论文部分内容阅读
【摘要】以实际工程为例，分析基坑场地地质工程条件及周边环境，为了保证工程安全和节省成本选择采用组合支护结构对某基坑工程进行支护，分别阐述了长螺旋钻孔灌注桩、土方开挖、钻孔灌注桩、预应力锚索、深层搅拌桩、冠梁和腰梁及锚杆喷锚挂网的施工技术。实践表明，此类型支护方案具有良好的安全性和适用性，可为类似深基坑工程的施工设计提供借鉴和参考。
【关键词】深基坑；组合支护；泥炭土；钻孔灌注桩；锚索
近年来，随着城市用地开发的紧张，深基坑工程所处地质条件越来越恶劣，深基坑施工技术也得到了飞速发展，多种支护技术层出不穷，如何根据地质条件和周围环境条件，选择经济合理支护方案成了日益紧迫的课题。本次基坑方案是对软土地区深基坑进行支护设计的尝试。
1、工程概况
1.1基本概况
某工程位于昆明市高新区，地上由4栋32层高100m、1栋35层高130m的塔楼和1～4层的裙楼组成，整体设置2层地下室，基坑开挖深度约8.2～9.2m，支护周长约785米。
1.2 周边环境状况
基坑东南侧为一栋5层办公楼，距离基坑开挖边线较近，南侧临近一条排水沟，西侧8.1m处与东侧47m处为交通道路，北侧为一条规划路，地下有输配水管道、雨水管道、供电管道、通讯光缆，施工场地比较狭窄，四周环境十分复杂。
1.3 场地地质条件
本场地处于滇池盆地西北部，属古滇池湖相沉积盆地地貌，，地面高程在1889.55m～1892.56m之间，相对高差3.01m，场地地形整体平整、开阔。低层除上部有少量素填土和建筑垃圾外，主要以软塑～可塑状粉质粘土和流塑～软塑状泥炭土质为主。泥炭土天然重度约为15.7KN/m3，有机质含量平均为41%，具有高压缩性。
2、工程难点
2.1建筑环境复杂
此基坑不具备大面积放坡的条件，西侧、南侧、东南侧均有地下管道网，北侧有交通要道，东南面紧邻建筑且有地下室基坑。
2.2 地质条件差
根据勘察报告，整个场地处于流塑-软塑状态的泥炭土质中，具高压缩性，有机质含量达20.3%～72%，平均为41%，层厚平均5.52m。若处理不当，将对基坑开挖带来安全隐患。
3、基坑支护设计
3.1 基坑特点
1）根据甲方提供的建筑红线位置关系确认，此基坑不具备大面积放坡的条件。2）基坑处于昆明滇池泥炭土质地区，含水量和有机质含量高。3）根据《建筑基坑支护工程技术规程》，综合考虑基坑周边的环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，支护失效等因素确定本基坑安全等级为一级。
3.2 支护方案选取
基坑周边有道路、建筑物，为尽可能避免基坑开挖对周围建筑物、道路的影响本着“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则，采用Ф800（Ф600）钻孔灌注桩+Ф500深层搅拌止水桩+锚索+钢筋锚杆+挂网喷锚”的组合支护方案。
支护方案如下：
1）基坑设计开挖深度为8.2～9.2m。2）坡顶荷载均按25kPa计算，施工过程中坡顶堆载不得超过设计值。3）西侧、北侧与南侧以1：0.5放坡至1889.60m，南侧垂直开挖。4）支护桩采用Ф800（Ф600）长螺旋钻孔灌注桩，桩长为17m和20m。在支护桩后施工一排Ф500深层搅拌止水桩，桩长10m、11m、12m、14m。5）为增加支护结构稳定性，在桩顶施工一排冠梁，截面尺寸为900mm×600mm。6）从开挖平台至基底施工三排锚索，混凝土强度等级为C25。锚索钻孔300mm，下倾角5～30，水平间距4.8m。预应力筋采用高强度，低松驰Φ15.20钢绞线制作，钢绞线强度1860Mpa。7）放坡坡面采用锚杆挂网喷锚防护，采用A8@200×200双向钢筋网片；各网片间焊接或弯勾搭接，混凝土厚度100mm，强度等级C20，水泥使用32.5级硅酸盐水泥，水灰比≤0.5。8）止水采用深层搅拌止水桩。桩径500mm，桩长10～14m，搭接150mm，深搅桩芯距350mm，水泥浆液水灰比0.6～0.8，采用P.SA32.5级硅酸盐水泥，掺量≥70kg/m，交接班搭接接头和间歇施工搭接头应进行补强搭接。9）在坑内设置排水沟和集水井，排水沟尺寸为300mm×300mm，集水井为Φ800mm，坑内井深为2.0m。
