16.2m深基坑复合支护施工技术

1.工程概况

　　政泉花园工程地处北京市朝阳区大屯路。工程占地面积9850m2，建筑面积m2，地下4层，地上3幢30层。建筑物上部结构为剪力墙结构，基础形式为筏板基础，相当于绝对标高44.2m，基底标高为16.2m，实际开挖深度为15m。
　　根据政泉花园工程《岩土工程勘察报告》，拟建场地地貌为冲积平原，场地地势起伏较大。拟建场地土层自上而下分为：①人工填土(层厚0.60m～7.60m)②砂质粉土(层厚0.40m～6.20m)③粉质粉土(层厚0.50m5.20m)④细中砂(层厚1.30m～8.10m)⑤粘质粉土(层厚0.60m～9.80m)。政泉花园工程勘探深度范围内测得有四层地下水。第一层地下水埋深2.1m～6.6m为上层滞水；第二层地下水埋深6.8m～10.1m为潜水；第三层地下水埋深14.6m～18.1m为潜水；第四层地下水埋深23.00m～25.00m为承压水。

2.基坑支护设计
　　政泉花园工程由于地下水量大需采取适当方式降低地下水，第一层水其动态变化应主要受控于场地周围生活排水、地表水下渗补给，场地东北侧水量加大；第二层水位动态变化主要受控于大气降水、地面蒸发和地表径流补给。局部需要对第三层地下水进行降水处理，以预防基坑边坡体失稳，保证施工的顺利进行，采用管井法进行降水。在接近底部时出现较多砂质土，基坑采取普通土钉墙支护无法正常施工，并且产生流砂现象，原施工被迫中断。为保证基坑边坡的稳定安全，将基坑支护形式采用上部9.5m普通土钉墙支护：下部5.5m采用600mm钢筋砼护坡桩+预应力锚杆支护，同时桩间采用止水帷幕。
　　在基坑土钉墙下部设钢筋砼钻孔灌注桩，桩径600mm，间距1000mm，桩长l3.5m，桩顶标高10.7m，纵筋12Φ22，箍筋6.5Φ200，箍筋16Φ2000；在10.70m处设置第1道锚杆，锚杆反力梁为桩顶连梁，一桩一锚，锚杆孔径为150mm.锚杆长度为21.0m，其中自由段长为7.00m，倾角为15度，锚索选用2根1860钢铰线，预应力为200KN。在11.20m处设置第2道锚杆，锚杆反力梁为桩顶连梁.一桩一锚，锚杆孔径为150mm.锚杆长度为21.0m，其中自由段长为7.00m。倾角为l5度，锚索选用2根1860钢铰线，预应力为200KN。
3.复合土钉墙支护施工
　　3.1土钉墙施工
　　1.土钉成孔前，按设计要求定出孔位并作出标记和编号。成孔过程中遇有障碍需调整孔位时不得损害支护原定的安全程度。
　　2成孔过程中做好成孔记录，按土钉编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量、事故处理等。将取出的土体与初步设计时所认定的加以对比，发现有较大偏差时需及时反馈修改锚杆的设计参数。
　　3.本工程土钉成孔采用人工洛阳铲成孔或气锤砸钢管。
　　4.钻孔后要进行清孔检查，对于孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土立即处理。成孔后及时安设土钉钢筋并注浆。
　　5.土钉钢筋置人孔中前，应先设置定位架，保证钢筋处于钻孔的中心部位，支架沿钉长的间距约为2～3m左右，支架的构造不妨碍注浆时的浆液自由流动。支架可为金属或塑料件。
　　6.土钉钢筋置人孔中后，采用低压方法注浆填孔，注浆压力为0.4～O.6Mpa。注浆时采用底部注浆方式，注浆导管底端先插入孔底，在注浆同时将导管以匀速缓慢撤出，保证孔中气体能全部逸出。
　　7.注浆用水泥浆用普通PO32.5搅拌而成，水灰比为0.5。在欠固结地层，增加土钉注浆量。
　　8.钢筋网片用6.5的盘条加工而成，网格规格为见各段设计，允许误差10mm。可用焊接或绑扎而成，搭接长度不小于一个网格边长。
