第39卷第29期 山 西 建 筑 VoI.39 No.29 2 0 1 3年1 0月 SHANXI ARCHI IECTURE Oct.2013 ・61・ 文章编号:1009-6825(2013)29—0061—03 某工程深基坑支护方案设计 潘卫国 (山西师范大学城环学院,山西临汾041000) 摘要:结合工程实例,介绍了该工程基坑支护的设计思路,并对止水帷幕、管井施工及降水等基坑支护设计内容进行了阐述,总 结了基坑支护的具体施工方法,以确保基坑的稳定和施工的顺利进行。 关键词:深基坑,支护设计,支护方法,止水帷幕 中图分类号:TU463 文献标识码:A 0 引言 及电缆井、煤气检查井等。特别是北向和东向紧邻城市主要街 道,不仅行人车辆多,而且有多种地下管线干线,如上下水道、煤 一直以来,如何本着“安全、经济、可行”的原则对深基坑进行 支护设计,始终是该领域一直面临的一个话题。由于基坑工程的 气管道、电力及通讯电缆等;基坑边缘最近处离一期写字楼外墙 复杂性和综合性,特别是地下工程共有的不确定性使得基坑工程 边仅9 m;南向紧贴原一期工程车库;西向距离民房10 m。 具有较大的风险,一旦处理不当,轻则给安全生产带来隐患,重则 2基坑支护总体设计思路 会发生较为严重的施工事故,给建设方带来不利影响。本文试将 根据现场周边环境及水文地质情况,本次设计充分比较了土 某深基坑的设计提供出来,供工程技术人员借鉴。 钉锚索、钢筋混凝土灌注桩、地下连续墙等支护方法,经比较,认 1 工程概况 为该基坑主要采用土钉锚索加止水帷幕、管井降水的支护方法较 该工程地下车库为地下2层,总长度(东西向)约140 m,宽度 为经济、安全。局部(离一期工程写字楼较近的地方)可采用混凝 (南北向)约130 m,地下车库基底标高约在自然地坪下一10.85 m, 土灌注桩加止水帷幕的支护方法;离一期车库较近处可采用沿止 基坑深度较深。根据JGJ 120-99建筑基坑支护技术规程、JGJ 水帷幕直接挖至一5.0 m,再在原车库底部采用土钉支护的方法。 167-2009湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程规定,该基 3支护设计内容 坑侧壁安全等级为一级。 3.1 止水帷幕 地质勘察最大深度为60 m,根据现场钻探揭露情况及室内土 沿地下车库基坑四周布设两排水泥土搅拌桩作为止水帷幕。 工试验结果,在此给出与本次支护设计有关的4个工程地质单元 止水帷幕总平面尺寸长度约575每延米。 层:第①层杂填土:稍湿,松散,夹杂大量砖块、碎石等,厚度2.2 m一 6.20 m。第②层粉质粘土:干强度和韧性中等,厚度1.00 m~ 3.2管井施工及降水 8.10 m。第③层细砂:饱和,稍密,中部夹薄层粉质粘土,厚度 采用坑内管井降水,共需布井29口。降水采用潜水泵每井 一2.00 m~10.40 m。第④层粉质粘土:干强度和韧性中等,局部夹 台。 薄层粉土,厚度3.70 m~9.00 m。 3.3土钉锚索支护 该场地深度范围内浅层地下水属承压水类型,补给来源主要 采用土钉锚索支护,总延米约403 m,基坑深度一lO.85 m。 为大气降水,以蒸发及侧向汾河方向径流为主要排泄途径,富水 3.4混凝土灌注桩支护 性较差,受季节影响,水位变幅约0.50 m,终孔后统一量测的稳定 混凝土灌注桩支护仅用于离原写字楼较近无法施工土钉墙 水位埋深5.00 m一5.80 m。 的部分,混凝土灌注桩支护长度约67 m,约需布桩33根。混凝土 基坑周围环境复杂,四周不仅有道路,而且有多种地下管线 灌注桩桩顶一6.0 m处设一排钢管内撑。 [5] 黄润秋.20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J].岩 岩土工程问题[J].岩石力学与工程,2008,27(9):1781—1791. ● 石力学与工程学报,2007,26(3):433-454. [8]嵇少丞.雅安,为何如此不安[z]. [6]GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S]. [9] 嵇少丞.地震与中国大陆形影相随[M].北京:科学出版社, [7]谢和平,邓建辉,台佳佳,等.汶川大地震灾害与灾区重建的 2OO9. Analysis on geotechnical earthquake disasters causes of Ya’an earthquake regiOn liEN Yong-qiang。