地下工程課程設計--組合支護體系在深基坑中的應用

1、<p>　　組合支護體系在深基坑中的應用</p><p>　　摘 要 組合式支護結(jié)構充分發(fā)揮了不同支護結(jié)構的作用，深度超過20m的基坑越來越多的采用上部土釘下部樁墻的支護形式，其工期和造價有明顯進步。本文針對22m深基坑工程應用組合支護結(jié)構，并對其進行安監(jiān)測。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，說明本工程組合支護結(jié)構體系的經(jīng)濟性、合理性和可靠性。</p><p>　　關鍵詞 深基坑 復

2、合土釘 地下連續(xù)墻 組合支護結(jié)構 監(jiān)測</p><p><b>　　1工程概況</b></p><p>　　本工程位于鄭州市鄭東新區(qū)朝陽門外，東臨東大橋，南、北、西側(cè)緊鄰居民樓和高層商業(yè)樓。本工程基坑面積達3萬㎡，基坑標高-21.675m，場地情況十分復雜，且周邊建筑物密集，基坑支護結(jié)構的安全至關重要。</p><p>　　2工程地質(zhì)

3、水文地質(zhì)條件</p><p><b>　　2.1工程地質(zhì)條件</b></p><p>　　本場地工程地質(zhì)條件一般，原始地貌為河流沖積扇中部?；娱_挖深度范圍內(nèi)土體至上而下主要有雜填土、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土、中細砂、卵石、粉質(zhì)粘土。具體參數(shù)見表1。</p><p><b>　　表</b></p><p>

4、;<b>　　2.2水文地質(zhì)條件</b></p><p>　　該場地施工深度范圍內(nèi)包含層間潛水、2層承壓水。層間潛水主要埋藏于卵石⑦層中，水位絕對標高24.75～26.02m(埋深15.20～16.40)，地層滲透性良好，地下水的補給主要為側(cè)向徑流補給和大氣降水；一層承壓水主要埋藏于中、細砂⑨層和卵石⑩層中，水位絕對標高21. 35～23.44m(埋深17.60～19. 80m),地層滲透性

5、良好，地下水的補給主要為側(cè)向徑流補給，二層承壓水主要埋藏于下部卵石層中(地勘報告未揭露)，水位絕對標高為20. 872～121.01m(埋深20.10～20.20m)，地層滲透性良好，地下水的補給主要為側(cè)向徑流補給。承壓水具有較高承壓性，承壓水頭高度達到-17. 4～-18.6m。本工程基坑開挖前已進行基坑降水。</p><p><b>　　3基坑支護方案</b></p>&l

6、t;p>　　由于本基坑支護場地條件復雜，基坑面積很大(160m×190m)且屬于深基坑（基坑標高-21.675m），為在確保安全的前提下節(jié)約成本，本工程基坑支護采用組合支護體系，基坑上部采用復合土釘支護，下部采用地下連續(xù)墻﹢預應力錨桿支護。上部8. 5m復合土釘墻支護，放坡1:0.2，噴射混凝土厚100mm，配Φ8@200mm×200mm鋼筋網(wǎng)，混凝土設計強度C20。中部錨桿腰梁采用20號槽鋼地下連續(xù)墻厚600

7、mm，設置3道錨桿(-8.75m、-13.5、-18.0)</p><p><b>　　4施工技術要點</b></p><p>　　4.1土釘施工技術要點</p><p>　　土釘施工的重要特點是信息化施工。土釘支護與土方開挖應密切配合，每次超挖深度不得超過土釘位置0.5m，上層作業(yè)面的土釘墻強度未達到設計強度，不得進行下一層開挖。土釘質(zhì)量的保

8、證取決于土釘成孔角度與注漿的質(zhì)量。土釘孔一定要按設計角度要求成孔，否則很難保證孔內(nèi)漿體的飽滿。對于土釘注漿質(zhì)量的控制，可以用注漿水泥量來進行控制.根據(jù)每次需注漿的土釘孔注漿量，計算出水泥用量，從而從根本上控制注漿質(zhì)量。根據(jù)漿液水灰比要求，行次注漿時要進行檢查。</p><p>　　邊坡土體中水對土釘墻的影響：在土釘墻施工時，坡后土體中的水是造成土釘墻垮塌的最重要原因，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象，現(xiàn)場人員要立即向技術部門匯報

