微型鋼管樁復(fù)合土釘墻支護體系在深基坑中的應(yīng)用

1、微型鋼管樁復(fù)合土釘墻支護體系在深基坑中的應(yīng)用             【摘要】本文介紹了中國人民解放軍61330部隊駐新經(jīng)濟適用住房工程基坑支護的方案選擇、設(shè)計和施工過程，微型鋼管樁預(yù)應(yīng)力錨桿土釘墻的復(fù)合土釘墻支護體系在實際工程中實踐中取得了比較理想的效果，說明其在深基坑支護中具有較大的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢?！娟P(guān)鍵詞】深基坑支護；土釘墻微型鋼管樁【Abstract】The article describes the Peoples Liberation Army 61330 uni

2、ts of new affordable housing projects in foundation pit of the program selection, design and construction process, micro-steel pipe pile prestressed anchor soil nail wall, composite soil nailing wall system in actual engineering China has gained a relatively good results, indicating their deep found

3、ation pit has a large technical and economic advantages.【Key words】Deep excavation; Soil nail wall mini-steel pipe pile    近年來隨著我國經(jīng)濟建設(shè)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，高層建筑和地下工程的大量興建,深基坑支護設(shè)計與施工問題越來越突出，大量深基坑工程的出現(xiàn)，促進了設(shè)計計算理論的提高和施工工藝的發(fā)展，對基坑工程進行正確的設(shè)計和施工，對加快工程進度和保護周圍環(huán)境能發(fā)揮重要作用。    目前新鄉(xiāng)地區(qū)深基坑支護采用的方法主要

4、為土釘墻和護坡樁兩大類。土釘墻支護最大特點就是經(jīng)濟造價低，施工方便，因此在邊坡位移無特殊要求的地方廣泛采用。護坡樁支護最大優(yōu)點是控制位移能力強，但投入大，成本高，施工復(fù)雜。   本文以工程實例介紹一種綜合的支護方法：微型鋼管樁和預(yù)應(yīng)力錨桿構(gòu)成的復(fù)合土釘墻支護。其施工便利，造價介于護坡樁與土釘墻之間，對控制邊坡位移變形、增強整體穩(wěn)定性、保證邊坡開挖過程中不發(fā)生局部坍塌等具有很好的作用，該法大大提高了邊坡的安全穩(wěn)定性。特別是對填土厚度大、放坡坡度小、周邊有建筑物或地下管線等的邊坡支護，具有常規(guī)土釘墻和護坡樁無法相比的優(yōu)勢。    1工程概況

5、0;   1.1工程簡介。中國人民解放軍61330部隊駐新經(jīng)濟適用住房工程位于新鄉(xiāng)市金穗大道北側(cè)，勝利路西側(cè)，北側(cè)為新鄉(xiāng)市委招待所六層客房，東面和南面臨二層營業(yè)商鋪。擬建建筑物總面積38000平方米，地上最高16層，地下2層，結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)。實際開挖深度為9.00m。    1.2工程地質(zhì)條件。根據(jù)巖土工程勘察報告基坑開挖范圍內(nèi)土層狀況如下。    粉質(zhì)粘土。層底埋深2.84.3米，平均埋深3.39，層厚2.84.3，平均厚度3.39米。    粉質(zhì)粘土。層底埋

6、深6.48.5米，平均埋深7.21，層厚3.14.7，平均厚度3.82米。    粉質(zhì)粘土。層底埋深11.213.7米，平均埋深12.48，層厚4.26.3，平均厚度5.23米。    2. 工程水文情況    根據(jù)本工程巖土工程勘察報告，擬建場地勘察深度范圍內(nèi)地下水補給來源以降雨和側(cè)向徑流為主，屬空隙潛水。穩(wěn)定水位8.0米左右。    3. 基坑支護方案的選擇    基坑支護的方案有放坡、護坡樁、錨桿、噴錨等，各種方案有其優(yōu)點和局限性，因此，選

