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土釘墻、鉆孔灌注樁組合深基坑支護結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用

　　評論：　更新日期：2008年10月29日

1.工程概況
　　溫州市大自然城市家園北區(qū)1、2#樓工程位于溫州市新城區(qū)湯家橋路和市府路交叉口的西南角，工程總建筑面積59558 m²，基坑面積8500 m²，其中1#樓地上32層，2#樓地上29~32層，地下均為2層。工程基礎(chǔ)采用大直徑鉆孔灌注樁，上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆框架300mm厚混凝土墊層，實際挖土深度8.30m；基坑四周大承臺底標(biāo)高-10.45m，實際開挖深度10.20m；小承臺底標(biāo)高-9.45m，實際開挖深度9.20m。
　　2.場地條件和工程地質(zhì)情況
　　基坑北側(cè)距用地紅線4m為市府路，東側(cè)與湯家橋路距離15m，西側(cè)與已建的3#樓地下室相鄰，南側(cè)相距8m為已建的12#、15#樓。場地標(biāo)高-0.250m。
　　工程地質(zhì)條件：根據(jù)工程地質(zhì)勘探報告，場地范圍內(nèi)主要為雜填土、粘土、淤泥。其中雜填土層平均層厚1m，γ=18kN/m³，φ=13°，c=10kPa；粘土層層厚1m，γ=18kN/m³，φ=13°，c=10kPa；粘土層層厚1m，γ=18.6kN/m³，φ=8.3°，c=18.5kPa；淤泥層層厚25m，γ=16.8kN/m³，φ=6.9°，c=12.8kPa。地下水位埋深為地表下0.29~0.95m。
　　3.基坑圍護方案的選擇
　　工程施工前，項目部從技術(shù)、經(jīng)濟角度對本工程的基坑圍護方案進行了充分論證。方案一是全部采用土釘墻圍護方案，該方案設(shè)備簡單，施工成本低，在浙江地區(qū)一些工程采用此方案基坑深度已做到10m左右。但結(jié)合本工程實際，在基坑的東南兩則可以采用多級放坡處理。但因基坑北側(cè)距紅線只有4m距離，無法放坡。方案二是采用鉆孔灌注施工加內(nèi)支撐，該方案優(yōu)點是樁的剛度大、位移少，但其施工成本要比土釘墻高。方案三是基坑上部采用土釘墻圍護，下部采用鉆孔灌注樁加支撐的組合支護結(jié)構(gòu)體系方案。在基坑-5.05m標(biāo)高以上采用土釘墻圍護，邊坡坡度1:0.3。下部采用ф700、ф800鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐圍護（見圖1）。

圖1 基坑施工平面布置圖
　　因本工程北側(cè)距用地紅線4m為市府路作為一條重要道路在基坑施工中不允許發(fā)生較大變形和沉降。如全部采用土釘墻圍護方案，因本基坑深度達10.20m，且下部為淤泥質(zhì)土層厚25m，越開挖到基坑下層，隨著土體壓力的增加，此層的土釘未做，而上一層的土釘強度不夠時，越容易發(fā)生失穩(wěn)滑移。方案三充分利用了基坑上部挖深不大，通過土釘與土體形成復(fù)合體，提高邊坡的整體穩(wěn)定性，且已有此方面的施工經(jīng)驗，在基坑下部土壓力較大部位，充分利用了鉆孔灌注樁和內(nèi)支撐整體剛度好的特點，能夠保證下層土體的整體穩(wěn)定性，且通過土釘墻和鉆孔灌注樁的組合，能降低工程施工成本，有較大的優(yōu)越性。綜合上述決定采用方案三作為本工程的基坑圍護方案（見圖2）。

4.基坑圍護施工
　　4.1鉆孔灌注樁施工
　　4.1.1鉆孔灌注樁根據(jù)基坑開挖深度的不同分別采用ф700@1000。設(shè)計樁長19.45m、12.55m，樁頂標(biāo)高-5.00m。樁身砼強度等級C25，主筋采用16ф22，螺旋箍采用ф8@200，加強箍采用ф12@2000。
　　4.1.2支撐梁通過鋼立柱與底板下的支撐樁連接。每根鋼立柱采用4根∟100×10角鋼焊-100×10鋼板l=380@500做成井字形格構(gòu)柱。格構(gòu)柱下部與樁主筋焊接插入鉆孔樁2m，上部伸入支撐梁長度400.支撐梁的支撐樁根據(jù)平面布置，利用工程樁18根，另設(shè)18根ф700鉆孔灌注樁作為立柱樁。加設(shè)的18根立柱樁樁身砼強度等級C25，樁在底板以下長度為25m，主筋采用12ф18，螺旋箍采用ф8@200，加強箍采用ф12@2000（見圖3）。