9、，以便盡快采取有效措施</p><p><b>　　進行處理。</b></p><p>　　4. 2地下連續(xù)墻施工技術要點</p><p><b>　　4.2.1泥漿配置</b></p><p>　　地下連續(xù)墻挖槽過程中，泥漿的作用是護壁、攜渣、冷卻機具和切土潤滑，其中護壁為最重要的功能。泥漿的正確

10、使用，是保證挖槽成敗的關鍵，對于泥漿的質(zhì)量必須按要求嚴格控制，泥漿的控制指標主要有配合比、密度、黏度、泥皮性質(zhì)、PH值、含砂量等。</p><p><b>　　4.2.2導墻施工</b></p><p>　　導墻作為地下連續(xù)墻順利施工的前提，具有控制地下連續(xù)墻施工精度、擋上、支撐外部荷載和平衡地層壓力等作用。本工程導墻深度為1200mm，挖土寬950mm，強度等級為C

11、20。為保證導墻不滑移，導墻上部從導墻內(nèi)側(cè)分別向基坑側(cè)外翻800mm、土釘墻側(cè)外翻600mm。</p><p><b>　　4.2.3成槽施工</b></p><p>　　開挖槽段是地下連續(xù)墻施工中的重要環(huán)節(jié)和關鍵工序，約占工期的一半。為確保工程進度并減少接頭數(shù)量，本工程標準槽段為6m，采用意大利BH12型液壓抓斗進行一槽三抓挖槽法成槽，異形槽段依槽段而定。挖槽采取跳

12、挖施工，根據(jù)設計確定的單元槽段長度，在導墻頂面上標號進行放線，導墻頂面下標注泥漿面位置。先在每一個挖掘單元的兩端分別使用液壓抓斗成槽至設計標高，然后將成槽設備抓斗移至該槽段的中部，抓槽至設計標高。就位前要求場地處理平整堅實，以滿足施工垂直度要求，保證吊車履帶與導墻垂直。</p><p>　　4.2.4鋼筋籠制作及下放</p><p>　　本工程各剖面參數(shù)變化較多，配筋不盡相同，在鋼筋加工時

13、按照圖紙逐段編號進行鋼筋加工，并嚴格按照相關規(guī)定進行檢驗，確保了鋼筋籠加工質(zhì)量。鋼筋網(wǎng)片制作注意錨桿套筒預埋件的焊接、綁牢，且預留的位置應與現(xiàn)場的降水井避開，避免施打錨桿時破壞降水井成品。鋼筋網(wǎng)片采用4點吊放，吊放時必須垂直對準槽段中心，吊放應緩慢進行，發(fā)現(xiàn)受阻及時處理，然后重新吊放。</p><p>　　4.2.5水下澆筑混凝土</p><p>　　根據(jù)6m槽段幅度，設置2根導管進行混凝

14、土澆筑，導管距離槽段兩端距離1.5m,兩根導管的間距為3m。吊裝鋼筋網(wǎng)片后4h內(nèi)應立即澆筑混凝土，剛開始澆筑時速度要快，使槽底沉渣隨混凝土表面一起上升，首次混凝土澆筑應連續(xù)，澆筑量不得小于9 m3，保證首澆后導管埋深保持1.5m以上。澆筑期間，混凝土面上升速度不小于2m/h。根據(jù)槽段長度兩導管澆筑時同時進行，各混凝土面高差小于0.3m，直到澆筑到槽頂標高以上300～500mm。單元槽段必須連續(xù)，不得中斷，接近墻頂時，導管內(nèi)超壓力減少，為

15、此可在槽內(nèi)適量加水稀釋泥漿。澆灌全槽時間不得超過混凝上初凝時間</p><p>　　4.3錨桿施工技術要點</p><p>　　4.3.1錨桿成孔和注漿</p><p>　　本工程錨桿施工采用意大利SM400跟管鉆進鉆機成孔，避免了砂卵石經(jīng)常發(fā)生的塌孔危險，提高了施工效率。錨桿注漿嚴格按照配比要求進行漿液準備，并采用二次注漿工藝。錨桿自由段部分也要注漿，否則很難保證