HU Wan—qiUz HE Chang-rong (1.Shenhua Shendong Coal Mine Branch Comporation,Shenmu 719300,C ina;2.Sichuan Ya’nn Power Co.,Ltd,Ya’an 625000,China;3.College ofHydraulic Engineering,Swhuan University,Chengdu 610065,China) Abstract:On the basis of introducing Longrnen mountain geology conditions and fracture structure,starting from the aspect of engineering,the paper summarizes ea ̄hquake styles and distirbution and its relationship with fracture structure,and puts forward geotechnical engineering prob- lems,with a view to provide some guidance for post—disaster reconstruction and relevant scientific work. Key words:fracture zone,building collapse,landslide,earthquake disaster 收稿日期:2013—08-05 作者简介:潘卫国(1971-),男,硕士,讲师,国家注册监理工程师 ・62・ ,. 第39卷第29期 2 0 1 3年1 0月 山 西 建 筑 和局部掉落虚土,应用掏勺清理干净。 土钉钢筋采用每孔1根4,2o,4,22或犯5螺纹筋,长度分别为 6 ,9 m,10 m,9 m,8 m,在土钉筋的外端头制作长度150 1Tim(同 土钉筋直径)的螺杆(长度6 m的土钉除外)。为了保证土钉筋在 3.5一期地下车库边的支护 凝土板式结构,故可将基坑沿止水帷幕下挖至一5.0 m,两基地之 差可做两排土钉墙(土钉长度5 m)进行支护。 由于该基坑离原地下车库边仅3.5 m,而原车库又为钢筋混 4.2.5 安装土钉筋、锚索及灌浆 4支护施工方法 4.1具体要求 1)基坑施工前,建设单位务必交清基坑周边环境条件,如电 缆沟、电管线、水管、水沟、通讯设施及其他有关资料,以免施工时 造成不必要的损失。 孔中位置准确,在主筋上每隔2 m焊接钢筋定位器,定位器为 .5, 8光圆钢筋。 锚索安装:锚索为2束74,5钢绞线,长度分别为12.5 m, 12 m,采用在钢丝束上安装购置的对中支架,间距2 m一道,缓慢 2)清除基坑施工范围的杂填层至一2.0 m,然后施工混凝土 放入孔内。灌浆采用ZBU一4.5型压力挤浆机、Yw一1300型搅拌机及摇筛 灌注桩、止水帷幕和降水井。降水后,再进行基坑挖土和土钉墙 施工。 3)在进行挖土和施工土钉前,必须提前10 d一15 d把坑内水 位降至坑底下一1.5 m,并保证基坑水位不再上升,这是土钉锚索 施工成功的关键。 4)基坑土方开挖要根据周边土钉锚索施工的每步高度,决定 挖土的深度。在混凝土灌注桩与坑内建筑物之问安装内撑前,也 应考虑挖土的深度和宽度,以便安全施工。 5)每步土钉锚索施工后,钉体强度达到设计强度的75%后方 可进行下一层土钉施工;锚索混凝土强度达设计要求后,才允许 张拉。 4.2土钉(锚索)施工方法 4.2.1 支护程序 管井降水一支护准备一土方分层开挖一土钉(锚索)分层布 设及钻孔一分层安设土钉筋(锚索)及注浆一分层安设型钢连系 梁或锚索张拉一基坑监测一竣工。 以上程序从管井降水到连系梁施工,共分五个施工段层,循 环进行,直至支护完毕。 4.2.2 喷射面层细石混凝土 基坑(支护)面层挖2.5 m厚杂填土层及施工完水泥土搅拌 桩(止水帷幕)后,人工修整边坡及桩顶平面,该边坡高度2.5 m, 平面宽度约3.5 m。边坡及桩顶平面处喷射C20细石混凝土,厚 度80 mm,内配双向间距60 mm的钢丝网片,喷射方法是先喷底 层一道厚度40 mm,待挂完钢丝网片后,再喷射面层细石混凝土 4O mm厚。 4.2.3土钉(锚索)支护 本基坑共布设土钉5排、锚索2排,其水平间距1.5 m,垂直 排距1.4 m(最上一排一2.0 m)。上、下排土钉或锚索均按梅花形 布设。 土钉锚索孔径均为120 mm,第一排钉长为6 m;第二排钉长 9 m;第三排锚索长12.5 m;第四排钉长为10 m;第五排锚索长 12 m;第六排钉长9 m;第七排钉长8 m。