　 4.1.3支撐梁斷面采用700×800、800×800，梁底標(biāo)高-5.05m，梁頂標(biāo)高-4.250m，配筋為12ф22+6ф20，ф8@200（見圖4）。

4.2土釘墻施工
　　4.2.1基坑-5.05標(biāo)設(shè)上采用土釘墻圍護，土釘采用ф48×3.5鋼管制作，土釘水平間距均為1100mm，豎向間距為1200mm、1100mm，長10~18m。鋼管從離坑壁2m起設(shè)2ф8@400注漿孔，水平傾角 10°。坡面分二次噴射100厚C20混凝土，中間為ф6.5@200雙向鋼筋網(wǎng)片。
　　4.2.2土釘墻部分土方開挖實行分層分段的原則，沿基坑邊每開槽6m寬進行土釘墻施工。每層土方開挖深度不超過該層土釘下300mm，分段長度20m進行流水施工。
　　4.2.3土釘錨管開孔從離坑壁2m處開始設(shè)孔，直至管底?？拙?.40m，錨架即倒刺每隔1.2m設(shè)一只，緊貼錨管，雙面焊，頭部砸扁。各錨管對接用3ф12，L=120mm，進行雙面灌焊。
　　4.2.4土釘錨管注漿采用水灰比為0.5的純水泥漿，采用注漿壓力和注漿量雙控措施。其中注漿壓力不小于0.5MPa，注漿量不少于30kg/m，注漿完成后混凝土在鋼管周邊形成直徑150mm的孔徑。
　　4.2.5噴射第一層40厚C20混凝土后，張掛ф6.5@200雙向鋼筋網(wǎng)片，再噴射第二層60厚C200混凝土，C20混凝土配合比為水泥：石子：砂=1：2：1.5，并摻加了速凝劑。
　　4.2.6待已施工完成的土釘墻砼強度達到80%后再進行下一層的土方開挖和土釘墻施工，直-5.05m標(biāo)高。
　　4.3壓頂梁和支撐梁施工
　　4.3.1在開槽挖土至-5.05m標(biāo)高后，即澆筑圍護樁頂圈梁和鋼筋砼內(nèi)支撐。
　　4.3.2壓頂梁斷面1000×800，內(nèi)配16ф25+ф16、ф8@200。土釘墻的最下一排錨桿應(yīng)錨入混凝土壓頂梁內(nèi)。
　　4.3.3在壓頂梁和支撐梁混凝土強度達到設(shè)計強度的80%以后作下層土方開挖。
　　4.3.4土方大面積挖至計坑底-8.550m標(biāo)高后，再進行承臺、地梁等局部深坑處理。
　　4.3.5土方挖至設(shè)計標(biāo)高，經(jīng)驗槽后，馬上施工混凝土墊層，對承臺、地梁部分做磚胎模，以減少基坑暴露時間，有效控制圍護結(jié)構(gòu)的變形。
　　4.4換撐
　　4.4.1在鋼構(gòu)柱與底板混凝土中部交接處，焊好5mm厚鋼板止水片。
　　4.4.2澆筑600mm底板、承臺和地梁大體積混凝土。
　　4.4.3底板混凝土澆筑完成后，在底板與圍護樁間隙用C15毛石砼填實，待底板及換撐砼達到80%設(shè)計強度后訴除支撐。
　　4.5基坑監(jiān)測
　　在整個基坑開挖過程中，在基坑四周共布設(shè)了8只測斜孔，水平支撐設(shè)8組軸力觀測點，以觀測軸力變化。并對周邊道路、管線、建筑物設(shè)沉降觀測點，作沉降觀測。從監(jiān)測結(jié)果表明，實際的應(yīng)力曲線基本符合計算應(yīng)力貢線。樁頂最大水平位移45mm，未超過50mm設(shè)計的限值。
　　5.施工效果
　　現(xiàn)本工程主體結(jié)構(gòu)已施工至5層，基坑土方也已回填。通過本工程的施工實踐，初步嘗試到了組合式支護結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)越性，它在施工場地狹窄的情況下，充分利用了土釘墻施工簡便，成本較低的特點，又在基坑較深的情況下充分利用了鉆孔灌注樁剛度較好的特點，有效地降低了工程造價，縮短了工期，取得了較為顯著的成效。