16、錨固段的漿體質(zhì)量，進而影錨桿整體受力</p><p>　　4.3.2錨桿張拉與鎖定</p><p>　　錨桿張拉與鎖定是支護施工中非常重要的施工環(huán)節(jié)，直接關系到邊坡的安全。錨固體強度超過15MPa時可進行張拉，錨桿張拉前要對張拉千斤頂進行標定，按照規(guī)范進行張拉與鎖定。本工程錨桿鎖定值為0.7倍設計值，通過錨桿應力監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，錨桿應力損失達15%～30%。</p><p

17、><b>　　5.監(jiān)測結(jié)果與分析</b></p><p>　　5.1基坑頂水平位移監(jiān)測結(jié)果與分析</p><p>　　本工程實際監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，基坑四周水平位移量變化不等?；颖眰?cè)和東側(cè)基坑中有-8.5m臺階，切開挖較晚，基坑四周水平位移量較小，最大值僅為18mm?；幽蟼?cè)和西側(cè)由于外加荷載復雜，是本基坑監(jiān)測重點，其水平位移變化詳見圖1和圖2。</p>

18、<p>　　從圖2中可以看出，基坑南側(cè)基坑頂部水平位移量較大，尤其是ZS4監(jiān)測點數(shù)據(jù)從2011年5月9日開始明顯增長，最大位移增長率達到1.3mm/d,到2011年10月18日趨于穩(wěn)定，水平位移最大達到68mm，已經(jīng)大大超出水平位移警戒值30mm。其余各監(jiān)測點位移也從2011年5月9日開始出現(xiàn)增長拐點，其位移變化趨勢與ZS4點一致。從圖3可以看出，基坑西側(cè)的水平位移規(guī)律和基坑南側(cè)的基本一致，其位移發(fā)生突變的日期與基坑南側(cè)相

19、同，最大位移發(fā)生在W5監(jiān)測點，位移量36mm。</p><p>　　圖1 基坑南側(cè)坡頂水平位移曲線圖</p><p>　　圖2 基坑西側(cè)坡頂水平位移曲線圖</p><p>　　根據(jù)整個監(jiān)測時間內(nèi)工程進展和實際條件，本工程基坑在基坑開挖到20m附近，水平位移已經(jīng)趨于穩(wěn)定，變化速率接近為零。隨著冬季到來，氣溫下降的零度以下導致地層中的水分結(jié)冰而發(fā)生膨脹，使得土體產(chǎn)生凍脹

20、效應，導致基坑水平位移急劇加大直到凍脹效應充分發(fā)揮后水平位移趨于穩(wěn)定，整個凍脹期間基坑南側(cè)水平位移變化范圍為11～ 57mm，基坑西側(cè)水平位移變化范圍為9～11mm。地層應力在凍脹作用下發(fā)生改變，土體隨之產(chǎn)生蠕變，直到3月份氣溫上升，基坑水平位移趨于穩(wěn)定。在基坑監(jiān)測期間，及時將監(jiān)測數(shù)據(jù)與施工條件進行對比分析，未發(fā)現(xiàn)任何結(jié)構失穩(wěn)現(xiàn)象，基坑支護體系安全有效。</p><p>　　5.2地下連續(xù)墻頂水平監(jiān)測結(jié)果與分析&

21、lt;/p><p>　　本工程地下連續(xù)墻頂最大水平位移大都控制在20mm以內(nèi)，地下連續(xù)墻圍護結(jié)構體系非常安全。以基坑南側(cè)為例，地連墻最大水平位移只有23mm(設計要求不超過30mm)，最大日位移為0.67mm/ d。發(fā)生在土方開挖初期，各監(jiān)測點最大平均位移為0.09 mm/d。雖然在后期觀測的過程中地下連續(xù)墻水平位移緩慢增加，但地下連續(xù)墻水平位移經(jīng)過8個多月的發(fā)展已經(jīng)基本穩(wěn)定?；幽蟼?cè)地下連續(xù)墻頂水平位移如圖3所示。

22、</p><p>　　圖3 基坑南側(cè)地下連續(xù)墻頂水平位移變化曲線</p><p><b>　　6結(jié)論</b></p><p>　　⑴針對特大型深基坑，采用組合支護結(jié)構，取得了良好社會、經(jīng)濟效益。</p><p>　?、仆ㄟ^對基坑支護結(jié)構安全檢測，實現(xiàn)施工過程動態(tài)信息反饋，為建筑施工和運營安全提供數(shù)據(jù)保證，監(jiān)測結(jié)果表明，本