4、施工要点
4.1 土方开挖
整个基坑采用分层分段开挖，每层分层厚度<1.5米。基底以上0.3m厚的土层应由人工清挖至设计标高。要紧密配合支护施工，在每一次土方开挖时均应先沿基坑四周开挖一条宽5.0m，深1.5m左右的沟槽作为支护施工工作面。
4.2 长螺旋钻孔灌注桩施工要点
1）工艺流程。桩位放样→移动桩机、钻杆对准钻孔、调整钻杆垂直度→钻机开机开始作业，钻深至设计深度→启动输送泵向桩孔内压砼→边送砼边提升钻杆→钻杆提升至孔口成素砼桩→移机至下一桩位→使用吊车吊放钢筋笼→启动振动锤向素砼桩内振放钢筋笼→送钢筋笼至设计标高→成桩，施工结束。
2）质量保证。a灌注砼、提升：钻机钻至设计深度后，开动砼输送泵向孔内灌送砼，边灌边提升钻杆，确保钻杆内有大于0.1m3的砼，直至成桩，砼灌时充盈系数>1.1。b钢筋笼制作及安置：钢筋笼制作允许误差≤±10mm，箍筋间距±20mm。笼与导管同步下放，钢筋笼安放到位后拔出导管，导管拔出时需停振，慢拔保证桩砼密实。c采用强度等级为C30的商品砼，现场坍落度需>22cm，碎石粒径采用0.2～2.5cm左右。
4.3 预应力锚索施工要点
1）在锚固段锚固剂灌浆完，浆体强度达到要求后，开始进行锚索张拉。2）张拉前，标定张拉设备，当锚固体与台座混凝土强度大于15Mpa后，进行张拉。3）正式张拉前，取20%的设计张拉荷载，对其预张拉1～2次，使其各部位接触紧密。4）锁定后，若发现有明显预应力损失时，应进行补偿张拉。 4.4 深层搅拌止水桩施工
1）钻进、提升次数均为3次。
2）施工深搅桩长分别为10～14m，桩径500mm，搭接150mm，桩身垂直度偏差不大于1.0%，桩位偏差2.0cm，深搅桩芯距350mm。
3）水泥浆液水灰比0.6～0.8，采用P.SA32.5级硅酸盐水泥，深搅水泥掺量≥70kg/m。
4.5 冠梁、腰梁施工
4.5.1 钢筋要求
1）筋搭接按双面搭接焊实施，搭接长度5d，且接头应相互错开35d。
2）钢筋绑扎时能连续配筋的尽量连续配筋，搭接点应错开放置，焊接头每截面不超过50%；
3）钢筋绑扎完成后，由现场质检员检查合格后，再请现场监理人员检查合格后方可浇注砼，并详细准确地做好隐蔽工程记录。
4.5.2 砼要求
1）砼浇筑完毕后12小时内对砼加以覆盖并保湿养护。
2）砼浇水养护的时间不得少于7天，浇水次数需保持砼处于湿润状态。
3）拆模时砼强度应能保证冠梁表面和棱角不受损伤。
4.6 锚杆喷锚挂网施工
4.6.1 施工工艺
挖土→击入锚杆→修坡→布设固定钢筋网片→焊接加强筋→喷射C20细石砼→注浆→养护。
4.6.2 主要施工要点
1）锚杆水平间距为1.5m，锚杆压浆浆液水灰比：0.4～0.5，锚杆注浆采用P.SA32.5级硅酸盐水泥，锚杆每米注浆量为20～50kg/m。
2）喷射砼强度C20配合比采用试验室试配配合比，喷射砼厚度100mm。
3）在已开挖修整好的坑壁上挂上A 8@200×200双向钢筋网片，用“U”型或“T”型短钢筋打入土层固定网片，锚管口间再用B14钢筋纵横焊连接加强，最后用砼喷射机喷上C20细石砼，厚100mm。
结论：
综上所述，针对该工程软土深基坑支护的特殊条件，设计主要采用长螺旋钻孔灌注桩与锚索相结合的组合支护形式，达到了技术可靠、设计优化和造价经济的目的，决了工程建设中的一项技术难题，为今后类似工程提供了可借鉴的经验。
参考文献：
[1]许奎南.桩锚组合支护结构在某工程深基坑中的应用探讨，建材发展导向[J].2011，（02）.
[2]陈凯，邱鑫.浅析滇池地区泥炭土地质条件下的深基坑支护设计与施工，城市建设理论研究[J].2012，（05）.
[3]张信贵，吴恒，易念平.深基坑支护工程方案推理机制与优化设计[J].岩石力学与工程学报，2004，23（05）.
[4]黎健升.软土深基坑组合支护结构设计[J].建筑设计，2005，（01）.
