某基坑工程桩锚支护设计.pdf

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某基坑工程桩锚支护设计城市建筑l施工技术IURBANISMANDARCHITECTUREICONSTRUCTIONTECHNOLOGYTheApplicationofComposi倍SoilNailingWallandPile—．anchorinaDeepExcavation一：Fib霞●WangXiaoxia[}商要】根据某基坑工程的地质条件、开挖深度及周边环境情况，本基坑工程采用钻孔桩+锚索，并对坡顶1．o～2．0m高度范围内进行放坡处理进行支护，文中给出了典型剖面的设计图，并对设计进行了验算，验算结果满足规范要求。对类似基坑工程的设计、施工具有借鉴意义。【关键词】钻孔桩+锚索放坡基坑支护【Abstract】Accordingtothegeotechnicalconditions，SUITOR-ndingsaroundexcavationsanddepthofafoundationpitproject，thispaperchosetheBoredpilesandAnchor，1．0～20mheighttothetopofthehillusethegradingprocessingsupport，Thispaperintroducedthetypicalprofiledesign，anddesignchecking，checkingresultsmeetthespecificationmqui-rements．IthasreferenceforthedesignandconstructionofsimilarexcavatiOn．IKeywords]boredpilesandanchor,grading，retainingandprotectionforexcavation一、工程概况拟建建筑物为5栋30层高层建筑物、l～3层低多层建筑多栋，局部为广场、通廊场地，地下室二、工程地质条件2层。1．地层岩性场地原始地貌属剥蚀残丘及其边缘地貌单元，场地地势大部分较为平坦，现状为闲置地、旧房场地等，局部起伏较大，拟建场地北面、东面、东南面均紧邻现有镇区道路，西南面、西北面为空地。与现有城镇道路连接，交通方便。根据建筑结构专业图纸，本工程地下室底板板顶标高为一6．0m，考虑到地下室底板厚度0．4m、底板垫层厚度0．1m后，本基坑坑底标高为一6．5m。结合场地周边地形，基坑西侧、北侧、南侧开挖深度约为11．5m，东侧开挖深度约为14．5in(基坑平面布置图见图1)。图1基坑平面布置图表l岩土体力学性质指标取值在钻探深度范围内所揭露的土层主要有杂填土、素填土、淤泥质土、中砂、含砂粉质粘土、粉质黏土、砂质粘性土、花岗岩(全风化、强风化、中风化)。2．场地地下水勘察时测得混合静止水位埋深在0．20～3．90m之间，标高在3．20～6．00m之间，初见水位较静止水位大致高约0．1～1．0m。水位受地形地貌、地表水、大气降水、自然蒸发及季节性等因素而变化。(岩土体力学性质指标取值见表1)参数粘聚力内摩擦角土钉锚固体与土体极限摩阻力标准岩土体与锚固体牯结强度特征值状态土层CfKh，中(度)值q。“(kPa)，m．(kPa))1杂填土O121612素填土lO10162耕土151230183l淤泥质土84181232中砂02230353—3含砂粉质粘土181345184粉质粘土251368235残积土28177l2561全风化301973386—2强风化4025901006—3中风化380三、支护设计的方案1．设计原则(1)基坑的工程地质条件、地下水条件、岩土工程特征及周围环境(道路、管线、建筑物)是基坑设计需要详细了解和分析的首要内容。(2)设计方案必须确保支护结构的安全，保证基坑周围道路及已施工和使用的地下管线、市政道路的安全。(3)支护方案在安全的前提下，经济、合理，满足国家建设工程的有关法规和规范要求。(4)支护结构能保证基坑开挖及地下结构的顺利施工。(5)设计必须考虑施工期间度过雨季和台风季节。其对基坑稳定性的不利影响。(6)设计方案在现有的施工场地的施工必须具有可行性。2．