組合支護(hù)在昆明某基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用

組合支護(hù)在昆明某基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用一、工程概況該工程位于昆明市中心，地勢平坦，該建筑地上九層，地下設(shè)置兩層地下室，開挖深度約10.8米，平面邊長：東西長約70米，南北寬約40米。周圍建筑物及地下管網(wǎng)設(shè)施較多，環(huán)境條件復(fù)雜，地質(zhì)條件復(fù)雜，基坑支護(hù)難度大，風(fēng)險高。該基坑工程施工具有以下特點:1、基坑開挖深度大，達(dá)10.8米，為一級基坑工程。2、施工場地狹小，基坑周圍緊鄰建筑物，城市主干道、人防工程和地下很多電纜、管線等。并且市政管道距離要求開挖的基坑邊線極近，且與原來老基礎(chǔ)縱橫交錯。3．地下水埋藏淺，只有1.5米左右,地層透水性強，基坑涌水量大。4．地層中夾軟弱土層，圓礫層厚。這就決定了其滲水量比較大。地質(zhì)情況如下所示：土層編號土層名稱巖性特征土的重度r(KKN/m33)粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值CCk(Kppa)內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值值φk(00)承載力特征值ffak(KKpa)①人工土黃褐色，松散，稍稍濕，夾碎碎石、碎磚磚、角礫、瓦瓦片等.層厚2.50～5.00mm。20516370②粉質(zhì)粘土灰色，稍密，飽飽和，干強強度低，夾夾少量腐爛爛有機物層層厚0.50～4.20mm.195364120③圓礫灰黃色，稍密～～中密，很很濕～飽和和，層厚4.60～10.300m。2151015250④-粘土層厚0.40～2..40m，灰灰色，軟塑塑，很濕～～飽和，局局部夾少量量腐爛植物物，層厚0.40～2.40mm。190284100④粉砂灰色，稍密，飽飽和，層厚厚0.60～2.90mm。2053010160⑤粘土蘭灰、綠灰色，硬硬塑，層厚厚0.40～4.50mm。195509180二、工程設(shè)計由于該工程地理位置特殊，距離周圍建筑最近只有5米，最遠(yuǎn)也只有13米，施工面極其有限。其周邊道路及建筑物較多，基坑周圍分布很多地下管網(wǎng)、防空洞、下穿隧道、臨近建筑物等建筑設(shè)施。因此，基坑工程應(yīng)充分考慮周圍建筑物的安全。土體側(cè)壓力較大，其水位較淺,地下1.5米左右,垂直開挖基坑坑壁穩(wěn)定性不能保證，為確?；庸こ碳爸車ㄖ锏陌踩€(wěn)定，基坑開挖必須采取支護(hù)措施。由于施工場地的限制和周圍建筑的特殊性，值得提出的是新的開挖線與老基礎(chǔ)縱橫交錯，由于水位較淺，使得舊基礎(chǔ)很難清除（為鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)）；其地處市中心，周圍均為居民，不能采取噪音比較大的支護(hù)方案。這給方案的選取造成了很大的限制。支護(hù)效果如果不好，將造成很大的災(zāi)害，因此，基坑支護(hù)安全是最為關(guān)鍵。對于采用內(nèi)支撐方式，由于該工程準(zhǔn)備采用基底補強的方式進(jìn)行自然地基加固，所以無法采用內(nèi)支撐的方式。對于掛網(wǎng)噴錨，經(jīng)過計算，土體推理較大，單獨的掛網(wǎng)噴錨難以滿足要求，并且由于水位較淺的緣故，我們必須將止水和支護(hù)同步進(jìn)行才能滿足要求。經(jīng)方案對比、經(jīng)濟(jì)分析，我們決定采用靈活可靠的支護(hù)方案：深攪壓漿止水＋反插型鋼＋拉錨的組合方案。采用深攪樁壓漿封閉止水帷幕進(jìn)行基坑止水截砂（到粘土⑤層），坑內(nèi)降水井降水，防止涌水流砂的危害，坑外設(shè)回灌井。