復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑開挖支護(hù)技術(shù)(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上復(fù)雜地質(zhì)條件下深基坑開挖支護(hù)技術(shù)張 勇 刁馨婷摘 要 人文路跨賈魯河大橋?yàn)殡p索面無背索獨(dú)塔斜拉橋，主塔承臺(tái)深基坑位于賈魯河河床內(nèi)，地下水位埋深淺，基坑開挖平面尺寸大，深度大，且承臺(tái)頂部塔身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，基坑無法采用常規(guī)支護(hù)方法，本文主要介紹采用拉錨支護(hù)技術(shù)在深基坑支護(hù)施工中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞 深基坑 開挖 支護(hù) 鋼板樁 錨索1 引 言深基坑工程中的支護(hù)結(jié)構(gòu)一般有兩種：圍護(hù)墻結(jié)合內(nèi)支撐系統(tǒng)的被動(dòng)支護(hù)形式和圍護(hù)墻結(jié)合拉錨結(jié)構(gòu)的主動(dòng)支護(hù)形式。內(nèi)支撐系統(tǒng)由水平支撐和豎向支承兩部分組成，已被廣泛應(yīng)用，特別對(duì)于軟土地區(qū)基坑面積大、開挖深度深的情況，其優(yōu)點(diǎn)為：無需占用基坑外側(cè)地下空間資源、

2、可提高整個(gè)維護(hù)體系的整體剛度，可有效控制基坑變形。拉錨支護(hù)作為一種主動(dòng)支護(hù)方式，是將受拉桿件的錨固段固定在穩(wěn)定土層中，利用地層本身的錨固力以維持構(gòu)筑物的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的加固土體，有效地控制其變形，防止坍塌的發(fā)生。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)95%以上的深基坑支護(hù)工程使用鉆孔灌注樁、地下鋼筋混凝土連續(xù)墻、鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)、鋼管支撐結(jié)構(gòu)等傳統(tǒng)技術(shù)，這些傳統(tǒng)技術(shù)造價(jià)高、施工空間狹小、施工工期長(zhǎng)、高耗能、環(huán)境污染嚴(yán)重；而只有不到5%的深基坑支護(hù)工程使用SMW工法、加勁樁、拉錨支護(hù)結(jié)構(gòu)等新技術(shù)，這些技術(shù)具有造價(jià)低、施工空間大、施工工期短、綠色環(huán)保節(jié)能、資源重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。本文主要介紹拉錨支護(hù)技術(shù)在深基坑支護(hù)施工中的應(yīng)

3、用，為后續(xù)工程提供借鑒。2 工程概況人文路跨賈魯河大橋位于中牟縣人文路與賈魯河相交處，橋梁全長(zhǎng)526.0m，全寬55m，其中主橋?yàn)殡p索面無背索獨(dú)塔斜拉橋，塔身承臺(tái)（7#軸）位于賈魯河中，基坑開挖前需進(jìn)行“筑島”施工形成承臺(tái)施工平臺(tái)，基坑與河道位置關(guān)系如圖1。7#承臺(tái)基坑開挖深度為12.66m，屬于深基坑開挖。根據(jù)建筑基坑技術(shù)規(guī)程（JGJ 120-2012）的規(guī)定和結(jié)合周圍環(huán)境的特點(diǎn)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為一級(jí)。開挖參數(shù)見表1。根據(jù)中牟綠博園區(qū)人文路跨賈魯河大橋橋梁工程地質(zhì)勘察報(bào)告中查表得基坑范圍內(nèi)各土層的物理力學(xué)性質(zhì)，見表2。 圖1 7#承臺(tái)基坑與河道平面布置圖表1 基坑開挖參數(shù)承臺(tái)編號(hào)基坑

4、頂標(biāo)高m基坑底標(biāo)高m基坑深度m基坑寬度m基坑長(zhǎng)度m支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)7#80.5m67.8412.664753一級(jí)表2 各土層的物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表土層編號(hào)11土壤類型新近沉積粉砂新近沉積粉土第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)黏土第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)土第四系全新統(tǒng)粉砂土層厚度(m)3.150.642.321下端深度(m)3.153.757.7510.0531.05天然容重（g/cm3）1.921.912.031.9飽和容重（g/cm3）1.921.912.031.9土的壓縮模量109.16.4413.0825與錨固體摩擦阻3050505560粘聚力（kPa）水上）2718.038.13內(nèi)摩擦角（°）（水上）2

5、820.59.113.134粘聚力（kPa）（水下）kPa1.65.614.46.52.4內(nèi)摩擦角（°）（水下）22.416.47.310.527.23 技術(shù)方案比選承臺(tái)基坑施工條件受外部環(huán)境制約多，承臺(tái)基坑開挖難度大，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）底部開挖平面尺寸大，長(zhǎng)47m，寬53m；（2）基坑深度大，達(dá)到12.6m，且常規(guī)拉森鋼板樁長(zhǎng)度在9m15m之間，難以滿足長(zhǎng)度要求；（3）承臺(tái)頂部塔身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，基坑內(nèi)部空間無法利用。受以上問題限制，采用常規(guī)的、單一的深基坑支護(hù)方法難以滿足施工要求，經(jīng)研究分析，前期擬定三種方案進(jìn)行比選，詳見表3。表3 支護(hù)方式比選表支護(hù)方式優(yōu)缺點(diǎn)比較工期對(duì)比經(jīng)濟(jì)