支护设计方案基坑支护设计要在确保支护结构的稳定、保证基坑周围道路、建筑物安全的前提下，做到经济、合理，满足国家建设工程的有关法规和规范要求，施工可行、方便，尽量缩短工期，满足土方开挖及地下室施工的技术要求。设计从地下室外墙边线外扩i．5m作为基坑开挖坡底线，基坑支护采用钻孔桩+锚索方案，并对坡顶1．O～2．0m高度范围内进行放坡处理。对存在砂层的支护段，需在钻孔桩后侧设置一排搅拌桩止水帷幕截断基坑内外侧地下水。基坑南侧为重点加强对周边建筑物的保护，严格控制基坑变形，支护采用桩锚支护，典型支护剖面如图2。剖面开挖深度为11．5m，采用二排锚索支护，以便更好地控制基85坑侧壁位移。锚索从上到下依次采用4×7中5、4×7中5钢绞线锚索。锚索长度为24m、24m，抗拔力设计值为400KN、400KN，冠梁规格为1200×800mm。枷挂撞2m图2桩锚支护剖面四、支护结构验算 基坑支护结构验算按照《建筑基坑支护技术规程》的相关要求进行。北侧放坡段基坑坑顶计算超载按满布取15kPa，南侧靠近建筑物的支护剖面境顶计算超载按条形分布取45kPa。基坑内侧地下水位取值为低于基坑底0．5m，基坑外侧地下水位取值为一1．2m。整体稳定性最小安全系数为2．07，满足规范要求。桩锚支护区段验算项目主要为支护桩内力、嵌固深度验算、抗倾覆验算及整体稳定验算等。根据冠梁、腰梁及灌注桩内力计算，其配筋均满足要求。五、施工技术要求1．钻孔桩(1)钻孔桩桩径1．0in，桩间距1．6～1．8Ill，桩项超灌0．3m，桩项凿毛后设置l，Om×0．8m冠梁；(2)钻孔桩桩身砼采用C25砼，冠梁砼采用C25砼：(3)钻孔桩桩位偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于0．5％，施工时注意清理孔底，确保桩深满足设计要求。(4)冠梁施工时可分段浇筑，但不留施工缝。(5)钻孔桩施工时，可视文际情况需要进行隔桩施工，以避免塌孔等不利情形。2．预应力锚索(1)预应力锚索采用3×7中5、4×7中5两种，材料均为l860MPa高强钢绞线，水平间距1．6～1．8m(一桩一锚)；(2)孔位允许偏差为水平方向lOOmm，垂直方向50mnl，预应力锚索钻孔倾斜度偏差不大于3％，成孔直径不小于150mm，孔深应超过设计长度0．5m，终孔后应认真清孔。在松散填土、砂层中为防止塌孔，在锚索钻孔时需跟套管施工；(3)预应力锚索下料时应注意预留张拉段长度(1．0～1．5m)，安装前应认真清除锚索表面的油污和铁锈；(4)注浆水泥采用P．0．42．5R复合硅酸盐水泥拌制，水灰比为0．45～0．55；(5)锚固体应进行现场同条件养护，经检验锚固体强度达到设计强度70％后方可进行张拉锁定，锚固体设计强度25tdl，a；(6)预应力锚索宜先进行现场试验确认其极限抗拔力；(7)预应力锚索的外露张拉段始终保留，不可截断。当预应力锚索出现明显的预应力损失或基坑位移过大时，进行二次张拉：(8)预应力锚索采用二次注浆，一次注浆为常压注浆，二次注浆压力不小于2．5M?a。锚索自由段末端应设置止浆塞，以确保自由段的自由以及锚固段的二次注浆效果。3．水泥搅拌桩(1)水泥搅拌桩设计桩径0．55m，桩距0．4m，桩底穿透砂层2．0m：(2)水泥搅拌桩采用四喷四搅工艺；(3)水泥采用P．0．42．5R普通硅酸盐水泥，喷浆材料为水灰比0．50～O．6的纯水泥浆，每米水泥用量不小于60kg；(4)桩位偏差不大干30inm，桩径偏差不大于4％，垂直度偏差不大于1％；(5)施工中用流量泵控制输浆速度，并保持常量，下沉度由电流监控表控制，最后一搅提升速度应不大于每分钟0．50m；(6)旋工中因故停浆，宜将搅拌机下沉到停浆点以下0．50m，待恢复供浆时再喷浆提升；(7)搅拌桩应连续施工，相邻桩旋工间隔时间不宜超过2h。桩排搭接时间不应大于24h，若超过规定时间，应对最后一根需要搭接的桩先进行空钻留出榫头以待下一批桩搭接，若无法搭接，需进行补桩等；(8)水泥搅拌桩施工完成不少于7天后，方可进行基坑土方开挖；(9)搅拌桩桩顶设置0．2m厚C20砼板，增加搅拌桩的整体性能。4．挂网短钉(1)本设计在放坡面上采用挂网喷射混凝土作为护面结构：(2)挂网钢筋采用中20钢筋，按2．