土钉内配钢筋:第一排 为1 O钢筋;第二排、第七排为1 ̄b22钢筋;第四排、第六排为 1 25钢筋;第三排、第五排为预应力锚索,内配2束74,5。土钉筋 采用HRB335(中)钢筋;锚索采用低松弛钢绞线,极限拉力 1 860 MPa。 4.2.4 土钉锚索定位及钻孔 土钉采用梅花形布设。每排土钉位置确定后先用4,16钢钎 打眼,深200 mm,灌白灰粉后夯实。 钻孔采用MGJ-50型锚杆工程钻机及配套设备、人工洛阳铲 等配合完成。每个土钉孑L的倾斜角(俯角)为15。,并根据倾斜度 在钻机上调好角度。成孔后要进行清孔检查,对孔中出现的塌孔 机。灌浆材料为普通硅酸盐P.042.5水泥浆液,强度等级为 M30,水泥浆的水灰比为0.45~0.55。采用压力二次注浆法,灌注 压力0.4 MPa~1.5 MPa(二次注浆压力2 MPa~2.5 MPa)。第一 次注浆,注浆导管先随钢筋一起插入孔底,注浆管距孔底0.2 m~ 0.5 m,导管出浆口应始终处于浆体表面以下,保证孔中气体全部 溢出,直至注满孔,边注边拔管。第二次注浆,注浆导管采用 5 铝塑花管,固定在土钉钢筋上,并随土钉钢筋一起插入孔底,距离 孔底0.5 m。 4.2.6 安装型钢连系梁及锚索张拉 型钢连系梁采用[20a槽钢,现场制作安装,每层土钉施工完 毕后,按每根土钉的具体位置,再在槽钢上打眼,焊接局部承压 板,用螺栓固定。 锚索的张拉及控制:锚索采用2束74,5低松弛钢绞线,水平 和竖向间距混凝土土钉,两排锚索钻孔直径均为120 mm,其中第 一排锚索长度为12.5 m,自由段长度6.5 m;第二排锚索长度为 12 m,自由段长度6 m,锚索施加预应力均为203 kN,极限抗拔力 255 kN。 预应力张拉:锚固体强度达75%的设计强度或大于15 MPa 时可进行预应力张拉。预应力张拉前,应对张拉设备进行设定。 为防止相邻锚杆张拉相互影响,可隔一拉一。正式张拉前,应取 设计拉力的10%一20%,对锚索预张1次~2次,使各部位接触紧 密,杆体与土层紧密贴合。正式张拉应分级加载,每级加载后恒 载3 rain,记录张拉值,张拉到设计荷载203 kN(不超过锚索强度 75%),恒载10 arin,无变化时进行锁定。 4.3土方开挖 土方开挖应分层进行,即分层挖土,分层支护,每层挖土深度 为该层土钉标高下50 cm,分别为第一层自然地坪下一3.7 m;第 二层自然地坪下一5.2 m;第三层自然地坪下一6.7 m;第四层自 然地坪下一8.2 m;第五层自然地坪下一9.7 m,第六层自然地坪 下一11.0 m。如因挖土影响工期可采用中心岛开挖方法,即先挖 中间土方,在基坑支护的坑边每边留存宽度不少于8 m的土方, 待每层支护完毕后,再进行挖除。机械挖土时不能碰撞坑边的止 水帷幕,留下约20(3m厚的土方用人工清理。 5支护监测 5.1 监测内容 1)基坑顶端(土钉墙上的型钢联系梁)的水平位移;2)基坑侧 边及周围建筑物的沉降;3)地下水位;土钉拉力。 5.2监测布点及监测次数 水平位移和周边沉降观测沿坑边每20 m布点一个。 特别应注意基坑的中部位置布点不能太少,水平位移布点设 于土钉墙的型钢连系梁上;沉降观测布点设于基坑外2 m范围内, 第39卷第29期 Vo1.39 No.29 2 0 1 3年1 0月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE Oct. 2013 ・63・ 文章编号:1009-6825(2013)29—0063—03 拉森捷式钢板桩基坑支护施工技术 成晓峰 (山两省第三建筑工程公司,山西长治046011) 摘要:以长治市乐苑三区工程的基坑支护为例,介绍了拉森钢板桩的工艺原理、流程、操作要点和质量控制措施,并对钢板桩在 实际应用中的效果进行了评价,结果表明:采用该施工方法减少了浪费,节约了投资,值得推广。 关键词:钢板桩,基坑,支护,技术要点 中图分类号:TU463 文献标识码:A 随着国内基础建设范围持续拓展,特别是高层建筑的有效建 和构造物的围堰;大型管道设备铺设;软弱地基及地下水位高的 设,更加推动了社会的进步。在建筑领域内深基坑施工频频皆 作业场地;深基坑支护的地下挡土墙等支护工程。 是,然而针对地下水位高、周围环境复杂、保证工人安全施工、工 2特点 程造价合理等将是我们面临的最大难题,因此采取合理的基坑支 1)拉森钢板桩强度高,耐久性好,桩间结合紧密,不易漏水。 护措施将成为建筑工程施工阶段的重中之重。钢板桩作为一种 2)施工简便、缩短工期,钢板桩施工的原材可以重复利用,有利于 新工艺,利用自身稳定性好、施工快、防水、可回收使用的优点,打 降低工程造价。3)因场地狭小,采用钢板桩可以减少基坑的土方 入深基坑支护措施的市场,被建筑业广泛的推广使用。