緊鄰地鐵出口的深基坑支護(hù)技術(shù)

陜西建工第七建設(shè)集團(tuán)有限公司 寶雞 721000

1 工程概況

該工程位于西安市長(zhǎng)安區(qū)長(zhǎng)安路西側(cè)，建筑面積約10萬 m2，擬建建筑物為高層住宅樓和寫字樓各1 棟，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地上32 層和25 層，裙樓3 層，地下車庫3 層，基坑開挖深度為18.5 m。

擬建場(chǎng)地內(nèi)地形較為平坦，屬黃土區(qū)域?；娱_挖揭露及基坑支護(hù)穩(wěn)固體形成時(shí)所遇的地層主要有第四系全新統(tǒng)人工填土，上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土、殘積古土壤及中更新統(tǒng)風(fēng)積黃土、沖擊黏性土。

2 工程特點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)

基坑?xùn)|側(cè)緊鄰地鐵2號(hào)線某出口，地鐵出口基礎(chǔ)埋深約7.5 m，即地表下7.5 m深度范圍內(nèi)不得布設(shè)錨拉體系；西側(cè)南段緊鄰小學(xué)教學(xué)樓，為3 層已有建筑，獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深2.2 m，地基采用灰土墊層；西側(cè)北段為小學(xué)圍墻；南北兩側(cè)支護(hù)環(huán)境條件較為簡(jiǎn)單。

3 技術(shù)措施

3.1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案[1,2]

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)遵循安全、可行、經(jīng)濟(jì)、合理的原則，按場(chǎng)地環(huán)境條件分段采用不同的支護(hù)設(shè)計(jì)。支護(hù)平面布置見圖1。

1）Ⅰ-Ⅰ斷面：該段基坑開挖深度18.5 m，采用鉆孔灌注樁作排樁+預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)。鉆孔灌注樁有效樁長(zhǎng)26.6 m（含虛樁0.5 m），樁徑為800 mm，基坑外一字形布設(shè)，樁間距1.5 m，樁體混凝土強(qiáng)度為C30。排樁樁頂標(biāo)高現(xiàn)地表-0.00 m，排樁鋼筋籠主筋為22 根φ22 mm的HRB335鋼筋，螺旋箍筋為φ10 mm@100 mm，加勁筋為φ16 mm@2 000 mm，鋼筋保護(hù)層厚度為50 mm。樁頂設(shè)600 mm×800 mm冠梁，主筋為5 根φ16 mm的HRB335鋼筋，肢箍φ8 mm@150 mm，混凝土強(qiáng)度為C30。預(yù)應(yīng)力錨索共4 道，分別設(shè)在-4.5 m、-8.0 m、-11.5 m、-15.0 m層，成孔孔徑150 mm，入射角15°，長(zhǎng)度20 m，錨固段長(zhǎng)度15 m，鋼絞線為3 束1×7標(biāo)準(zhǔn)型φ15.2 mm鋼絞線。軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值350～400 kN，鎖定值220 kN。

圖1 基坑支護(hù)平面布置示意

2）Ⅱ-Ⅱ斷面：該段基坑開挖深度18.5 m，采用鉆孔灌注樁作排樁+預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)。鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)同Ⅰ-Ⅰ斷面。預(yù)應(yīng)力錨索共3 道，分別設(shè)在-8.0 m、-11.5 m、-15.0 m層，成孔孔徑150 mm，入射角15°，長(zhǎng)度20 m，錨固段長(zhǎng)度15 m，鋼絞線為4 束1×7標(biāo)準(zhǔn)型φ15.2 mm鋼絞線。軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值350～400 kN，鎖定值280 kN。

3）Ⅲ-Ⅲ斷面：該段基坑開挖深度18.5 m，采用鉆孔灌注樁作排樁+預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)。排樁鋼筋籠主筋為20 根φ22 mm的HRB335鋼筋，其他設(shè)計(jì)同Ⅰ-Ⅰ斷面，預(yù)應(yīng)力錨索共4 道，分別設(shè)在-4.5 m、-8.0 m、-11.5 m、-15.0 m層，成孔孔徑150 mm，入射角15°，長(zhǎng)度20 m，錨固段長(zhǎng)度15 m，鋼絞線為4 束1×7標(biāo)準(zhǔn)型φ15.2 mm鋼絞線。軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值400～450 kN，鎖定值280 kN。

4）Ⅳ-Ⅳ斷面：采用土釘+預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)。土釘孔徑120 mm，入射角15°，土釘水平方向間距1.5 m， 垂直間距為1.5 m，以梅花形布設(shè)，共設(shè)12 排。第1排土釘距離地表1.5 m，其中第4排、第6排及第8排為預(yù)應(yīng)力錨桿，孔徑150 mm，入射角15°，長(zhǎng)度12 m，錨固端為9 m，設(shè)計(jì)施加預(yù)應(yīng)力為120 kN。土釘長(zhǎng)度均為9 m，在地表下0.5 m處安插長(zhǎng)1.0 m的掛網(wǎng)鋼筋。土釘采用φ25 mm的HRB335螺紋鋼筋，預(yù)應(yīng)力錨桿采用1 根φ25 mm的HRB335螺紋鋼筋，腰梁材料為25b#槽鋼，加斜鋼墊與錨頭連接。

3.2 施工工藝及主要技術(shù)措施[3-5]

