淺談某辦公樓的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工

1、淺談某辦公樓的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工         【摘 要】文章通過某辦公樓基坑工程實(shí)例，根據(jù)場地的特殊條件，分析基坑支護(hù)方案的設(shè)計(jì)，即樁錨支護(hù)和預(yù)應(yīng)力錨索槽鋼格構(gòu)梁支護(hù)方案，并通過基坑位移監(jiān)測結(jié)果表明該基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的合理性。 【關(guān)健詞】辦公樓；基坑工程；支護(hù)設(shè)計(jì)；施工與監(jiān)測 1 工程概況及地質(zhì)概況 1.1 工程概況 某單位新建辦公樓位于某高新開發(fā)區(qū)，主樓為22層建筑物，裙房為3層建筑物，3層地下室，基坑平面基本呈矩形，開挖最深處約16.0 m，其平面布置如圖1所示。 根據(jù)施工布置，基坑北側(cè)為施工臨舍和鋼

2、筋加工及材料堆放區(qū)域，基坑?xùn)|側(cè)和南側(cè)均為新建城市道路，距地下室外墻線均在25 m之外，基坑西側(cè)為空曠場地。 該場地原為坡狀起伏及凹坑，近年來該處有大量碎石、渣土及建筑垃圾回填，雜填土較厚部位主要位于基坑北側(cè)BC段和基坑?xùn)|側(cè)DE段，最深處為14.2 m。因此，確定合理的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工方案，以控制基坑邊坡變形，成為3層地下室施工安全的重要保障。 1.2 工程地質(zhì)概況 根據(jù)該場地工程勘察報(bào)告，場地地層自上而下分布如下。 1.2.1 雜填土：雜色，稍濕，松散稍密，成分以碎石為主，混多量粘性土及磚屑，本層厚度為1.2014.20m。 1.2.2 粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑-硬塑，局部堅(jiān)硬，含少量氧化物，

3、干強(qiáng)度及韌性中等，稍具光澤反應(yīng)，無搖振反應(yīng)，厚度為0.604.00m。 1.2.3 中風(fēng)化石灰?guī)r：青灰色，堅(jiān)硬，巖芯較破碎，巖溶不發(fā)育，呈塊狀、柱狀及長柱狀，采取率60%80%，RQD=3060，屬較硬巖，較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為級，該層未揭穿，最大揭露厚度為14.70 m，最大揭露深度為26.00m。該場地在勘察范圍內(nèi)未見地下水。 2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案 根據(jù)基坑周邊環(huán)境情況，從安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和施工進(jìn)度等方面進(jìn)行比較1，對該基坑兩處雜填土較厚部位分別進(jìn)行了如下支護(hù)設(shè)計(jì)。 2.1 基坑北側(cè)BC段 基坑BC段開挖深度為15.8 m，雜填土最深處為14.2 m，將基坑側(cè)壁安全等級定為一級1。由于

4、工程場地空間限制，基坑北側(cè)放坡余地較小，擬采用人工挖孔灌注樁聯(lián)合預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行支護(hù)，該處支護(hù)剖面見圖2所示。 為減小灌注樁工程量，以提高經(jīng)濟(jì)性，該方案對上部3.9m 雜填土按11進(jìn)行放坡，擊入花管后注漿并掛網(wǎng)噴護(hù)；灌注樁進(jìn)入基坑底部3.0 m，或進(jìn)入中風(fēng)化石灰?guī)r不小于2.0m，灌注樁樁徑800mm，間距為1.5m；自上而下共布置兩排預(yù)應(yīng)力錨桿，錨桿水平間距均為1.5 m。對該支護(hù)方案進(jìn)行計(jì)算分析，整體穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.745，滿足規(guī)范要求。 為加強(qiáng)雜填土層的整體性和桿土摩阻力，預(yù)應(yīng)力錨桿在初次注漿完成后進(jìn)行二次高壓注漿，錨桿剖面構(gòu)造如圖3所示。預(yù)應(yīng)力錨桿由4根7覫5鋼絞線（抗拉強(qiáng)度1860

