無(wú)砂混凝土小樁和土釘分段支護(hù)的基坑工程應(yīng)用研究

無(wú)砂混凝土小樁和土釘分段支護(hù)的基坑工程應(yīng)用研究

1基坑工程概況鄭州10號(hào)樓，二期工程，位于鄭州國(guó)有土地區(qū)勞衛(wèi)路東側(cè)。北鄰地下停車場(chǎng)，南鄰社區(qū)道路，東鄰已建成的俱樂(lè)部。該樓主體為25層、地下兩層,工程平面如圖1所示。場(chǎng)地工程地質(zhì)勘察典型參數(shù)見(jiàn)表1。該基坑?xùn)|西長(zhǎng)102.5m,南北最寬處30m,深8.7m,采用復(fù)合土釘(土釘與水泥土擋墻聯(lián)合)及無(wú)砂混凝土小樁兩種支護(hù)方式;西北角與基坑相鄰的商鋪坑深7.2m(本文暫不討論)?；臃秶鷥?nèi)常年地下水位-2.0m,年變化幅度約為1.2m?；邮┕ひ髮⒌叵滤唤抵?10.0m,采用管井降水方案,井深25m,降水管井共8個(gè)(平面布置見(jiàn)示意圖1)?？紤]到東鄰會(huì)所基礎(chǔ)埋置較淺,必須嚴(yán)密監(jiān)測(cè)基坑施工過(guò)程中會(huì)所的變形,以確保安全。地基采用CFG樁復(fù)合地基處理。當(dāng)基坑開挖至-2.5m時(shí),進(jìn)行CFG樁施工。CFG樁樁徑400mm,間距1300mm;樁長(zhǎng)21m,樁底標(biāo)高-27.00m,樁頂標(biāo)高-6.00m。施工中為了減小對(duì)周圍環(huán)境的影響,采用“隔行隔列跳打”的施工順序,經(jīng)4遍施工最終完成CFG樁復(fù)合地基?；庸こ虒?shí)際進(jìn)度見(jiàn)圖2。本文介紹10號(hào)樓基坑施工過(guò)程中環(huán)境變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)成果,并對(duì)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行分析。2基坑土釘墻及噴射混凝土護(hù)坡基坑西面采用無(wú)砂混凝土小樁支護(hù),樁徑為150mm。其余三面均采用復(fù)合型土釘墻支護(hù)方案,即止水帷幕采用噴射攪拌樁,高壓噴射攪拌水泥土墻最厚處950mm,深度18m。樁墻由2排高壓噴射攪拌樁組成,樁徑550mm,樁與樁咬合150mm。當(dāng)樁墻達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后開挖。支護(hù)結(jié)構(gòu)采用土釘墻,自然地面下-1.8m,-3.0m,-4.2m,-5.4m,-6.6m和-7.8m標(biāo)高處分別設(shè)置6層土釘。土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)中,長(zhǎng)度一般為開挖深度的0.6～1.2倍,該基坑深8.7m,相應(yīng)的土釘長(zhǎng)度要求為10m;土釘下傾角均為10°,水平和豎向間距均為1.2m;基坑開挖和土釘墻施工嚴(yán)格執(zhí)行分層分段的方案,上層土釘注漿體及噴射混凝土面層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后,方可進(jìn)行下層土釘施工。噴射混凝土終凝2h后噴水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間為6d;鋼筋網(wǎng)在噴射一層混凝土后鋪設(shè),鋼筋保護(hù)層厚度為20mm;土釘注漿材料選用純水泥漿,水灰比為0.5,并進(jìn)行二次注漿,注漿壓力不小于1MPa。基坑開挖時(shí)將上部2.0m深范圍內(nèi)水泥土樁清除,從-2.0m處向上按45°放坡,坡面采用噴射混凝土面層防護(hù)。放坡后,基坑長(zhǎng)、寬方向分別向外擴(kuò)展4.0m。33.1測(cè)斜管及水平位移測(cè)量坑壁深層土體水平位移采用高精度測(cè)斜儀測(cè)定。測(cè)斜儀是一種可以精確測(cè)量沿豎直方向不同深度處土層水平位移的工程測(cè)量?jī)x器,可以測(cè)量單向位移,也可以測(cè)量雙向位移。