某高層建筑工程的基坑支護分析

顧曉春

【摘 要】分析了某高層建筑工程施工場地情況，提出了支護樁和土釘墻深基坑支護方法，對這兩種支護方法及其構(gòu)造要求和施工工藝進行了論述，結(jié)果表明支護效果安全可靠，可進一步推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】深基坑支護；支護樁；土釘墻；構(gòu)造要求；施工工藝

A high-rise building projects excavation analysis

Gu Xiao-chun

（No，4 Construction Group Co.， Ltd. Nantong Nantong Jiangsu 226300）

【Abstract】Analysis of a high-rise building construction site conditions， proposed supporting piles and soil nailing deep excavation methods， these two methods and their supporting structural requirements and construction techniques are discussed， the results show that security support effect reliable， and can be further popularized.

【Key words】Deep excavation；Supporting piles；Soil nailing wall；Structural requirements；Construction technology

隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，高層建筑層出不窮，基坑工程向深、大、難方向發(fā)展，由于深基坑工程引發(fā)的工程安全問題越來越引起重視，基坑支護的重要性已愈顯突出。基坑支護的方法很多，這里通過一個工程實例介紹兩種較常用的支護方法。

1. 工程概況

（1）某工程設(shè)計地下1層，地上12層，主體檐口高度為47.050 m，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)防烈度7度，場地類別為Ⅱ類，抗震設(shè)防為丙類，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級，設(shè)計基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，采用大直徑人工挖孔灌注樁。

在擬建大樓的南側(cè)緊鄰某舊辦公樓，主樓6層，側(cè)樓5層，帶形基礎(chǔ)，磚混結(jié)構(gòu)，1986年建成投入使用。由于新建大樓基坑開挖深度達7.70 m，并緊鄰舊辦公樓，因此，在基坑施工及基礎(chǔ)施工期間需對與舊辦公樓交界處邊坡進行支護，以保證施工安全及舊樓不受影響。此外，在擬建大樓的西側(cè)緊鄰住宅樓，北側(cè)緊鄰大街，均不能放坡開挖基坑。

（2）經(jīng)過多方商議研究決定，在基坑南側(cè)和西側(cè)采用人工挖孔灌注樁支護，基坑北側(cè)采用土釘墻支護，東側(cè)采用放坡開挖，坡度為1∶0.33（如圖1所示）。

圖1 基坑支護示意圖

2. 支護樁施工

2.1 構(gòu)造要求。

（1）依據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》中排樁的構(gòu)造要求，本工程支護樁采用直徑800 mm人工挖孔灌注樁，并通過計算確定樁長不小于12 m，采用C20混凝土灌注，樁間距應(yīng)根據(jù)排樁受力及樁間土穩(wěn)定條件確定為1.5 m。樁的縱向受力鋼筋采用1822鋼筋，縱向受力鋼筋保護層厚度不應(yīng)小于35 mm。箍筋采用8@200的螺旋筋，每隔1 500 mm布置一根12的焊接加強箍筋，以增加鋼筋籠的整體剛度，有利于鋼筋籠的吊放，鋼筋籠一般離孔底200 mm。

（2）排樁頂部應(yīng)設(shè)鋼筋混凝土冠梁與樁身連接，冠梁寬度為800 mm，高度為500 mm。樁頂縱向鋼筋應(yīng)錨入冠梁內(nèi)，且錨固長度不低于30倍縱向鋼筋直徑。樁與冠梁主筋焊接接頭必須分散布置，一個截面的接頭數(shù)不得超過鋼筋數(shù)的1/2。

2.2 支護樁施工工藝。按設(shè)計圖紙放線、定樁位→人工取土成孔→測量控制→支設(shè)護壁模板→在頂部放置操作平臺→澆筑護壁混凝土→拆除護壁模板繼續(xù)向下一段施工，至設(shè)計標(biāo)高→排除孔底松土、沉渣→吊放鋼筋籠→澆筑樁身混凝土。

2.3 支護樁技術(shù)要求。

（1）施工前必須充分了解現(xiàn)場工程地質(zhì)與水文地質(zhì)狀況。

（2）根據(jù)護壁井圈設(shè)計高度，挖至一定孔深后應(yīng)立即支模，按要求放置鋼筋并澆筑混凝土；護壁井圈混凝土達到設(shè)計允許的強度后方可進行下一層挖土施工。

（3）每層井圈高度取600 mm，為便于混凝土澆筑，井圈應(yīng)做成錐形，錐形井圈上口寬度為200 mm，下口寬100 mm。

（4）出土工具：主要有機架、電動葫蘆及出渣筒。

（5）孔內(nèi)施工照明必須采用安全低壓防水燈。

（6）要求向孔內(nèi)送風(fēng)不小于25 L/s，主要工具為1.5 KW鼓風(fēng)機，配以直徑為100 mm的塑料送風(fēng)管。

（7）施工樁孔應(yīng)間隔進行，不得同時施工全部樁孔，基坑開挖應(yīng)在支護排樁樁體強度達到70%設(shè)計強度后進行。

（8）基坑開挖后，建立舊樓變形監(jiān)測點；發(fā)現(xiàn)變形超過規(guī)范要求，立即采取緊急加固及支護措施。

3. 土釘墻施工

3.1 構(gòu)造要求。

（1）依據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》，確定土釘墻墻面坡度為1∶0.1，土釘傾角為12°，土釘孔徑為100 mm。土釘鋼筋采用C20鋼筋。

