康乐园二期工程深基坑支护方案选择和施工技术的综合应用

来源:用户上传      作者: 刘光辉

　　【摘要】 康乐园二期工程深基坑坡面采用深层搅拌桩＋土钉＋喷砼层组成的复合土钉墙结构体系,直立面采用加筋深层搅拌桩(深层搅拌桩＋钢管桩)＋土钉＋喷砼层＋预应力锚索体系＋非预应力锚杆多种技术进行组合的综合支护结构体系,并采取必要的防治水措施。通过各种施工技术组合的综合作用,保证坡面和直立面基坑的水平位移、沉降等指标符合要求,确保了地下室的顺利施工,达到了预期的目的和效果,并且在经济上是合理的。
　　【关键词】 深基坑深层搅拌桩复合土钉墙加筋深层搅拌桩预应力锚索
　　基坑支护是一种为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护性技术措施。基坑应综合考虑工程地质与水文条件、基础类型、开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素选取更加实用的支护方案,以期获得较好的经济效益。
　　1 工程概况和地质条件
　　1.1 工程概况
　　康乐园二期工程位于珠海前山镇南沙湾,北侧为废弃采石场,地势起伏较大,尚未完成场平,南侧为金鸡西路,东侧为丘陵山地或菜地,山体植被发育,坡度约25～40°, 总占地333372.18㎡,总建筑面积93945.60㎡,主楼4栋19层和2栋16层,地下1层,基坑面积有16278㎡,位于2—7栋下,拟建主体结构采用框支剪力墙结构。
　　1.2 岩土工程地质与水文条件
　　1.2.1 岩土层特征
　　地勘报告显示:本场地岩土层分为①层人工填土层(Q4 ml),主要由花岗岩风化土和中粗砂组成,该层分布连续,揭露厚度0.40～5.70m,平均2.40m;②层为第四系海陆交互相沉积层(Q4 mc),主要分布在场地南部海陆交互相沉积地带,岩性以淤泥/淤泥质土及砾砂为主,个别钻孔底部揭露粉质粘土;③层为燕山三期(γ52-3)花岗岩。
　　1.2.2 地下水及其水层特征
　　根据广东省标准《建筑气象参数标准》(DBJ15-1-90),珠海年降雨日为137.2天,年均降雨量1993.70mm,其中5～9月降雨集中,降雨量合计为年降雨量的77%。由于本项目的施工周期在多雨季节,考虑雨季对基坑的影响。
　　地下水主要赋存在砾砂层的孔隙中,以潜水存在,局部微承压水,北部分布较普遍,厚度0.80～7.80m,平均2.95m,连续性较好,平均渗透系数K20 =2.21×10-2cm/s,系中等透水层,为场地主要含水层之一。
　　在花岗岩风化带风化裂隙及基岩节理裂隙赋存孔隙-裂隙水,呈网纹状分布,不均匀,风化层中厚度较大,其中强风化花岗岩层厚度0.20～14.20m,平均4.83m,为微承压水。
　　此外,人工填土赋存上层滞水。
　　地下水位埋深0.40～2.50m,平均1.38m,对应标高1.89～9.13m,平均3.54m。幅度为1.00～1.60m,随季节性变化较明显。
　　地下水主要接受东部、北部含水层的径流补给。排泄方式以潜流向西部排泄为主,其次以蒸腾垂直排泄。地下水迳流方向为从东向西。
　　2 方案选取
　　拟建基坑四周场地变化较大,高程地4.0-7.60m,场地呈西北边高向东南依次而降。基坑支护的可用地除东侧较狭窄外,其他地方较显宽松。根据主体设计±0.00=4.40m,开挖底板顶标高(承台顶)为-5.10m、-6.10m,板厚1.40m、1.20m、0.40m不等,垫层0.10m;实际开挖深度为-6.60m(1.20板厚处为-6.40m),相当于高程-2.20米(2.00米),基坑开挖等效深度为5.90-9.80米不等。由于基坑深度已达广东省深基坑专项方案审查标准,需编制专项施工方案进行专家论证。