測(cè)斜系統(tǒng)由測(cè)斜管、測(cè)斜探頭、專用電纜、數(shù)字式測(cè)讀儀四部分組成。測(cè)斜管在水泥土樁施工過(guò)程完成后,在預(yù)定位置用鉆機(jī)成孔并埋設(shè)。測(cè)斜管內(nèi)有四條十字型對(duì)稱分布的凹型導(dǎo)槽,作為測(cè)斜探頭滑輪上下滑行軌道。測(cè)量時(shí),將測(cè)斜探頭放入測(cè)斜管內(nèi),使測(cè)斜探頭的導(dǎo)向滾輪卡在測(cè)斜管內(nèi)壁的導(dǎo)槽中,并由引出的導(dǎo)線將測(cè)斜管的傾斜角或其相對(duì)于孔底的水平投影值顯示在測(cè)讀儀上。不同時(shí)刻測(cè)得的某一深度處測(cè)斜管水平投影值的變化即為該點(diǎn)位置處土體的水平位移值。本工程采用加拿大Roctest公司生產(chǎn)的RT-20MU型測(cè)斜儀,其儀器標(biāo)稱精度為±6mm/25m,探頭工作幅度為傾角20°,探頭測(cè)量精度為±0.1mm/0.5m;測(cè)讀器顯示讀數(shù)至±0.01mm。本工程規(guī)定:與基坑壁垂直的方向?yàn)锳向,且指向基坑為A方向正向。坑壁深層土體水平位移監(jiān)測(cè)成果見(jiàn)圖3～圖5。3.2檢測(cè)精度測(cè)定建筑物及地面(路面)沉降監(jiān)測(cè)采用瑞士Wild公司生產(chǎn)的NA2型水準(zhǔn)儀、FS1型測(cè)微器,配合銦鋼尺,按測(cè)微法施測(cè),觀測(cè)精度執(zhí)行《中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)·建筑變形測(cè)量規(guī)程(JGJ/T8-97)》二級(jí)精度測(cè)采取簡(jiǎn)單平差法。鄰域內(nèi)建筑物及路面沉降監(jiān)測(cè)成果見(jiàn)圖6～圖7。44.1施工工藝及測(cè)斜結(jié)果將無(wú)明顯差異的3次測(cè)斜結(jié)果平均,作為測(cè)斜初值。從圖4～圖6可見(jiàn),最大水平位移發(fā)生在TD7孔位,指向基坑,產(chǎn)生于地表附近,幅值為26mm,滿足了施工前最大水平位移小于45mm(0.5%H,H-基坑深度)的控制指標(biāo)。從測(cè)斜結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),粉土層、粉質(zhì)粘土層和粉細(xì)砂層對(duì)降水和CFG樁施工最敏感。從TD7的測(cè)斜結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)降水、基坑開挖和CFG樁施工對(duì)基坑土體的擾動(dòng);降水15d,第3層粉質(zhì)粘土層向坑外方向位移達(dá)12mm;基坑開挖至基底時(shí)基坑邊壁水平位移最為明顯,最大幅值為26mm,產(chǎn)生于地表附近。4.2沉降成果的監(jiān)測(cè)結(jié)果沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果分為兩組,第一組為鄰域內(nèi)路面沉降(見(jiàn)圖6),第二組為鄰域內(nèi)建筑沉降(見(jiàn)圖7)。從沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出:基礎(chǔ)墊層完成后,所有沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的變形均趨于收斂。第一組路面沉降較小(最大值2.47mm),監(jiān)測(cè)結(jié)果遠(yuǎn)小于施工前最大沉降30mm的控制指標(biāo);第二組鄰域內(nèi)二層建筑沉降較大(最大值13.75mm),監(jiān)測(cè)結(jié)果略小于施工前最大沉降15mm的控制指標(biāo)。實(shí)測(cè)沉降結(jié)果表明,基坑施工引起的鄰域內(nèi)工程結(jié)構(gòu)物變形與其距離基坑的遠(yuǎn)近有直接關(guān)系:距基坑在降水影響范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)物,受到的影響較大。5樁施工難點(diǎn)(1)基坑底面以下的粉土