0×2．0111间距设置，单根长度1．0in。5．钢花管土钉(1)钢花管土钉孔位和孔深允许偏差均为50ffal，采用打入式成孔(初成孔时若穿透搅拌桩存在困难，可先引孔后打入)。(2)钢花管土钉注浆材料为P，0．42．5普硅水泥净浆，水灰比0．45～O．55，水泥浆应随拌随用保持新鲜；(3)钢花管注浆必须密实饱满，注浆管应插至距孔底300mm处，注浆压力不小于1．0Mpa。6．挂网喷射混凝土(1)在基坑顶部放坡面、放坡平台以及搅拌桩开挖面喷射80mrn厚混凝土面层；(2)喷射混凝土强度等级C20，水泥、砂、石子配合比例为1：2：2．5或根据配合比试验进行；(3)喷锚墙面层钢筋网按中6@200×200布置，土钉端头设水平向2中16加强筋。7．排水系统(1)在基坑坡顶和坡底设置排水沟，排水沟净空0．4×0．4m，坡顶排水沟两侧0．5m范围内用0．1m厚细石砼护面，排水沟具体流水方向需根据市政污水管位置及场地高低设置排水流向；(2)在坑底拐角处设集水井，集水井净空0．8×0．8×1．Om。坑内汇水通过集水井抽排至坑顶排水沟后经三级沉淀(净空0．8×0．8×1．Om)池排入市政排水系统。六、周边环境监测基坑的设计和施工是一个信息化的过程，而基坑相关的监测是信息化的基础。此项工程应由有丰富经验的专业人员承担，并据设计和有关的规范要求制定详细的监测方案，协同设计、施工人员对监测结果进行有效的评价和反馈，进一步指导下一步的施工。1．按基坑支护规范规定应进行基坑、周围道路的沉降位移监测。2．在基坑支护桩顶间隔约30m设置位移沉降观测点，在场地外围道路间隔约40m设置沉降观测86点，在临近建筑上设置变形观测点，在基坑外侧间隔约50In设置水位观测点，在基坑外侧间隔约30m设置地下管线沉降观测点(重点监控给、排水及电力管线等)。各观测点的具体位置详见基坑监测点平面布置图。另外还需结合其它目测、巡查等多种形式对基坑变形进行全面了解利监控。3．观测精度要求不低于三等精度。4．基准点应在基坑开挖前观测三次并取平均值作为初值，沉降和位移观测从基坑开挖开始，开挖过程中每3d测量一次，挖至坑底十天后每7天测量一次，如位移趋于稳定则10d测量一次或更长，基坑回填至±0．00时一般可停止观测。5．基坑坑顶水平位移控制值为0．4％H(H为基坑深度，下同)且不大于50mm。基坑周边地面沉降控制值为0．3％H且不大于40him。周边房屋及地下管线变形应满足相关要求并不影响正常使用。6．预警值取上述控制值的80％。此外，当变形不断加大，或变形速率超过3mm／天时，也要及时进行预警。7．以上监测内容应由专业第三方监测单位进行，并需将相关监测结果及时反馈至业主及设计单位。七、结语综合考虑本工程岩土条件、周边环境及基坑开挖深度，本基坑工程采用采用钻孔桩+锚索方案，并对坡项1．0～2．0m高度范围内进行放坡处理。基坑安全等级为二级，根据验算支护设计满足规范要求。根据《建筑基坑监测技术规范》的相关要求对基坑进行监测。本基坑支护设计和施工应注意以下几点内容。1．本基坑支护设计和施工的重点为保护周边建筑物及管线的安全，靠近建筑物区段锚索施工时应控制水土流失，锚索可间隔成孔，采用套管跟进成孔，锚索施工前应明确建筑物独立基础具体位置，避免锚索施工破坏建筑物基础。2．为了控制基坑支护结构及坑外地面变形，锚索施工应严格按照设计要求进行张拉锁定，并对锚索应力、周边地下水位、支护结构深层水平位移及建筑物差异沉降进行监测。还应注意监测周边污水管是否会发生漏水现象，避免污水管渗水对坡体造成不利影响。3．当出现下列情况时应立即停工并通知建设单位和设计单位：基坑边缘位移较大或位移速率突然加大；基坑项部地表面出现连续裂缝或较宽的非连续裂缝；周围建筑或道路出现裂缝或较大的不均匀沉降；基坑边坡出现局部坍塌或其它异常现象；支护结构水平位移或沉降值较大或移动速率突然加大；在土方开挖、支护桩施工过程中，注意避让地下管线。参考文献[1]JGJ99--2012，建筑基坑支护技术规程[S]．北京：中国建筑工业出版社，2012．[2]GB50497—2009，建筑基坑工程监测技术规范IS]．北京：中国建筑工业出版社，2009．(作者单位：东莞市建青岩土检测有限公司，东莞523112)