5、MPa）組成，自由段采用塑料套管；二次注漿管采用覫25鋼管，并加工為花管，在初次注漿24 h后將采用純水泥漿進(jìn)行二次高壓注漿，注漿壓力為0.50.8 MPa。 2.2 基坑?xùn)|側(cè)DE段 基坑?xùn)|側(cè)具備放坡空間，考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，故不再采用樁錨支護(hù)方案。土釘墻支護(hù)施工工期短、造價(jià)低，被廣泛應(yīng)用，但基坑?xùn)|側(cè)開挖最深14.6m，雜填土厚度為5.010.2m，基坑側(cè)壁安全等級為一級1，由于土釘墻支護(hù)宜適用于二、三級和深度不超過12 m的基坑1，故此段不適用土釘墻支護(hù)方案。 預(yù)應(yīng)力錨索格構(gòu)梁復(fù)合結(jié)構(gòu)2是一種近年來廣泛用于邊坡支擋和滑坡治理等方面的主動防護(hù)體系，適合土質(zhì)邊坡、松散堆積體滑坡的治理，該處雜填土場地支

6、護(hù)與松散土質(zhì)邊坡工程治理類似，因此，借鑒邊坡治理中經(jīng)常采用的格構(gòu)梁預(yù)應(yīng)力錨索方案，并且針對基坑邊坡這一臨時(shí)性工程，對原方案進(jìn)行簡化改進(jìn)：    2.2.1 將現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架格構(gòu)梁改為小型槽鋼梁； 2.2.2 錨索張拉采用鋼墊板和錨具， 錨固后一般無須對錨頭進(jìn)行封錨處理。 該處剖面具體設(shè)計(jì)如下：上部12.4 m 按10.75 進(jìn)行放坡，下部2.2 m 按10.35 進(jìn)行放坡，然后自上而下布置5排預(yù)應(yīng)力錨索和槽鋼格構(gòu)梁進(jìn)行支護(hù)，此處預(yù)應(yīng)力錨索采用2根7覫5鋼絞線組成，同樣進(jìn)行二次高壓注漿，其水平和豎向間距均為2.0 m，支護(hù)剖面如圖4所示，格構(gòu)梁采用20

7、 b槽鋼，支護(hù)正立面如圖5所示。對該方案進(jìn)行計(jì)算分析，整體穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.522，滿足規(guī)范要求。 3 基坑施工方案 3.1 基坑北側(cè)BC段 3.1.1 施工順序 該段剖面進(jìn)行樁錨支護(hù)，其施工按照如下順序進(jìn)行：上部放坡支護(hù)人工挖孔灌注樁施工冠梁施工設(shè)置變形觀測點(diǎn)基坑分層開挖預(yù)應(yīng)力錨桿施工樁間土體處理。 3.1.2 施工注意事項(xiàng) （1）護(hù)坡樁的施工要采取可靠的護(hù)壁措施，不得塌孔。護(hù)坡樁要采取隔樁施工，防止竄孔。在樁頂冠梁澆筑混凝土前，應(yīng)將護(hù)坡樁樁頂鑿至露出新鮮混凝土并清理干凈，樁頂標(biāo)高比冠梁底標(biāo)高高出50 mm，即護(hù)坡樁與冠梁應(yīng)連接牢固。 （2）在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的80時(shí)，可開挖土

8、方至第一道錨桿標(biāo)高處，施工第一道錨桿；樁頂冠梁及護(hù)坡樁混凝土的強(qiáng)度達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)，可挖土至槽底。 （3）錨桿施工采用回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機(jī)，須采用不塌孔的成孔工藝，必要時(shí)采用護(hù)筒套管跟進(jìn)措施，實(shí)行一邊鉆進(jìn)同步跟進(jìn)套管，保護(hù)好開孔段的孔壁。 （4）錨桿進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，先將錨桿張拉至設(shè)計(jì)荷載，保持錨桿拉力不變停留10 min，測讀錨頭位移3次，如果錨頭位移相對穩(wěn)定，則按設(shè)計(jì)要求的錨固荷載進(jìn)行錨固。如果錨頭位移不穩(wěn)定，則延長觀測時(shí)間，如錨頭位移始終不收斂，則視該錨桿為不合格，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。 （5）樁間土護(hù)面須緊隨土方開挖進(jìn)行，防止樁間土暴露時(shí)間過長引起塌方、滑落，樁間土護(hù)面措施如下：1）樁間土清理順序