[5]刘福东.复杂环境下深基坑组合支护结构[J].采矿与安全工程学报，2008，（03）.
[6]林正雄.望江园工程基坑综合支护技术应用[J].福建建筑，2006，（03）.
【关键词】深基坑；组合支护；泥炭土；钻孔灌注桩；锚索
近年来，随着城市用地开发的紧张，深基坑工程所处地质条件越来越恶劣，深基坑施工技术也得到了飞速发展，多种支护技术层出不穷，如何根据地质条件和周围环境条件，选择经济合理支护方案成了日益紧迫的课题。本次基坑方案是对软土地区深基坑进行支护设计的尝试。
1、工程概况
1.1基本概况
某工程位于昆明市高新区，地上由4栋32层高100m、1栋35层高130m的塔楼和1～4层的裙楼组成，整体设置2层地下室，基坑开挖深度约8.2～9.2m，支护周长约785米。
1.2 周边环境状况
基坑东南侧为一栋5层办公楼，距离基坑开挖边线较近，南侧临近一条排水沟，西侧8.1m处与东侧47m处为交通道路，北侧为一条规划路，地下有输配水管道、雨水管道、供电管道、通讯光缆，施工场地比较狭窄，四周环境十分复杂。
1.3 场地地质条件
本场地处于滇池盆地西北部，属古滇池湖相沉积盆地地貌，，地面高程在1889.55m～1892.56m之间，相对高差3.01m，场地地形整体平整、开阔。低层除上部有少量素填土和建筑垃圾外，主要以软塑～可塑状粉质粘土和流塑～软塑状泥炭土质为主。泥炭土天然重度约为15.7KN/m3，有机质含量平均为41%，具有高压缩性。
2、工程难点
2.1建筑环境复杂
此基坑不具备大面积放坡的条件，西侧、南侧、东南侧均有地下管道网，北侧有交通要道，东南面紧邻建筑且有地下室基坑。
2.2 地质条件差
根据勘察报告，整个场地处于流塑-软塑状态的泥炭土质中，具高压缩性，有机质含量达20.3%～72%，平均为41%，层厚平均5.52m。若处理不当，将对基坑开挖带来安全隐患。
3、基坑支护设计
3.1 基坑特点
1）根据甲方提供的建筑红线位置关系确认，此基坑不具备大面积放坡的条件。2）基坑处于昆明滇池泥炭土质地区，含水量和有机质含量高。3）根据《建筑基坑支护工程技术规程》，综合考虑基坑周边的环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，支护失效等因素确定本基坑安全等级为一级。
3.2 支护方案选取
基坑周边有道路、建筑物，为尽可能避免基坑开挖对周围建筑物、道路的影响本着“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则，采用Ф800（Ф600）钻孔灌注桩+Ф500深层搅拌止水桩+锚索+钢筋锚杆+挂网喷锚”的组合支护方案。
支护方案如下：
1）基坑设计开挖深度为8.2～9.2m。2）坡顶荷载均按25kPa计算，施工过程中坡顶堆载不得超过设计值。3）西侧、北侧与南侧以1：0.5放坡至1889.60m，南侧垂直开挖。4）支护桩采用Ф800（Ф600）长螺旋钻孔灌注桩，桩长为17m和20m。在支护桩后施工一排Ф500深层搅拌止水桩，桩长10m、11m、12m、14m。5）为增加支护结构稳定性，在桩顶施工一排冠梁，截面尺寸为900mm×600mm。6）从开挖平台至基底施工三排锚索，混凝土强度等级为C25。锚索钻孔300mm，下倾角5～30，水平间距4.8m。预应力筋采用高强度，低松驰Φ15.20钢绞线制作，钢绞线强度1860Mpa。7）放坡坡面采用锚杆挂网喷锚防护，采用A8@200×200双向钢筋网片；各网片间焊接或弯勾搭接，混凝土厚度100mm，强度等级C20，水泥使用32.5级硅酸盐水泥，水灰比≤0.5。8）止水采用深层搅拌止水桩。桩径500mm，桩长10～14m，搭接150mm，深搅桩芯距350mm，水泥浆液水灰比0.6～0.8，采用P.SA32.5级硅酸盐水泥，掺量≥70kg/m，交接班搭接接头和间歇施工搭接头应进行补强搭接。9）在坑内设置排水沟和集水井，排水沟尺寸为300mm×300mm，集水井为Φ800mm，坑内井深为2.0m。
4、施工要点