3.2.1 鋼筋混凝土排樁

根據(jù)工程地質(zhì)及施工現(xiàn)場(chǎng)條件，鉆孔灌注樁選用旋挖鉆孔機(jī)旋挖成孔、混凝土澆筑成樁工藝。施工工藝流程為：場(chǎng)地平整→樁位放線、開挖漿池、漿溝→鉆機(jī)就位、孔位校正→鉆孔、泥漿循環(huán)、清除廢漿、泥渣→清孔換漿→終孔驗(yàn)收→下鋼筋籠和鋼導(dǎo)管→澆筑混凝土→成樁養(yǎng)護(hù)。分段制作鋼筋籠時(shí)，鉆孔灌注樁主筋的焊接接頭數(shù)在35d范圍內(nèi)不應(yīng)超過該截面主筋數(shù)的50%，樁位誤差應(yīng)≤100 mm。

3.2.2 預(yù)應(yīng)力錨索

1）基坑開挖：鋼筋混凝土排樁體系施工完成且其混凝土齡期強(qiáng)度滿足規(guī)范要求后，基坑開挖結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索施工采用分層開挖、分層錨固施工，分層厚度為4 m。

2）鉆孔及檢孔：錨索孔采用人工洛陽鏟與鉆機(jī)機(jī)械成孔相結(jié)合進(jìn)行施工。施工前先測(cè)量放樣準(zhǔn)確定出錨索孔位，并編號(hào)標(biāo)識(shí)。鉆機(jī)就位后調(diào)整鉆桿與水平方向的夾角符合設(shè)計(jì)值，鉆孔過程中，應(yīng)注意鉆孔速度。成孔后檢查孔深是否符合設(shè)計(jì)深度、有無縮孔現(xiàn)象。檢孔完成后，將孔口暫時(shí)封堵，以免雜物進(jìn)入孔內(nèi)。

3）錨索的組成與安放：預(yù)應(yīng)力錨索體由錨梁、自由段、錨固段3 部分組成。本錨索采用拉力分散型錨索，錨索制作和安裝按照如下流程進(jìn)行：下料→除銹防腐→焊接導(dǎo)向錐→綁扎→入孔。鋼絞線下料長(zhǎng)度為孔深加上預(yù)留長(zhǎng)度；鋼絞線采用φ15.20 mm高強(qiáng)度低松弛無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，呈同心圓環(huán)形布設(shè)，中心為灌漿管，錨索錨固段間距1～2 m設(shè)置隔離架和緊箍環(huán)，使錨索呈節(jié)狀，以增大錨索的抗拔力，鋼絞線沿錨索體軸線方向每1.0～1.5 m設(shè)置1 個(gè)架線環(huán)，使錨索能在孔中居中，保證錨索體保護(hù)層厚度不小于20 mm。自由段鋼絞線外套塑料管，套管前端口應(yīng)做好隔漿措施，防止灌漿材料進(jìn)入自由端。安裝錨索體前再次認(rèn)真核對(duì)錨孔編號(hào)，確認(rèn)無誤后，人工緩慢地將錨索體放入孔內(nèi)，用鋼尺量出孔外露出的鋼絞線長(zhǎng)度，計(jì)算孔內(nèi)錨索長(zhǎng)度（誤差控制在50 mm范圍內(nèi)），確保錨固長(zhǎng)度。

4）注漿：錨固段使用水泥砂漿注漿，水泥砂漿強(qiáng)度≥30 MPa，水泥砂漿配合比為1∶1（質(zhì)量比），水灰比為0.38～0.45，注漿壓力為0.4 MPa，為防止水泥砂漿凝固收縮時(shí)錨固體與孔壁錨固力的損失，需摻入適量的膨脹劑，一次注漿不滿或注漿后產(chǎn)生沉降，要補(bǔ)充注漿，直至注滿為止，同時(shí)做好注漿記錄。

5）錨頭制作：錨墩為2 根25b#槽鋼加斜鐵墊板結(jié)構(gòu)，外接OVM45-4錨具。

6）錨體張拉：當(dāng)注漿體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，可對(duì)錨索體進(jìn)行張拉。張拉前錨墊板表面需清除干凈，錨具安裝應(yīng)與錨墊板和千斤頂密切對(duì)中，并和錨索體軸線方向垂直，千斤頂軸線和錨索體軸線應(yīng)在同一軸線上。在正式張拉前用10%或20%的設(shè)計(jì)拉力進(jìn)行預(yù)張拉，以便錨索的各部位接觸緊密，索體完全順直。張拉分2 次進(jìn)行，第1次張拉按五級(jí)張拉（即設(shè)計(jì)噸位的25%、50%、75%、100%、110%），前四級(jí)的穩(wěn)定時(shí)間為5 min，后一級(jí)的穩(wěn)定時(shí)間為15 min。第1次張拉后7 d再進(jìn)行1 次補(bǔ)張拉，以便補(bǔ)償錨索的松弛和地基的徐變等因素造成的預(yù)應(yīng)力損失。在張拉過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)周圍坡面和地表面的觀測(cè)，以免土體脹起。

3.2.3 土釘墻及錨桿

土釘墻或預(yù)應(yīng)力錨桿施工與土方開挖交叉或平行施工，開挖與支護(hù)應(yīng)分層進(jìn)行，分層厚度≤2.5 m，分層長(zhǎng)度不大于10 m。主要施工工藝為：平整坡面→安設(shè)土釘或錨桿（包括成孔、插鋼筋、注漿）→綁扎固定鋼筋網(wǎng)→噴射細(xì)石混凝土面層并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)→設(shè)置坡頂腳排水措施→驗(yàn)收。

4 結(jié)語

本工程通過采用鉆孔灌注排樁、預(yù)應(yīng)力錨索、土釘墻等施工技術(shù)，降低了工程造價(jià)，縮短了施工工期，保證了施工安全，為深基坑支護(hù)施工提供了參考。