9、由上而下，清理最大深度為1/2樁徑；2）清土后，掛鋪鋼絲網(wǎng)片，以插筋固定，并用射釘將網(wǎng)片與樁體錨定；3） 樁間土護(hù)壁采用噴射細(xì)石混凝土，混凝土強(qiáng)度等級C20，錨噴厚度為57cm。 3.2 基坑?xùn)|側(cè)DE段 3.2.1 施工順序 該段剖面施工時(shí)首先按照設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行分層開挖，清坡后首先進(jìn)行掛網(wǎng)噴護(hù)，避免松散土體滑落，然后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索的施工：成孔放置錨索注漿設(shè)置縱向槽鋼設(shè)置水平槽鋼張拉錨固。 3.2.2 施工注意事項(xiàng) 該段剖面支護(hù)施工時(shí)預(yù)應(yīng)力錨索的施工要求與北側(cè)BC段相同，其余施工時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)如下。 （1）開挖應(yīng)分層分段進(jìn)行，根據(jù)槽鋼長度（6.0 m），第一層土方開挖深度為6.5 m，分段長度為6

10、.08.0 m，待完成本段錨桿張拉后再進(jìn)行下段開挖。 （2）噴射混凝土分兩次完成，每次噴射混凝土厚度為50 mm，噴射混凝土終凝2 h后，應(yīng)進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。 （3）初噴后進(jìn)行掛網(wǎng)，掛網(wǎng)時(shí)采用長度為1.0 m的短鋼筋擊入土層，短鋼筋間距為2.0m×2.0 m，鋼筋網(wǎng)應(yīng)與短鋼筋緊密連接。 （4）錨索注漿完成后進(jìn)行槽鋼格構(gòu)梁施工，先后鋪設(shè)縱向和水平向槽鋼，設(shè)置墊板和錨具，達(dá)到強(qiáng)度要求后進(jìn)行張拉。 （5）張拉完成后，各段槽鋼梁宜連接在一起，并在槽鋼底用混凝土充填，使槽鋼與面層緊密接觸。 4 基坑施工監(jiān)測 本基坑工程采用信息化施工，確?；娱_挖過程中的安全，對基坑邊坡位移進(jìn)行了監(jiān)測3，監(jiān)測要求如

11、下。 4.1 沿基坑頂部或冠梁頂部每隔20 m布置1個(gè)移動觀測點(diǎn)，并在陽角位置適當(dāng)加密；在基坑四周布置3個(gè)穩(wěn)固可靠的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。 4.2 基坑開挖每一步都應(yīng)做基坑變形觀測，觀測時(shí)間間隔為1 d一次，必要時(shí)連續(xù)觀測，基坑開挖完7 d后，可由1 d一次減少到3 d一次，15 d后每周觀測一次。 4.3 每次變形觀測結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)檢查外業(yè)觀測記錄，符合規(guī)定要求進(jìn)行平差處理。通過計(jì)算出各觀測點(diǎn)的本期變形量和累計(jì)變形量，用于判斷和預(yù)測基坑邊坡的穩(wěn)定性和發(fā)展趨勢，為及早采取防治措施提供監(jiān)控信息。本次在基坑北側(cè)BC段和東側(cè)DE段共布置了9個(gè)位移觀測點(diǎn)，至基坑支護(hù)完畢15 d，BC段最大水平位移為12.5

12、mm，DE段最大水平位移為21.6mm，均滿足一級基坑水平位移報(bào)警值的要求3。 5 結(jié)語 本文通過工程實(shí)例介紹了該類場地上的兩種支護(hù)施工方案，即樁錨支護(hù)和預(yù)應(yīng)力錨索槽鋼格構(gòu)梁支護(hù)，分別用于垂直開挖和放坡開挖的情況。通過基坑開挖支護(hù)和后期地下工程施工期間的位移監(jiān)測，基坑邊坡整體變形均滿足規(guī)范要求，說明以上兩種支護(hù)方案在深厚雜填土基坑工程中是切實(shí)可行的，可為位于深厚雜填土場地的基坑支護(hù)工程提供借鑒。 參考文獻(xiàn) 1JGJ 120-1999，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程S. 2徐小華. 格構(gòu)梁與錨索注漿復(fù)合結(jié)構(gòu)在加固邊坡工程中的應(yīng)用研究J. 探礦工程（巖土鉆掘工程）, 2009, 36（5）: 77-79. 3 GB 50497-2009, 建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范S. 4 李啟民，林莉