1、西、東、南面基坑：由于老基礎(chǔ)的存在，通過對老基礎(chǔ)和新的開挖線的對比，我們決定利用老基礎(chǔ)之間的空隙進(jìn)行深攪（內(nèi)插型鋼）支護(hù)，外側(cè)設(shè)一排注漿孔（每隔1.5米），每孔分三段壓漿，形成封閉的隔水帷幕（深度19.0~20.0米），并將鋼管留在土體中，這樣可以形成厚度達(dá)到2~3m左右厚的配筋水泥土來抵抗側(cè)向土體剪力和變形，帷幕形成后對局部老基礎(chǔ)過大無法避開地段，采用人工方法割斷老基礎(chǔ)后施工深攪（內(nèi)插型鋼）支護(hù)，形成二排連續(xù)深攪內(nèi)插型鋼或予制樁（局部一排深攪樁）的支護(hù)樁。分層開挖，分層設(shè)錨桿，最底層錨桿連接豎向固腳錨桿：1）西面6排，排距1.5~2.0米，每排單根間距1.0--1.5米；2）東面和南面設(shè)6排，排距1.5~2.0米，每排單根間距1.0--1.5米；其中2、4排設(shè)置為預(yù)應(yīng)力錨桿，外側(cè)用槽型鋼進(jìn)行連接，其余則利用掛網(wǎng)噴砼進(jìn)行連接固定。2、對于北側(cè)，由于靠近危險建筑物，為重點防護(hù)地段，我們采用二次支護(hù)的辦法。第一次支護(hù)設(shè)置兩排深攪樁并內(nèi)插型鋼以抵抗側(cè)向變形和力的作用，外側(cè)設(shè)一排注漿孔（每隔1.5米），每孔分三段壓漿，形成封閉的隔水帷幕（深度19.0~20.0米），并將鋼管留在土體中，設(shè)置3排錨桿，排距2.5米，每排單根間距1.0--1.5米，利用槽型鋼進(jìn)行連接，頂端設(shè)置聯(lián)系梁，這樣可以形成厚度達(dá)到2~3m左右厚的配筋水泥土來抵抗側(cè)向土體剪力和變形，進(jìn)行開挖，深度為5米。第二次支護(hù)，同樣設(shè)置二排深攪樁插型鋼，并設(shè)置4排錨桿增大拉力，對于一、二次支護(hù)之間部分采用48mm注漿管對四周土體進(jìn)行壓漿加固，每次注漿間距1.5m，并將鋼管留在土體中，這樣可以形成厚度達(dá)到1.5m左右的配筋水泥土來抵抗側(cè)向土體剪力和變形，設(shè)置4排錨桿，排距2.5米，每排單根間距1.0--1.5米，利用槽型鋼進(jìn)行連接。開挖到基底。為了抵抗土體的側(cè)向力，我們考慮了在側(cè)向第二、四排設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿，因為此時的錨桿位置可以避開周圍建筑物和人防工程。使其預(yù)應(yīng)力作用可充分發(fā)揮。此外，我們對注漿管上側(cè)設(shè)置壓梁以增強各錨桿之間的聯(lián)系。壓梁將500mm深攪樁與注漿管聯(lián)系起來形成一個整體。三、基坑地下水的降排和回灌為避免水體浸泡軟化基坑土體，并利于基坑內(nèi)的作業(yè)施工，在基坑內(nèi)部坑壁底設(shè)置排水溝及降集水井。上排水溝應(yīng)夯實地基土體，再鋪設(shè)100mm厚防滲混凝土，砌筑排水溝或者采用PVC管（直徑300~400mm）。下排水溝位于基坑壁底部，距坑壁一定距離，寬度及深度約為0.30m，基坑挖至底時修筑，修筑時可以做成明溝或盲溝，在基坑角點和基坑邊中點等部位設(shè)置直徑800~1000mm，深度1.5~2.0m的集水坑（井）、降排水井點，及時將坑內(nèi)集水排出，為了防止周圍建筑物的不均勻沉降，我們設(shè)置了一系列的回灌井，以保證基坑外的水位降的不太嚴(yán)重。四、基坑支護(hù)設(shè)計驗算本計算分別針對四個方向分別進(jìn)行，計算時我們均取各側(cè)最危險截面進(jìn)行驗算，若最危險截面滿足要求，則其它截面必然能夠滿足要求。1、土的推力計算：按勘察報告指標(biāo)、基坑深度，根據(jù)條分法計算最大推力400--430KN/M。2、本工程屬于一級基坑，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0=1.10，安全性系數(shù)取為1.5。