（2）面層鋼筋網(wǎng)的鋼筋為A6，網(wǎng)格尺寸200 mm×200 mm，搭接長度應(yīng)大于300 mm。面層中與土釘?shù)乳g距設(shè)置B16的加強鋼筋，采用水平垂直設(shè)置。加強鋼筋采用焊接連接，且與每根土釘可靠連接。

（3）土釘必須與面層有效連接，本工程設(shè)置350 mm×350 mm×50 mm的水泥承壓板，通過螺栓與土釘連接。

（4）土釘孔內(nèi)注漿材料采用水灰比為1∶0.5的水泥砂漿，強度不低于12 MPa，3 d強度不低于10 MPa。

（5）在坡頂和坡腳設(shè)排水措施，坡面設(shè)適當(dāng)數(shù)量泄水孔。

（6）本工程共設(shè)5排土釘，第一排土釘距離地面0.5 m，土釘水平間距和豎向間距均為1.5 m，自上向下各排土釘?shù)拈L度分別為8 m，7.5 m，7 m，6.5 m，6 m。

3.2 土釘墻支護施工工藝。土釘墻的施工一般按以下程序進行：

施工準(zhǔn)備→開挖工作面、修理邊坡、坡面排水→噴射第一層混凝土→設(shè)置土釘（包括成孔、置筋、安裝、注漿等）→安設(shè)連接件→綁扎安裝鋼筋網(wǎng)→噴射第二層混凝土。

（1）施工前的準(zhǔn)備。在進行土釘墻施工前，要認真檢查原材料，機具的型號、品種、規(guī)格及土釘各部件的質(zhì)量、主要技術(shù)性能是否符合設(shè)計和規(guī)范要求；平整好場地道路，搭設(shè)好鉆機平臺；做好土釘所用砂漿的配合比及強度試驗，各構(gòu)件焊接的強度試驗，驗證能否滿足設(shè)計要求。

（2）土方開挖。土方開挖必須緊密配合土釘墻施工，嚴格做到開挖一層，支護一層。上層土釘注漿體及噴射混凝土面層達到設(shè)計強度的70%后方可開挖下層土方及下層土釘施工。每層開挖深度按設(shè)計要求并視現(xiàn)場土質(zhì)條件而定，開挖要到位，不得欠挖，絕對禁止超挖。機械開挖后，應(yīng)及時對壁面進行人工修整。對較軟弱的土體，需采用必要的超前支護措施。

（3）鉆孔。采用螺旋鉆機成孔，要掌握好鉆進速度，保證孔內(nèi)干凈、圓直，孔徑符合設(shè)計要求。嚴格控制鉆孔的偏差，保證水平方向、垂直方向孔距誤差，鉆孔底部的偏斜誤差，鉆孔深度誤差均在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

（4）土釘制作和安放。拉桿要求順直，應(yīng)除油、除銹并做好防腐處理，按要求設(shè)置好定位架；拉桿插入時，應(yīng)防止扭壓、彎曲，拉桿安放后不得隨意敲擊和懸掛重物。

（5）注漿。應(yīng)采用機械均勻拌制漿體，要隨攪隨用，禁止人工攪漿，漿液應(yīng)在初凝前用完，并嚴防石子、雜物混入漿液。注漿前應(yīng)將孔內(nèi)殘留或松動的雜土清除干凈；注漿開始或中途停止超過30 min時，應(yīng)用水或稀水泥漿潤滑注漿泵及其管路；注漿時，注漿管應(yīng)插至距孔底250 mm～500 mm處，孔口部位宜設(shè)置止?jié){塞及排氣管。

（6）噴射混凝土。A.噴射作業(yè)前要對機械設(shè)備，風(fēng)、水管路和電線進行全面檢查并試運轉(zhuǎn)，清理受噴面，埋設(shè)好控制混凝土厚度的標(biāo)志。B.噴射作業(yè)開始時，應(yīng)先送風(fēng)，后開機，再給料，料噴完后再關(guān)風(fēng)。C.噴射時，噴頭應(yīng)與受噴面垂直，并保持0.6 m～1.0 m的距離。D.噴射作業(yè)應(yīng)分段分片依次進行，同一分段內(nèi)噴射順序由上而下進行，以免新噴的混凝土層被水沖壞。E.噴射混凝土的回彈率不大于15%。G.噴射混凝土終凝2 h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護。養(yǎng)護時間：一般工程不少于7 d，重要工程不少于14 d。

4. 支護效果

該工程在整個地下工程施工期間，沒有出現(xiàn)坑壁坍塌現(xiàn)象，通過對周圍建筑物的監(jiān)測，沒有發(fā)現(xiàn)大的變形。支護樁和土釘墻的應(yīng)用保證了基礎(chǔ)及地下室的順利施工，保證了周圍建筑物的安全，所以本工程的支護方案是安全可靠的。

5. 結(jié)語

基坑支護方法多種多樣，實際工程中究竟采用哪種支護方法，應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基礎(chǔ)類型、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境對基坑側(cè)壁位移的要求、基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護結(jié)構(gòu)使用期限等因素，做到因地制宜，因時制宜，合理設(shè)計、精心施工、嚴格監(jiān)控。

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