7、擇合理的方案是保證基坑支護工程質(zhì)量和施工安全的關(guān)鍵。該工程在深入掌握和研究已有工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料和周邊環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，進行多種方案的分析，論證與優(yōu)化，并著重考慮了以下因素：     基坑北側(cè)緊鄰六層市委招待所客房部，其基礎(chǔ)埋深約1.5m，距離基坑最近處僅5.0m左右；基坑?xùn)|側(cè)緊鄰二層營業(yè)房，其基礎(chǔ)埋深約1.2m，距離基坑最近處僅6.0m左右；給本基坑邊坡支護帶來困難。如采用護坡樁支護，因樁本身的自重很大，而樁后的土體又比較窄，不能給錨桿提供足夠的有效摩阻力，無法保證樁本身的穩(wěn)定。同時施工場地狹小，現(xiàn)場無放坡可能。因此設(shè)定基坑北側(cè)和東側(cè)采用微型鋼管樁預(yù)應(yīng)力錨桿

8、土釘墻的復(fù)合土釘墻支護。這種支護體系具有以下優(yōu)勢：增加鋼管樁能增強邊坡的整體穩(wěn)定性，有效控制邊坡的沉降變形；能夠控制每步土方開挖期間的邊坡穩(wěn)定，防止局部邊坡土體坍塌；能夠有效分散個別土釘失效而產(chǎn)生的集中應(yīng)力，形成整體支護效應(yīng)；在鋼管樁頂設(shè)置連系梁能有效控制坡頂?shù)奈灰谱冃?；樁底具有一定嵌固深度，能適當加強坡底支撐，控制其基底位移變形；通過樁頂錨拉、槽底支撐和中部預(yù)應(yīng)力錨桿，分段對邊坡進行控制，大大減小了邊坡的整體位移變形。    4. 基坑支護方案設(shè)計    4.1計算方法。由于微型鋼管樁屬于土釘墻支護中的超前支護，且屬于柔性支護體系，

9、在設(shè)計計算中仍采用土釘墻的理論進行計算。在土釘施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上大致確定土釘?shù)拈L度，采用條分法進行土釘墻穩(wěn)定性分析，據(jù)此對初設(shè)值進行修正?？紤]周圍建筑物基礎(chǔ)附加荷載的影響，荷載取值為40KN/m2。    4.2土釘計算參數(shù)及條件。放坡高度=9.00m，放坡角度=82°，坡頂條形荷載值=40.00KN/m2，條形荷載左端點距坡面及坡頂交點的距離=6.0m，條形荷載寬度=2.00m，條形荷載深度=1.5m，土釘水平間距=1.500m。假定設(shè)計土釘、錨桿共計5排，基本參數(shù)見表1。    4.3土釘計算結(jié)果。根據(jù)支護內(nèi)部穩(wěn)定安全系數(shù)

10、計算方法計算得出：在設(shè)置土釘墻后，滑弧與坡面交點位于坡腳之上；邊坡的整體穩(wěn)定性安全系數(shù)為2.6，大于規(guī)范規(guī)定當基坑深度在612m時，整體穩(wěn)定性按全系數(shù)1.3，滿足要求。    4.4面層設(shè)計參數(shù)。面板為噴射混凝土，混凝土強度為C20，厚度100mm，中間掛8250×250編制的鋼筋網(wǎng)，外配12橫向加強筋與所有土釘頭相連。    4.5微型鋼管樁支護參數(shù)。    （1）樁徑100mm，樁長10.5m（嵌固深度2.0m），樁間距1.0m，所用鋼管直徑為48mm，壁厚3.2mm；鋼管2.5米以下做成花

11、管。樁頂位于地面下0.5m。    （2）鋼管內(nèi)外灌1：1水泥砂漿，灌漿壓力控制在0.3MPa。樁頂做簡易帽梁，尺寸為300mm×200mm，內(nèi)配置412鋼筋，6.5250mm箍筋。    5. 施工工藝    5.1鋼管樁施工工藝流程。平整場地測量放線鉆孔安裝鋼管封孔灌水泥砂漿成樁冠梁施工養(yǎng)護。    (1)平整場地：在鋼管樁施工前進行場地平整，以保證測量放線準確和鉆機就位鉆孔。(2)測量放線：場地平整后按設(shè)計要求進行樁位放線，樁位誤差小于50mm。(3)鉆孔：鋼