1）抗剪計算：北面坑底處VR=2580kN>V=2322kN滿足要求東面南面坑底處VR=2643kN>V=2381kN西面坑底處VR=2476kN>V=2381kN2）抗傾覆驗算：由《基坑支護(hù)手冊》計算方法計算的抗傾覆安全系數(shù)為：北面Fq=Mr/Mc=1.75>1.5滿足要求東面、南面Fq=Mr/Mc=1.78>1.5滿足要求西面Fq=Mr/Mc=1.70>1.5滿足要求Mr為抗傾覆力矩(KN.M)，Mc為傾覆力矩(KN.M)3）變形驗算：根據(jù)本工程的具體特點，對變形采取了有效的控制，坑頂處最大變形為：北面υ=2.4cm滿足要求東面、南面υ=2.8cm滿足要求西面υ=2.9cm滿足要求五、主要施工工藝流程1、深攪混凝土樁施工工藝流程為:孔位測放---樁機就位對中---攪拌下沉---噴漿攪拌提升—壓入型鋼2．直徑48mm壓漿管壓漿工藝流程：設(shè)備就位---鉆孔---清孔提鉆---下注漿管---注漿---拔管驗收---清洗器具---移至新鉆孔3、錨桿施工工藝流程:錨桿成孔---錨桿灌漿---固定錨桿內(nèi)預(yù)埋帶螺紋的桿件與鋼梁連接。六、基坑險情除險應(yīng)急措施在基坑開挖及支護(hù)施工中，采取分段分層開挖，一旦發(fā)現(xiàn)坑壁上土體過量變形或局部土體產(chǎn)生明顯裂縫時，應(yīng)及時采?。?、回填壓腳，待變形趨穩(wěn)后，對穩(wěn)定的坑壁部位采取錨桿加固措施，確保最終形成的基坑安全穩(wěn)定。開挖至5米深起，準(zhǔn)備砂包500-1000個（隨深度增大而增加）2、在回填壓腳后繼續(xù)有變形，采取堆砂包壓腳加斜支撐措施，待變形趨穩(wěn)后，對穩(wěn)定的坑壁部位采取錨桿加固措施，確保最終形成的基坑安全穩(wěn)定。3、在回填壓腳和砂包壓腳措施后，采取錨桿加固措施不能確?；影踩€(wěn)定時，采取錨桿加固措施和內(nèi)支撐加固措施同時使用，確保最終形成的基坑安全穩(wěn)定。在壓漿過程中發(fā)現(xiàn)路面開裂和地下建筑漏漿要及時停止壓漿，采取相應(yīng)的措施后方能繼續(xù)壓漿。4、由于在開挖過程中，先從四周開始，形成4米左右的深槽，中間形成環(huán)島，當(dāng)周圍土體出現(xiàn)明顯變形或者開裂時候，我們應(yīng)該利用中間土體進(jìn)行回填以排除險情。七、結(jié)論與建議(1)對于深大基坑的工程，在土質(zhì)允許條件下，采用土層錨桿與支護(hù)樁共同工作，與內(nèi)支撐方案相比要經(jīng)濟(jì)，而且便于土方機械開挖，方便施工，采用各種措施的組合支護(hù)，不僅能降低工程造價，而且能夠大大縮短工期，是值得推廣的一種支護(hù)方法。(2)對于多支點樁錨支護(hù)的設(shè)計，在保持一定的水平位移條件下，采用彈性支點法的力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計計算是切實可行的，它不但能夠改善樁身受力，大大降低工程造價，同時也能保證基坑的安全。(3)值得提出的是基坑工程設(shè)計前期準(zhǔn)備階段一定要把工程相關(guān)資料收集齊全，特別是既有建筑物附近施工的工程，這個問題就顯得更加突出；主要包括：既有的地下電力線、通訊線、引用水管、排污管等的設(shè)計及布置圖等。本工程在施工時就發(fā)生了挖斷了市政管道的情況，結(jié)果不但對群眾造成了損失，而且罰款也對自身造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。同時為了避免類似的情況的發(fā)生，即便是在設(shè)計初收集了上述資料，因為年代久遠(yuǎn)等原因這些管線都或多或少的發(fā)生了些位置上的變化；在大型機械開挖前最好還是采用人工挖探坑或人工開挖出這些管線的辦法，這樣會避免很多不必要的麻煩和經(jīng)濟(jì)損失。(4)對于一級基坑工程，特別是在水位比較淺的情況下，排水顯得很重要，因為如果排水回灌處理不好，很容易造成周圍建筑物產(chǎn)生不均勻沉降，產(chǎn)生裂縫，必然會造成重大的損失。所