1.工程概況

　　某工程地標高為417. 87~419. 32m,高差小于1. 5m。建筑物主樓11層,地下室2層, +0. 000相當于絕對標高418. 50m,基礎平面為矩形,南北寬71. 4m,東西長161. 0m,基坑底標高為-11. 2m。基坑南側緊鄰一棟4層磚混辦公樓,距基坑6. 8m。地下水深度為-10m。

　　2.深基坑支護方案的選擇

　　由于本工程基坑支護量較大,開挖土方量大,支護施工與土方開挖交替進行等因素,本工程支護施工采用分層分段進行,土方開挖提供出一段作業面,即可進行支護施工,每層支護施工均從上向下進行。

　　根據場地周邊情況,基坑南面放坡較小,東西車道二次開挖緊鄰施工道路,故均采用土釘支護,共計2789 m2采用復合土釘墻支護。放坡處理,坡度為1:0. 5。

　　3.支護的設計方案

　　3. 1.放坡坡面處理為:

　　(1)間隔1. 6米人工打入1米長螺紋16鋼筋,梅花形布置;(2)鋪設Φ4間距200鋼絲網片一層;(3)噴射C20砼60+10mm厚。

　　3. 2.支護面處理：

　　由于南部雜填土較厚,故統一取-3. 0m為土釘支護坡頂,以上土放坡處理,考慮為堆載。土釘支護頂部加一排9米土釘進行加固,第三排土釘間隔改為預應力錨,長度為13米,自由段為3米,錨桿張拉預應力為55KN。

　　東西車道邊坡按1: 0. 3放坡,坡道基坑邊坡采用2米長40鋼管土釘墻進行支護加固。

　　3. 3.對邊坡的管理要求:

　　(1)坡頂2m內嚴禁堆載和臨建;(2)搞好坡頂坡底排水,嚴禁地表水進入土體中;(3)做好變形觀測和支護結構內力觀測;(4)做好日常專人巡檢工作;(5)做好檢測分析:基坑支護期間,每開挖兩米深進行一次變形觀測,基坑降水運行期間,每周觀測一次;當穩定后觀測時間可適當延長直至回填完畢。

　　4.施工工藝

　　4. 1.土釘墻設計參數

　　⑴東、西、北三邊放坡坡面處理:

　　間隔1. 6米人工打入1米長直徑16mm鋼筋,梅花形布置;鋪設直徑4@ 200鋼筋網片一層;噴射砼60±10mm厚。

　　⑵南邊支護設計為上部3米按照放坡面進行處理。在-3. 0m處設一寬700mm的平臺,作為土釘支護坡頂。

　　下部設七層土釘,間距除第一層與第二層間距為650mm以外,其余均為1300mm,水平部距均為1300mm。第三層土釘間隔改為預應力土錨,長度13米,自由段3米,錨桿張拉預應力為55KN。土釘體直徑為150mm。第一層土釘主筋為2直徑18,長度為9米。第二層土釘主筋為2直徑18,長度為10米。第三層土釘主筋為2直徑20,長度為10米。錨桿主筋為1直徑32,長度為13米。第四層土釘主筋為2直徑20,長度為10米。第五層土釘主筋為2直徑9. 5米。第六層土釘主筋為2直徑20,長度為9米。第七層土釘主筋為2直徑18,長度為7米。每層土釘體處設直徑16加強筋一道,預應力錨桿處設一道槽鋼25c與錨桿采用螺絲連接(設墊板),土釘墻面設直徑8@ 200雙向網片噴射100±20mm厚砼。

　　(3)車道支護設計為七層土釘,采用直徑40mm鋼管,水平間距底排距坑底550mm以外,其余均為1400mm,豎向間距均為1500mm。土釘長度為2米,傾角為13度。

　　4. 2.土釘支護施工方案

　　(1)土方開挖及支護施工分層進行,上層土釘漿體及噴射混凝土面施工完5天以后方可開挖下層土方及進行下層土釘施工。

　　(2)基坑開挖和土釘墻施工應按設計要求自上而下分段分層進行,在機械開挖后,應輔以人工修整坡面,坡面平整度的允許偏差為±20mm,在坡面噴射混凝土支護前應清除坡面虛土。

