坑為綜合館基坑，±0．00相當于絕對標高9．12 m，施工前將地面平至±0．000 m，基坑底板墊層底標高為-5．6 m，基坑支護深度為5．6 m。本基坑設計考慮至地下室底板墊層底，不再單獨考慮局部加深，基坑坡底線為承臺外邊線退1 500 mm作為工作面。

2 水文地質條件

1)地形、地貌特征。建筑場地位于寶安區松崗中學西側，原始地形為崗坡地與沖洪積盆地，原為農田，現場地部分為臨時貨運停車場，部分為臨時建筑活動板房，場地東北邊堆積大量建筑垃圾，部分為綠化苗圃。場地較平坦，野外鉆探期間場地內鉆孔孔口標高為 10．41 m ～7．87 m，高差2．54 m。

2)水文地質情況。本場地內的地下水主要為第四系沖洪積層礫砂層中的孔隙水、第四系殘層礫質粘性土層的孔隙水及風化巖裂隙水，水量貧乏。大致以3剖面為界，以南以沖洪積礫砂孔隙水為主，為強含水層，水量豐富;以北以第四系殘層礫質粘性土的孔隙水為主，為弱含水層，水量較貧乏。地下水補給源主要為大氣降水，本次野外鉆探期間為雨季，地下水穩定水位受降水影響大。勘察期間測得的地下水水位埋深0．10 m～1．10 m，水位標高為 9．14 m ～8．14 m。

3)建筑物及地下管線情況。基坑周圍無建(構)筑物、道路及地下管線。

3 基坑支護方案

本工程采用攪拌樁結合鋼花管土釘復合支護體系。具體剖面結構如圖1所示。采用上部放坡、下部垂直開挖，基坑邊緣為深層攪拌樁施工，在易于成孔地段采用人工成孔鋼筋土釘結構形式。坡頂約3．5 m范圍內采用噴射混凝土進行地面硬化，并與面板聯結成一整體，地面硬化混凝土強度等級為C20，地面硬化厚度為10 cm。放坡處采用土釘φ16(L1 500@2 000)錨固。垂直開挖處攪拌樁一排φ550@400mm，鋼花管土釘φ48@1 300mm，土釘掛網噴C20混凝土支護。

4 施工技術

1)攪拌樁。

攪拌樁采用一排φ550@400 mm，見圖2，攪拌樁用32．5R普通硅酸鹽早強水泥，水灰比為0．45～0．55，水泥摻入量為5．5 kg/m，泥粉10 kg/m。

圖1 土釘掛網支護剖面示意圖（基坑北面）

圖2 攪拌樁平面布置圖

水泥攪拌樁施工采用四噴四攪工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應小于總量的1/2，嚴禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時一律采用低擋操作，復攪時可提高一個擋位。每根樁的正常成樁時間應不少于40 min，噴漿壓力不小于0．4 MPa。

為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質量，第一次提鉆噴漿時應在樁底部停留30 s，進行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進行磨樁頭，停留時間為30 s。

施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間。每根樁開鉆后應連續作業，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業。儲漿罐內的儲漿應不小于一根樁的用量加55 kg。若儲漿量小于上述重量時，不得進行下一根樁的施工。

2)鋼花管土釘。

鋼花管式土釘，鋼管管頭部封閉，管身設置注漿孔。土釘下傾角10°。土釘長度、設置詳見圖3，圖4。注漿采用PC32．5R復合硅酸鹽純水泥漿，高壓注漿，水泥漿水灰比為0．45～0．55。

土釘施工前，應先了解地下管線的分布情況，以便在土釘施打過程中避開管線。如在施工中鋼花管端部一旦碰到臨近建筑物的樁基時，應相應調整土釘位置和角度。

鋼花管按設計長度下料后，錨入端應做成錐形(銳角)，并將縫隙焊死，防止錨進土層時泥水進入錨管。鋼花管注漿孔按雙向每隔0．5 m設置，鋼花管離基坑邊壁2．5 m內不設注漿孔，注漿孔直徑為5mm～10mm。所有注漿孔面積總和不宜超過鋼花管口徑面積的30%。在注漿孔處宜用鋼板焊上倒刺，規格10 mm×20 mm，防止鋼管錨入時泥土堵住注漿孔。

使用手持式沖擊錘將鋼花管錨入土體，施工時應控制其定位和傾角，誤差在設計要求和規范規定的允許范圍內。鋼花管置入后應立即注漿并及時封閉，防止水土流失妨礙土體穩定。

鋼花管土釘設置后，應將鋼花管頭部、襯墊、聯系鋼筋、鋼筋網片用電焊相互焊牢，并及時噴射混凝土面層。

3)掛網噴射混凝土護面。

鋼筋網為φ6@200雙向，采用C20噴射混凝土，混凝土面層厚80 mm，配合比為水泥∶石子∶砂 =1∶2∶2．5(重量比)，石子粒徑小于15 mm。混凝土面層使用PC32．5R復合硅酸鹽水泥。砂料:使用中粗砂(見圖5)。

圖4 鋼筋網片及土釘平面示意圖

圖5 土釘立剖面示意圖

噴射混凝土采用干噴法并應分片按自下而上的順序進行，噴頭與受噴面的距離宜控制在0．8 m～1．0 m范圍內，射流應垂直指向噴射面。

5 基坑安全監測

5．1 基坑及周邊檢測準備工作

為確保基坑順利施工，做到發現情況及時處理，在基坑開挖施工過程中，對本基坑安裝不同監測點，對基坑施工過程中的各項指標進行監測:

1)對周圍原有的建筑物進行仔細調查、檢測和技術鑒定，并做好記錄、拍照、錄像等工作，為施工過程中檢測搶險及可能產生的糾紛提供必要的依據。

2)詳細了解周圍地下管線的情況，并做好記錄。

3)在周邊建筑物、路面設置變形觀測點。

5．2 檢測項目、檢測方法、精度要求及測點布置

基坑監測項目是一項技術上復雜，不確定因素較多，風險性較大的系統工程，根據本基坑支護結構及周圍環境的特點，應進行如表1所示項目的監測。

表1 基坑監測內容

另外，在基坑3H范圍內應埋設3個鉆孔基準點，作為沉降、位移觀測的基準點，所有監測安排均應以確保基坑支護及周邊環境安全為宗旨，若開挖過程中出現位移速率，支撐軸力較大等異常情況時，應適當加密監測次數，并且每次監測完畢后及時整理分析測試數據，向甲方和監理單位提供監測簡報。

6 結語

本工程采用深層水泥攪拌樁與鋼花管土釘復合支護技術，充分發揮兩者的優點，經過現場開挖監控、位移觀測，最大位移量為12 mm。實踐證明，本工程采用深層水泥攪拌樁與鋼花管噴錨支護在基坑支護工程中的應用是成功的，不僅效果好，而且造價低，有針對性，值得推廣使用。

［1］王立祥．鋼花管土釘在基坑事故處理中的應用［J］．四川建材，2009(8):32-33．

［2］中國土木工程學會土力學及巖土工程分會．深基坑支護技術指南［M］．北京:中國建筑工業出版社，2012．

［3］徐至鈞．深基坑支護新技術精選集［M］．北京:中國建筑工業出版社，2012．