长治市乐 开挖量,从而节约施工空间。4)施工具有显著的环保效果,大量 苑三区3号底商住宅楼及地下车库工程,位于长治市延安南路 减少了取土量和混凝土的使用量,有效地保护了土地资源。5)基 78号,基坑长度66.2 m,宽为40 m,开挖深度为10.41 m,选用 坑周边使用钢板桩支护可以保证工程基坑作业的安全性,而且安 “u”形、9 m的拉森钢板桩使用量为472 t,锚索为3 580 m,围檩为 全时效性较强。 50 t的工字钢,钢板为5.1 t,工字钢和钢板均为Q235钢,为了克 3工艺原理 服施工周围环境复杂的难题,起到良好的防水效果,缩短施工周 拉森钢板桩的入土振动打、拔桩法均利用高频液压振动锤对 期,减少人力、物力和财力,降低工程造价,车库工程采用拉森钢 钢板桩施工振动力,扰动土体,使土体液化,破坏其与钢板桩桩件 板桩做深基坑支护,避免传统的放坡法和土钉支护开挖不能满足 的摩擦阻力以及吸附力,来施加压力和拉力使钢板桩插入或拔 施工现场的要求,取得了较好的经济效益和社会效益。 出。U形钢板桩的接头通过锁扣相互连接,起到定位、连接、止水 1 适用范围 等多重功能。在钢板桩的端头焊接围檩,再用直径32的钢筋锚 拉森钢板桩作为一种新型的建筑材料,可适用于地下建造物 人土体中,以保证钢板桩支护的刚度(见图1~图3)。 并做专用沉降观测点。观测点用红油漆标明位置和点号。 尤其是建设方的高度重视;为了确保基坑支护安全,必须在施工 观测次数为:挖土前一天观测初始值,从施工第一、二步土钉 过程中实施信息化施工,将所收集到的信息反馈给设计方以便对 每天早7点一次,下午6点一次,施工第三至六步土钉每天三次, 支护设计方案加以补充完善,及时了解和掌握整个场地动态变 早上7点一次,中午1点半一次,晚上7点一次。 化,发现异常,尽快作出反应,研究相应对策,解决出现问题,确保 控制观测变形值为:水平位移不大于坑深的0.002 5h,即不 施工顺利进行以及基坑的稳定。 大于28.75 min,沉降值不大于h/300即33.3 mm。 参考文献: 报警值:绘制位移与时间的观测曲线,如曲线出现陡降段或 [1] 尹传忠.金都商业中心深基坑支护设计与施工[J].山西建 变形值骤然加大,应加强观测,分析原因,必要时采取措施。报警 筑,2011,37(22):28-69. 值为从土钉的第三步开始白天每次观测不超过1 mm。 [2] 彭振斌.深基坑开挖与支护工程设计计算与施工[M].北 6结论与建议 京:中国地质大学出版社,1996:1.10. 1)结论:经过详细的分析与比较,本基坑采用土钉锚索的设 [3] 吴泳川,陈琦.深基坑工程中现场监测的回顾与展望[J]. 计方案。目前已完成部分地下工程,除主动进行卸载的一部分基 天津城市建设学院学报,2001,7(2):2-3. 坑外,其余均处在正常的使用状态。 ’ [4] 方江华,陈远兵.深基坑支护技术综述[J].西部探矿工程, 2)建议:基坑支护工程是一项风险高的施工工程,必须引起 2003(1):36—37 The deep foundation pit supporting scheme design of a engineering PAN Wei-guo (City and Environment College,Shanxi Normal Univemiq,Linfen 041000,China) Abstract:Combining with an engineering example,this paper introduced the design idea of engineering foundation pit suppotring,and elaborated the design contents of waterproof curtain,tube well consturction,precipitation and other foundation pit supporting,summarized the speciifc con. struetion method of ̄undation pit supporting,in order to ensure the stability and smooth construction of foundation pit. Key words:deep ̄undation pit,supporting design,supporting method,waterproof curtain 收稿日期:2013-08—06 作者简介:成晓峰(1977一),男,工程师