　　(3)土釘施工工藝

　　測定孔位→成孔→安設土釘→注漿→安裝連接件、綁扎加強筋及鋼筋網片→噴射墻體混凝土→設置坡頂、坡面和坡角的排水系統

　　A、測定孔位:按圖紙要求用鋼尺確定孔位并做好標記,孔位誤差小于100mm。

　　B、成孔:成孔采用人工洛陽鏟成孔。嚴格控制成孔的位置和角度偏差。成孔傾斜角偏差不大于3度。錨釘主筋每隔2. 0m設置一個拉桿定位支架。成孔后將錨桿下入孔內,錨桿下入前應清除孔內虛土。在雜填土施工時必須注意成孔的質量。若洛陽鏟成孔困難采用錨桿機成孔現場備兩臺錨桿機。

　　4. 3.錨桿施工工藝

　　錨桿抗拔試驗,試驗合格后,方可進行全面張拉施工。

　　土方開挖后清理工作面→施工放線→錨孔編號管架平臺搭設→鉆機就位→成孔→下錨→注漿→安裝腰梁→固定錨墩、錨具噴射墻面混凝土→張拉→鎖定→封錨

　　(1)錨孔施工:

　　A、清理工作面,測量定位:主要靠機械修坡,人工配合,坡面檢查合格后按設計要求測量放線,孔位放線偏差不得大于20mm。鉆進過程用測角儀控制鉆孔方向。以滿足精度要求。

　　B、鉆機就位:人工洛陽鏟應人工定位,計算夾角所對應的洛陽鏟固定長度所對應的高度,確保成孔角度滿足設計需求。錨桿機用測角儀定向,鉆桿與水平夾角控制在設計要求: 15°,并確保鉆機安裝支架牢固穩定,在造孔過程中不易出現晃動。成孔前,應檢查鉆頭直徑,不得小于設計孔徑。

　　C、鉆孔順序:土釘與錨桿從上向下施工、組織好交叉與流水作業。

　　D、鉆孔深度:為了確保錨孔深度,鉆孔深度應大于設計深度0. 5M以上。

　　E、特殊情況處理:鉆孔應根據使用鉆機性能和錨固地層嚴格控制。防止鉆孔扭曲和變形,造成下錨困難或其他意外事故。如遇地層松散、塌孔、縮孔現象,立即停鉆。及時進行固壁灌漿處理(灌漿壓力0. 1~0. 2Mpa),待水泥漿初凝后,重新掃孔鉆進,以使鉆孔完整,若遇錨孔中有承壓水流出,待水壓、水量變小后方可下安錨筋與注漿。必要時,采用灌漿封堵二次鉆進等方法處理錨孔內部積水。

　　F、錨孔檢驗:錨孔成孔結束后,需經現場監理檢驗合格后方可進行下道工序。錨孔的允許偏差應符合設計及規范要求。

　　G、鉆孔記錄:鉆進過程中對每個孔的地層變化、鉆進狀態(鉆壓、鉆速)、地下水及其它特殊情況做好現場施工記錄。

　　(2)制作錨桿體

　　本工程采用1半徑32的鋼筋為錨桿體每隔2米焊定位支架一道。錨桿成孔前,先進行制作,鋼筋必須平直,定位準確。并進行編號標識,單獨存放。在安裝前應妥善保管,以免腐蝕和機械損傷。

　　(3)下錨

　　錨空經驗收合格后,將相應的錨桿體由人工抬至孔口安放,安放時要慢慢送入,避免錨桿體變形。

　　(4)注漿

　　采用一次常壓注漿(≤0. 3Mpa)孔底反漿方式注漿,直至錨孔孔口溢出漿液或排氣管停止排氣且有稀水泥漿壓出時,方可停止注漿。注漿結束等初凝后,進行孔口二次補漿,補漿至孔口。注漿作業過程中,應做好注漿記錄。施工每種水泥漿每50立方米或不足50立方米每班組留一組試塊,每組試塊6個。

　　(5)安裝腰梁,固定錨墩、錨具等

　　將25c槽鋼固定于錨桿標高,然后安裝錨具與錨墩、錨墊。

　　(6)張拉①錨索張拉應在錨固灌漿抗壓強度達到15Mpa時,方可進行。②所有張拉設備儀器必須在張拉前進行標定,以便獲得油壓千斤頂與千斤頂張拉力之間的關系曲線。從而指導張拉過程中張拉力的施加。③張拉原則正式張拉前,取20%的設計張拉荷載,對基預張拉1~2次,使其各部位接觸緊密。④預應力的張拉預應力筋正式張拉前,先張拉至設計荷載的105% ~110%,在按規定值進行張拉。錨桿體受力要均勻,發現異常情況應分析原因,并及時處理解決

　　a.錨桿托臺座的承壓面應平整,并與錨桿的軸線方向垂直;

