摘 要:本文结合工程实例,分析阐述了复杂施工条件下深基坑采用桩-锚和土钉墙复合支护的设计与施工技术要点,并对现场施工试验和信息化监测结果进行了具体分析评价。
关键词:建筑工程;深基坑;桩-锚支护;土钉墙;施工监测
1工程概况
湖南长沙某综合写字楼工程项目,地上建筑28层,地下3层,总建筑面积36000m 2 ,基坑深13m,周长196m,该基坑采用桩-锚联+土钉墙复合支护方案。
该工程环境条件较为复杂,基坑北侧开挖线距城市道路边线8m,东段2层砖结构营业楼距基坑开挖线3m,基坑东侧偏南3.5m处有一排宽2.5m的化粪池,8m处为某高层商住楼,基坑南侧8m处有两栋8层框架结构宿舍楼(详见下图1),整个基坑采用垂直开挖。
根据建设方提供的工程地质报告,场地内地层自上而下分为:人工填土层,局部中砂层,残积层及基岩,现将与边坡支护有关的地质条件分述如下:
①人工填土层:层厚1.6～6.2m,含建筑垃圾,多为松散状,饱水。
②中砂层:场地内西北部有揭露,层厚0.5～2.0m,饱水,含大量有机质、淤泥和卵石,卵石粒径成不等粒结构,一般为2～3c m,呈灰色和黑色。
③岩石夹层,呈褐黄、灰黄色。
④基岩:层厚5.0～20.0m,埋深4.5～26.0m为强风化泥岩。
2深基坑支护设计方案与现场试验
据本工程地质勘察报告,结合周围环境条件和岩层分布情况,该基坑边坡支护充分发挥复合土钉支护安全可靠, 经济 合理、迅速灵活的优势,与桩锚支护联合应用。在施工过程中做到动态设计,信息化施工,及时调整各设计参数和施工工艺,确保基坑支护优质高效。根据本工程实际情况,基坑西侧南段8层楼处采用桩锚支护,其余边坡采用土钉和钢管桩支护,支护设计方案见图1。
2.1土钉墙支护设计
土钉拉杆为25～32mm螺纹钢,加强筋为16mm螺纹钢,网筋为8mm圆钢,钢管为48 mm和108mm两种。基坑北侧和东侧南段复合土钉支护见图2和图3。
2.2桩-锚支护设计
基坑西侧南段处,基坑开挖线距该宿舍楼天然基础仅有2.0m,为了有效地控制该处边坡的水平位移和竖向沉降,设计时采用了桩锚支护方案。人工挖孔桩外径1300mm,内径1000mm,平均桩长16.0m,第一排预应力锚索在-3.25m处,钢绞线为2×7 5,长23.0m,设计拉力250kN,施加预应力120kN,第二排锚索在-6.15m处,钢绞线为3×7 5,长28.0m,设计拉力350kN,施加预应力200kN。在挖孔桩北段深-2.3m处,设计8根锚索以增加横向刚度,控制边坡中部的水平位移,钢绞线为3×7 5,长28.0m,设计拉力400kN,施加预应力300kN,桩锚支护见图4、图5。
2.3现场试验
本工程中,我们共进行了8根复合土钉基本试验和6根预应力锚索验收试验,通过试验,取得数据范围,确定安全系数,对原设计进行调整,检验实际效果。
2.3.1 单根复合土钉试验
复合土钉的承载力不仅取决于复合土钉与土体的接触面积和土体的抗剪强度,它和钻孔面的粗糙程度、灌浆压力、埋设条件等很多因素有关,确切的值应通过现场试验来取得,单根复合土钉的基本试验在人工填土层中进行,多含建筑垃圾、松散、饱水。复合土钉倾角15°左右,水平间距1.0m。洛阳铲人工成孔,压力灌注纯水泥浆,喷射40cm宽、20cm高的腰梁,采用30cm×30cm×2cm的钢板垫块,用千斤顶张拉。
复合土钉试验结果见表l。除1号和4号复合土钉失稳产生滑移外,其余试验结果均高于复合土钉设计拉力。
2.3.2预应力锚索试验
是否做锚索试验,往往是锚索支护工程成败的关键,在桩锚支护的38根预应力锚索中,共做了6根验收试验,锚索间距1.3m。地质钻机械成孔,高压灌注纯水泥浆,腰梁为2[25C,垫块为40cm×40cm×2cm钢板,用千斤顶张拉。预应力锚索试验结果见表2,结果表明,预应力锚索极限抗拔力均高于设计拉力。