　　基坑侧壁安全等级及重要性根据开挖深度、邻近建(构)筑物及管线与坑边相对距离比和工程地质、水文条件综合确定:直立段按二级基坑支护设计,东侧永久边坡放坡地段按一级边坡设计,放坡地段按三级基坑设计,施工外荷按20kPa考虑,山坡按5kpa考虑,临时道路按40kpa考虑。
　　因地质与周边场地情况较复杂,选择合理的支护方案和施工技术是该项目基坑支护能否成功的关键。
　　根据国家和广东省《建筑基坑支护技术规程》,结合场地情况,在南北两端较为宽松和地质较好条件处,采用放坡开挖且进行坡面加固,其它均采用直立开挖方式进行支护。坡面采用深层搅拌桩＋土钉＋喷砼层护坡的复合土钉墙支护体系方案,适用剖面1,直立面采取加筋深层搅拌桩＋土钉＋喷砼层＋预应力锚索体系＋非预应力锚杆等组成的综合支护体系方案,适用剖面2—11,其中5剖无锚索,并采用必要的防治水措施。
　　本项目的支护方案经过组织当地专家进行论证,一致认为可行且合理。基坑平面布置图如下:
　　
　　3 综合施工技术的应用
　　3.1 深层搅拌桩止水帷幕
　　基坑支护及周边环境監測控制值与报警值
　　(1)采用双排或格栅状深层搅拌桩交错搭接形成止水挡墙,桩位按井字形布设。桩径＝550,桩距400,排距400,纵向搭接150,横向搭接150。
　　(2)桩端要求穿透透水性层,进入强风化30cm以上,停桨面应高于桩顶设计标高≥500mm。
　　(3)垂直偏差≤１％H,掺32.5R复合硅酸盐水泥,用量＞65kg/m(以试验确定掺量为准),水灰比0.6:1。
　　(4)桩体的水泥土28天龄期的单轴无侧限抗压强度≥0.80MPa。
　　(5)喷桨和提升速度应相互配合,搅拌时提升速度≤0.4m/min,且泵送应连续,使搅拌提升与输桨速度同步,相邻桩施工间隔≤8h。
　　3.2 钢管桩
　　(1)成孔直径150mm和230mm两种,分别采用Ф114和Ф165钢管,壁厚4.0mm,节长6m,钢管连接焊接,且各节间用钢板绑焊,搭接长度＞10cm。
　　(2)在搅拌桩墙内插入,桩距为1200mm,倾斜度＜1%。
　　(3)钢管入位后,需对管中空部位及环状间隙用压力注浆充填密实,注浆用32.5R水泥,水灰比0.6。
　　3.3 预应力锚索体系
　　(1)预应力锚索与非预应力锚杆间距布设,且各相邻排预应力按梅花形错开布置。
　　(2)预应力锚索长度20.0米,倾角10—20°。
　　(3)锚索成孔直径为130mm。深度可比锚索设计长度长10cm,锚索外露长度不小于1.2m。
　　(4)锚索孔距水平方向允许偏差±100,垂直允许偏差±50。
　　(5)注浆锚固体采用水灰比0.60的纯水泥浆,42.5R水泥,用量≥30kg/m。
　　(6)采用二次高压注浆工艺,一次注浆孔口溢浆即停止注浆;二次高压注浆压力宜控制在1.0Mpa以上,水灰比0.65。
　　(7)锚索张拉应在达到锚固体强度70%,且大小15Mpa后方可进行,一般在注浆完成后7天后才可以张拉锁定。
　　(8)成孔用钻机,成孔前调校好钻杆角度,注浆前用清水冲洗孔内淤泥及砂类杂物至管口返清水为止。
　　(9)预应力锚索采用2条7ФJ5锚索,其抗拉标准值为1860Mpa。
　　(10)采用分层开挖分层支护,下层土要在锚索施工完成7天并锁定后才能开挖。
　　(11)锚索端头设砼腰梁,高400,底厚300,顶宽180,配主筋6Ф16,箍筋Ф6.5@200,锚索张拉后锚于梁面,砼为C30。
　　(12)腰梁按图做成斜梯形,斜面与锚杆轴向垂直,锁头与腰梁之间垫14mm厚150*150的钢垫板,以利锚索轴向张拉受力锁定。
　　(13)施工工序:定位—成孔—制作—就位—注桨—张拉—锁定。

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