　　b.錨具安裝應與錨墊板和千斤頂密貼對中。千斤頂軸線與錨孔及錨桿軸線在一條軸線上。不得旁壓或偏折錨頭,確保荷載均勻同軸。必要時用鋼墊片調整;

　　c.初始張拉,確保錨固體各部分接觸密貼;

　　d.完成張拉并保存張拉記錄。(7)封錨錨桿鎖定后,做好記號,觀察三天,沒有異常情況,即可用手提砂輪機切割余露錨頭,嚴禁電弧、氣割切割。留5~10cm外露錨桿防滑,最后用水泥砂漿注滿墊板及錨各部分空隙,防止銹蝕和兼顧美觀。

　　4. 4.噴射混凝土前,布設拉筋,并與土釘體主筋固定,第三層錨桿施工后用槽鋼固定,同時鋪設鋼筋網片,然后噴射混凝土。

　　4. 5.噴射混凝土作業應符合下列規定:

　　噴射作業分段進行,同一分段內噴射順序應自上而下,一次噴射厚度為自然放坡面30mm、支護面50mm。噴射分兩層進行,后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行,若終凝1h后再進行噴射,應先用風水清洗噴層表面。混凝土終凝3h后方可進行下一層土方開挖。

　　作業開始時,先送風,后開機,再給料,結束時,待料噴完后,再關風,向噴射機代料應連續均勻,機器正常運轉時,料斗應保持足夠的存料,噴射機的風壓滿足噴頭處的壓力在0. 1Mpa。噴射作業完畢或因故中斷噴射時,必須將噴射機和輸料管內的積料清除干凈。

　　噴射混凝土時,噴頭使用具備良好的工作性能的噴頭,噴頭與受噴面應保持垂直,距離為0. 6-1. 0m。

　　噴射混凝土終凝2h后,進行噴水養護,養護時間根據施工時的氣溫確定,養護時間不少于7天。氣溫低于+5℃時,不得進行噴水養護。

　　4. 6.放坡坡面的處理根據土方開挖進度,開挖一層土方,對其上的放坡面進行平整,及時打入鋼筋,并掛網噴射混凝土,對其表面進行硬化。開挖一層,施工一層。噴射混凝土前應確保其坡面上沒有撬棍等能撬動的松動塊料,確保坡面平整,噴射厚度為60±10mm,符合設計要求。

　　4. 7.施工所用原材料要求

　　(1)水泥選用安徽生產的“海螺”牌32. 5R水泥。

　　(2)砂的含泥量不得大于3% (重量比)。砂中云母、有機物、硫化物和硫酸鹽等有害物質的含量不得大于1% (重量比)。

　　(3)土釘及錨桿體材料選用首鋼、酒鋼、寶鋼、龍鋼、攀鋼中的一家。

　　(4)施工過程中嚴格按配合比要求進行配制,使土釘注漿純水泥漿漿體達到設計強度20Mpa;錨桿使用純水泥漿體達到設計強30Mpa。

　　5.施工監測

　　支護監測是支護設計中的重要組成部分。通過監測手段可隨時掌握基坑周邊環境的變化及支護土體的穩定狀態、安全程度和支護效果,為設計和施工提供信息。通過信息反饋體系,可及時修改支護參數,改善施工工藝,預防事故發生。

　　(1)布置變形監測點及沉降監測點;

　　(2)通過監測基坑邊壁的變形,繪制變形觀測曲線圖,分析變形速率和位移量,確定其對邊坡穩定、對地面建筑物和地下管線的影響程度。

　　(3)通過監測基坑的沉降,編制沉降成果分析資料,分析沉降過程趨勢和各測點的不均勻沉降量,確定其對樓房的影響程度。

　　6.應用效果

　　6. 1.縮短了工期,土方開挖與邊坡支護同步進行,基坑開挖到基底墊層澆筑完成只用了60天。

　　6. 2.解決了場地狹小給施工帶來的不利影響,并保證了相鄰建筑的安全,基坑四周建筑物和地下各種管線安全無恙。

　　6. 3.支護效果良好,基坑支護完成后,根據對基坑邊壁幾何尺寸進行的測定,邊壁完全符合地下室墻體外墻模的要求,另根據基坑邊壁位移的時程曲線分析,基坑邊壁位移收斂,最大位移量為6 mm。根據沉降觀測成果表分析,基坑沉降量較小,沉降均勻,未發現突變異常。

　　6.4.應用土釘墻支護技術,施工速度快,造價低,安全可靠,具有廣闊的發展前景。