某建筑工程基坑支护技术刍议

摘要:本文对某建筑工程基坑支护方案选择、场地工程地质条件及周边环境情况、施工技术等进行了简要的探讨。

关键词:建筑工程；基坑支护；施工技术

1工程实况

某建筑工程位于居民小区内,南向为城市主要大道,北向为小区道路,东侧为普通民房,西侧为已建好的小区大楼,占地面积2800m2,总建筑面积448000m2,主楼为16层,高48m,设地下室2层,基坑深度为9.8m,地下水位埋深介于3.30m～5.40m。

2现场工程地质条件与周边环境情况分析

根据钻孔揭露场地内岩土层结构主要为杂填土(Qml4),及第四系全新统冲洪积物(Qal+pl4)、残积物、基岩为二叠系栖霞组(Pg1)石灰岩。经勘察,各钻孔均遇见地下水。影响基坑开挖的主要为潜水,场地内潜水主要是赋存于③含泥卵砾石层中,孔隙型潜水,透水性较好,富水性一般,受大气降水和地表水补给,一般水量不大。勘察测得地下水的混合稳定水位埋深介于3.30m～5.40m。由于第四系冲积砾砂和卵石均属强透水性地层,是场地内主要含水层,在基坑施工期间须制定适合场地水文地质条件的排水、降水施工方案,确保周边建筑物正常使用,避免因降水或排水引起周边建筑物的开裂或下沉等现象。

3基坑支护方案选择

该工程在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上,进行多种方案的比较分析,论证与优化,并着重考虑了以下几点因素:

1)南边为城市主要道路,地下设有较多污水管网、地下电缆及光缆等管线,埋深在-2.0m左右,北侧为小区道路,虽地下未设有污水管网、地下电缆及光缆等管线,但道路边线距基坑边缘只有2.0m。所以进行基坑支护时,应注意对道路及地下污水管网、地下电缆及光缆等管线的保护,不能对其造成破坏影响。

2)东向为普通2层～5层民房,均为条形基础,埋深约2.0m,施工期间暂不拆除,距基坑边缘只有2.5m;西侧为已建的3栋小区大楼,均采用冲孔灌注桩基础,所以进行基坑支护时,既要保证减小条形基础沉降量,也要保证不破坏桩基础的桩体,不能对其造成破坏影响。

3)因地下水位在基坑开挖深度以上,如不进行有效的止水、降水及排水措施,将较难对砾砂和卵石层开挖,或因抽排水对周边管线及建筑物造成不良影响。

4支护设计

1)设计方案是根据建筑基坑总平面图范围,场地岩土工程条件,场地周边环境条件及基坑开挖深度等要求确定。该基坑安全等级为一级,重要性系数ro=1.10。

2)锚杆的设计方案(见表1)。

表1 锚杆的设计方案

5 支护施工

5.1 桩锚支护形式施工

西侧坑壁采用排桩悬壁支护,支护桩采用冲孔灌注桩,桩径1000mm,桩长20.0m,桩芯混凝土强度等级为C25,桩间距为2000mm,单排。

东侧坑壁采用桩锚支护,支护桩采用冲孔灌注桩,桩长14.0m,桩芯混凝土强度等级为C25,桩间距为3000mm,单排。桩锚支护形式总体施工程序为:首先进行冲孔灌注桩施工,接着施工桩顶圈梁,然后随着基坑挖土的同时完成腰梁和预应力钢筋的施工。冲孔灌注桩施工各技术参数允许偏差为:桩径偏差:±5mm,垂直度:0.5%,主筋间距:±10mm。为使整排护坡桩为一体,设置一道桩顶圈梁,尺寸为600mm×1000mm(h×b),混凝土标号为C25,桩主筋入圈梁450mm,为增加其抗滑动力矩,设置两道腰梁。冲孔灌注桩施工流程为:安装卷扬机冲击系统的连接埋设护筒开孔冲孔掏渣下钢筋笼清孔灌注混凝土。预应力锚杆施工工艺流程:定位锚杆钻机就位钻进成孔安放锚杆及止浆塞注浆养护安装腰梁、台座安装锚头张拉锁定。成孔采用锚杆钻机用泥冰钻进方法进行,锚杆采用Φ28钢筋,中间每隔2m设一个对中支架,注浆管随锚杆下入孔内,注浆管距孔深50mm～100mm。锚杆自由段桩用塑料布包裹。灌浆采用压力灌注入泥浆,一次灌浆采用1∶1的水泥砂浆,压力为0.1MPa～0.3MPa,二次注浆采用水灰比为0.45～0.5的水泥浆,压力为2.5MPa～5MPa。桩上设置两排锚杆,锚杆施工参数如表1所示。

5.2土钉墙支护形式施工

南北基坑东侧段采用土钉墙支护,按80°放坡;当基坑顶面有放坡的余地时,放坡的坡角尽量放缓,锚杆自上而下设五排。

锚杆成孔施工各技术参数允许偏差为:孔深:±50mm,孔径:±5mm,孔距:±100mm,成孔倾角:±5%。支护要求分层自上而下进行基坑开挖,边挖边支护。第一层挖深2.0m,往下每层挖深不超过1.8m,基坑侧面留0.10m以便修土坡,坡度为1∶0.25。施工工艺流程:放线修坡凿孔安装锚杆注浆挂钢筋网焊接加强筋喷射混凝土养护测量。当锚杆完成注浆后,在坑壁上挂Φ6.5钢筋网,网孔200×200,并通过Φ16@1800×1800加强筋与锚杆主筋焊牢,然后喷射混凝土,喷射作业层分段施工,喷层厚度为100mm,一次喷射厚度为50mm,分两层喷射。混凝土标号为C20,及时加强养护,使其强度稳定,不至于出现裂缝。

5.3施工安全监测

监测内容:地下水位、邻近建筑物和道路的水平位移、支护结构水平位移及坡顶沉降,预应力锚杆的预应力监测。在支护施工阶段,要每天监测1次,在完成坑开挖,变形趋于稳定的情况下,可适当减少监测次数,直到支护退出工作为止。对降水引起沉降的观测主要设置在邻近建筑物上。对支护位移的监测,包括水平和垂直沉降,测点设在基坑四周,每边3个。另外应特别加强雨天和雨后监测,以及对各种危及支护安全的水害来源进行仔细观察,发现问题分析原因并及时采取有效措施予以解决。实践证明,多种基坑支护方式的联合使用,在本工程的实施过程中取得很好的效果,成功地解决了深基坑支护问题,确保了施工质量和安全。

6结束语

文章通过对某工程场地地质情况和周边环境的合理分析,对深基坑支护方案、支护设计及施工等方面进行了优化选择和实施,从而确保了施工安全,同时积累了一系列成功经验。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。