4.1 土方开挖
整个基坑采用分层分段开挖，每层分层厚度<1.5米。基底以上0.3m厚的土层应由人工清挖至设计标高。要紧密配合支护施工，在每一次土方开挖时均应先沿基坑四周开挖一条宽5.0m，深1.5m左右的沟槽作为支护施工工作面。
4.2 长螺旋钻孔灌注桩施工要点
1）工艺流程。桩位放样→移动桩机、钻杆对准钻孔、调整钻杆垂直度→钻机开机开始作业，钻深至设计深度→启动输送泵向桩孔内压砼→边送砼边提升钻杆→钻杆提升至孔口成素砼桩→移机至下一桩位→使用吊车吊放钢筋笼→启动振动锤向素砼桩内振放钢筋笼→送钢筋笼至设计标高→成桩，施工结束。
2）质量保证。a灌注砼、提升：钻机钻至设计深度后，开动砼输送泵向孔内灌送砼，边灌边提升钻杆，确保钻杆内有大于0.1m3的砼，直至成桩，砼灌时充盈系数>1.1。b钢筋笼制作及安置：钢筋笼制作允许误差≤±10mm，箍筋间距±20mm。笼与导管同步下放，钢筋笼安放到位后拔出导管，导管拔出时需停振，慢拔保证桩砼密实。c采用强度等级为C30的商品砼，现场坍落度需>22cm，碎石粒径采用0.2～2.5cm左右。
4.3 预应力锚索施工要点
1）在锚固段锚固剂灌浆完，浆体强度达到要求后，开始进行锚索张拉。2）张拉前，标定张拉设备，当锚固体与台座混凝土强度大于15Mpa后，进行张拉。3）正式张拉前，取20%的设计张拉荷载，对其预张拉1～2次，使其各部位接触紧密。4）锁定后，若发现有明显预应力损失时，应进行补偿张拉。 4.4 深层搅拌止水桩施工
1）钻进、提升次数均为3次。
2）施工深搅桩长分别为10～14m，桩径500mm，搭接150mm，桩身垂直度偏差不大于1.0%，桩位偏差2.0cm，深搅桩芯距350mm。
3）水泥浆液水灰比0.6～0.8，采用P.SA32.5级硅酸盐水泥，深搅水泥掺量≥70kg/m。
4.5 冠梁、腰梁施工
4.5.1 钢筋要求
1）筋搭接按双面搭接焊实施，搭接长度5d，且接头应相互错开35d。
2）钢筋绑扎时能连续配筋的尽量连续配筋，搭接点应错开放置，焊接头每截面不超过50%；
3）钢筋绑扎完成后，由现场质检员检查合格后，再请现场监理人员检查合格后方可浇注砼，并详细准确地做好隐蔽工程记录。
4.5.2 砼要求
1）砼浇筑完毕后12小时内对砼加以覆盖并保湿养护。
2）砼浇水养护的时间不得少于7天，浇水次数需保持砼处于湿润状态。
3）拆模时砼强度应能保证冠梁表面和棱角不受损伤。
4.6 锚杆喷锚挂网施工
4.6.1 施工工艺
挖土→击入锚杆→修坡→布设固定钢筋网片→焊接加强筋→喷射C20细石砼→注浆→养护。
4.6.2 主要施工要点
1）锚杆水平间距为1.5m，锚杆压浆浆液水灰比：0.4～0.5，锚杆注浆采用P.SA32.5级硅酸盐水泥，锚杆每米注浆量为20～50kg/m。
2）喷射砼强度C20配合比采用试验室试配配合比，喷射砼厚度100mm。
3）在已开挖修整好的坑壁上挂上A 8@200×200双向钢筋网片，用“U”型或“T”型短钢筋打入土层固定网片，锚管口间再用B14钢筋纵横焊连接加强，最后用砼喷射机喷上C20细石砼，厚100mm。
结论：
综上所述，针对该工程软土深基坑支护的特殊条件，设计主要采用长螺旋钻孔灌注桩与锚索相结合的组合支护形式，达到了技术可靠、设计优化和造价经济的目的，决了工程建设中的一项技术难题，为今后类似工程提供了可借鉴的经验。
参考文献：
[1]许奎南.桩锚组合支护结构在某工程深基坑中的应用探讨，建材发展导向[J].2011，（02）.
[2]陈凯，邱鑫.浅析滇池地区泥炭土地质条件下的深基坑支护设计与施工，城市建设理论研究[J].2012，（05）.
[3]张信贵，吴恒，易念平.深基坑支护工程方案推理机制与优化设计[J].岩石力学与工程学报，2004，23（05）.
[4]黎健升.软土深基坑组合支护结构设计[J].建筑设计，2005，（01）.
[5]刘福东.复杂环境下深基坑组合支护结构[J].采矿与安全工程学报，2008，（03）.
[6]林正雄.望江园工程基坑综合支护技术应用[J].福建建筑，2006，（03）.