　　9.土钉钢筋与网片用横向、竖向钢筋焊接在一起，在土钉端部以“L”与横筋网片焊接在一起。
　　10.在喷射混凝土前，面层内的钢筋片牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度要求。钢筋片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射下应不出现振动。
　　11.钢筋网片可用焊接或绑扎而成，。钢筋网铺设时每边的搭接长度应不小于一个网格边长或200mm，如为搭接焊则焊长不小于网筋直径的lO倍。
　　12.喷射混凝土强度为C20，粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.5。
　　l3.冬季施工时，在砼表面覆盖一层塑料薄膜和草帘被。
　　3.2护坡桩施工
　　1.土方挖至相应段施工作业面后，进行护坡桩施工。护坡桩施工采用长螺旋钻机成孔，流态砼灌注后插钢筋笼施工工艺。
　　2.成桩施工工艺流程
　　放桩位线——钻机就位——对准桩位——调整垂直度——钻孔至设计深度——中心压灌砼同时提钻——吊人钢筋笼——钢筋笼插入砼内——振捣成桩一帽梁施工——桩间土护壁。
　　3.3帽梁施工
　　(1)护坡桩、冠梁砼均为C25，采用商品砼，运至现场后进行灌注，并用振捣棒振捣，浇灌时要注意掌握桩顶标高。
　　(2)桩顶钢筋位于混凝土冠梁，浇灌前应仔细检查梁的主筋直径、数量、位置是否符合图纸要求，核实后方可浇筑。浇筑时砼直接倒入模内，然后用振捣器振实抹平。
　　(3)护坡桩钢筋笼顶部主筋要求锚人冠梁内部不小于300mm。
　　3.4预应力锚杆施工
　　1.工艺流程
　　放线——钻机就位——钻进成孔——安置锚杆钢筋——压力注浆——养护——拉拔锁定
　　3.5预应力张拉
　　锚杆注浆3天后，组织进行连梁施工，悬挂腰梁；待锚固体强度达到15Mpa后，并达到设计强度的75％及连梁混凝土强度达到设计值的70％以上时，按设计要求施加预应力，对锚杆进行张拉，上紧锚头。张拉荷载为设计荷载的90％一100％后，稳定5～10分钟后，退至设计锁定荷载锁定；锚杆张拉控制应力不超过锚杆杆体强度标准值的75％。
4.施工监测
　　4.1观测点的布置
　　采用沿基坑周边布置观测点的方法。布点原则是在通长的基坑边每隔30m设置一个观测点，在变形最大、受力最大及局部地质条件最为不利的地段设置观测点。
　　在基坑紧邻建筑物的地方埋设1—2个观测点，并在开挖前对其进行观测，作为基点以便与日后测量比较分析。
　　4.2施工监测
　　1.观测精度要求：满足国家三级水准测量精度要求：水平误差控制<1.00mm，垂直误差控制<0.5mm。
　　2.在做上层土钉时将观测点埋好，在下层开挖前要核对基准点并对其进行保护。
　　3.在土方开挖阶段，每天观测两次，在完成基坑开挖、变形趋于稳定的情况下可适当减少监测次数。
　　4.对雨天以及各种可能危及支护安全的水害来源(如周围生活排水、上下水道、管道渗水等)进行仔细的观察。
　　4.3观测时间的确定
　　1.基坑开挖每一步都应作基坑变形观测。
　　2.基坑开挖期间观测时间间隔每天2次，必要时连续观测，基坑开挖完7天后，可由每天一次到4天一次，l5天后每周观测一次。
5.结语
　　政泉花园工程自2006年3月开始挖土，2006年12月结束封顶，经观测边坡始终处于稳定状态，坑边的临时建筑物和永久建筑物均未有沉降、变形等现象。采用复合土钉墙支护技术在本工程中取得了良好的效果，也带来了较好的经济效益，充分表明本工程的深基坑边坡支护是成功的。

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