12、管樁鉆孔采用MG50型錨桿鉆機，鉆孔連續(xù)進行。(4)安裝鋼管：鋼管直徑為48mm，每根長度10.5m，鋼管接頭之間用4根20cm長的12螺紋鋼筋幫焊，成孔后安裝鋼管。(5)封孔：將止?jié){帶安裝在鋼管頂部以下2.0米位置，然后砂漿封孔，待砂漿終凝后方可壓漿。（6）高壓灌注水泥砂漿：將注漿管與鋼管相接好后，開始灌注1：1水泥砂漿（水灰比控制在0.350.45），待灌漿壓力達到0.3MP后停止注漿。（7）冠梁施工。（8）養(yǎng)護：鋼管樁及冠梁施工完成后應(yīng)養(yǎng)護48小時以上方可開挖邊坡進行土釘墻支護。          

13、   5.2土釘墻施工工藝流程：開挖工作面修整邊坡定孔位鉆孔清孔安裝土釘注漿綁扎鋼筋網(wǎng)片焊接加強筋安裝導(dǎo)水管安裝混凝土保護層墊塊埋設(shè)混凝土厚度控制標志噴射混凝土設(shè)置坡頂、坡面和坡腳的排水系統(tǒng)。    5.2.1施工要點    （1）在鉆孔過程中，應(yīng)認真控制鉆進參數(shù)，合理掌握鉆進速度，防止埋鉆、卡鉆、塌孔、掉塊、涌砂和縮徑等各種通病的出現(xiàn)，一旦發(fā)生孔內(nèi)事故，應(yīng)盡快進行處理。    （2）鉆機拔出鉆桿，清孔后要及時安置土釘，并隨即進行注漿作業(yè)。    （3）土

14、釘安設(shè)應(yīng)按設(shè)計要求，正確組裝，認真安插，確保安設(shè)質(zhì)量。    （4）注漿應(yīng)按設(shè)計要求，嚴格控制水泥砂漿配合比，做到攪拌均勻，并使注漿設(shè)備和管路處于良好的工作狀態(tài)。    （5）施工中應(yīng)對土釘位置，鉆孔直徑、深度及角度，土釘插入長度，注漿配比、壓力及注漿量，噴射混凝土厚度及強度等進行檢查。    （6）每段支護體施工完后，應(yīng)檢查坡頂或坡面位移，坡頂沉降及周圍環(huán)境變化，如有異常情況應(yīng)及時采取措施，恢復(fù)正常后方可繼續(xù)施工。    6. 排水措施    

15、 采取基坑內(nèi)排水措施?；舆吰略O(shè)置泄水孔，縱向孔距3.00m，橫向孔距3.00m，用長度500mm的50PVC管做排水管，基坑底修筑排水溝，尺寸300×300mm，按3%坡度流向集水井，集水井靠轉(zhuǎn)角處共設(shè)置4個，尺寸1500×1500×1500mm，排水溝及集水井用1：2水泥砂漿抹面，厚度10mm。     7. 施工安全監(jiān)測     監(jiān)測內(nèi)容：地下水位、鄰近建筑物和道路的水平位移、支護結(jié)構(gòu)水平位移及坡頂沉降。在支護施工階段，要每天監(jiān)測1次，在完成坑開挖，變形趨于穩(wěn)定的情況下，可適當減少監(jiān)測次數(shù)，直到支護

16、退出工作為止。     對降水引起沉降的觀測主要設(shè)置在目前鄰近建筑物上。對支護位移的監(jiān)測，包括水平和垂直沉降，測點設(shè)在基坑四周，每邊15米一個。另外，應(yīng)特別加強雨天和雨后監(jiān)測，以及對各種危及支護安全的水害來源進行仔細觀察，發(fā)現(xiàn)問題分析原因并及時采取有效措施予以解決。     8. 基坑開挖預(yù)警措施     在施工開挖過程中，基坑頂部的側(cè)向位移與當時的開挖深度之此，如超過35數(shù)值時，應(yīng)密切加強觀察并及時對支護采取加固措施。當發(fā)現(xiàn)基坑頂位移超標，地面裂縫較大時，土釘墻部分應(yīng)采用加密土釘或打預(yù)應(yīng)力土釘?shù)姆椒ń鉀Q，樁錨支護部分采用補打錨桿的方法補救，嚴防事態(tài)擴大。     整個基礎(chǔ)工程施工過程中，經(jīng)過多次對邊坡監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果表明邊坡坡頂最大位移值20mm，無局部塌陷發(fā)生。證明微型鋼管樁預(yù)應(yīng)力錨桿土釘墻的復(fù)合土釘