6、對(duì)比混凝土排樁+帷幕+錨索1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度可控，結(jié)構(gòu)安全；2）工期長(zhǎng)；3）造價(jià)高。98天1453.6萬開挖放坡+鋼板樁+鋼管內(nèi)支撐1）選用15m鋼板樁，先開挖放坡可解決鋼板樁長(zhǎng)度要求；2）需在基坑中設(shè)置內(nèi)支撐支承樁，對(duì)基坑內(nèi)建筑物施工影響大；3）工期較長(zhǎng)；4）造價(jià)較高。90天1328.1萬開挖放坡+鋼板樁+錨索1）選用15m鋼板樁，先開挖放坡可解決鋼板樁長(zhǎng)度要求；2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，不受基坑內(nèi)建筑物影響；3）工期短，可控；4）造價(jià)低。72天1149.3萬由于承臺(tái)基坑平面尺寸過大，承臺(tái)頂部塔身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若選用內(nèi)部支撐，則支撐構(gòu)件與承臺(tái)頂部建筑物沖突，經(jīng)分析論證后，工程選用開挖放坡+鋼板樁+錨索的

7、支護(hù)方法，優(yōu)化施工順序，實(shí)現(xiàn)邊開挖、邊支護(hù)，提高施工進(jìn)度，降低施工成本。4 施工重難點(diǎn)（1）場(chǎng)地范圍內(nèi)存在地質(zhì)硬層，鋼板樁難以打到設(shè)計(jì)深度且耗時(shí)較長(zhǎng)。（2）場(chǎng)地范圍內(nèi)為砂性土，錨索成孔難，易坍塌，且局部錨索長(zhǎng)度方向存在障礙物，錨索長(zhǎng)度無法保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度。（3）深基坑位于河道中，場(chǎng)地范圍內(nèi)地下水受河水影響，地下水位高、水量大、地下水補(bǔ)充迅速，降水難度非常高。5 深基坑施工方案及施工技術(shù)要點(diǎn)5.1 基坑支護(hù)方案根據(jù)承臺(tái)及張拉格室尺寸，基坑下部大小為47m×53m，采用鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，頂部開挖放坡，放坡級(jí)數(shù)為1級(jí)，坡比為1:1，基坑頂部平臺(tái)尺寸為79.4m×73.4m。鋼板樁開挖深

8、度7.5m，嵌入深度為7.5m，設(shè)置兩層錨索。支撐結(jié)構(gòu)采用錨索，垂直方向自基坑頂部向下7m、9.5m各設(shè)置一層，錨索孔距1.6m，角度15°，圍檁采用雙I28a工字鋼。5.2 施工技術(shù)要點(diǎn)5.2.1 基坑降水基坑采用管井與鋼板樁形成防水帷幕，管井布置在基坑外側(cè)，降低水頭，疏干基坑內(nèi)地下水。所有管井降水時(shí)間從基坑開挖前7天開始降水，過程中根據(jù)地下水位變化適時(shí)調(diào)整，保證基坑干槽施工，至回填至地下水位以上時(shí)停止降水。5.2.2 鋼板樁施工鋼板樁選用拉森型鋼板樁，長(zhǎng)15m，鋼板樁開挖深度7.5m，嵌入深度為7.5m，采用90型振動(dòng)打樁機(jī)與長(zhǎng)螺桿鉆孔機(jī)進(jìn)行施工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，采用單獨(dú)打入法

9、，即從一角開始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結(jié)束中途不停頓。 此法樁機(jī)行走路線短，施工簡(jiǎn)便，打設(shè)速度快。在鋼板樁打設(shè)過程中，發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地范圍內(nèi)存在地質(zhì)硬層，單純采用振動(dòng)錘難以打入，經(jīng)研究分析后，調(diào)整鋼板樁打設(shè)工藝，采用先引孔，再插打的方法，效果良好，大大加快了鋼板樁施工進(jìn)度。由于采用引孔技術(shù)通常會(huì)破壞土體穩(wěn)定性，可能會(huì)將導(dǎo)致引孔后鋼板樁在承受土壓力及超載時(shí)會(huì)發(fā)生較大的偏移，但此方法經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，鋼板樁偏移與理論計(jì)算相差不大，引孔對(duì)鋼板樁偏位影響較小。5.2.3 錨索施工每層開挖后，進(jìn)行錨索施工，錨索施工結(jié)束后，方可進(jìn)行下一層開挖。錨索施工采用套管跟進(jìn)鉆孔施工。嚴(yán)格按照測(cè)量放線標(biāo)示的孔位、角度進(jìn)行鉆孔，

10、鉆孔傾斜度允許偏差為3%，孔深應(yīng)超過錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度0.5m。鉆孔中遇滲水量較大的地段鋼套管無法跟進(jìn)時(shí)，對(duì)錨孔進(jìn)行固壁灌漿處理，吸漿量大時(shí)根據(jù)實(shí)際情況可采用間歇、限流、待凝等綜合措施，待凝后再掃孔至設(shè)計(jì)孔深。錨索施工時(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度無法保證的，選用擴(kuò)大錨保證錨固力，減小錨索長(zhǎng)度。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)布置見圖2。圖2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)布置圖5.2.4 土方開挖 基坑開挖前7天開始降水,并于基坑四周設(shè)置四口觀察井，根據(jù)地下水位適時(shí)調(diào)整，降水保證干槽施工即可。基坑開挖必須在錨索灌漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行。土方開挖按照縱向分段、豎向分層、層與層之間放坡設(shè)臺(tái)階的方式進(jìn)行，上下、前后形成一個(gè)連續(xù)的開挖作業(yè)面。5.2.5 基坑變形監(jiān)測(cè)深基坑工程監(jiān)測(cè)是深基坑工程施工過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)信息化施工能夠?qū)⒏鞣矫嫘畔⒓皶r(shí)反饋給基坑開挖組織者，根據(jù)預(yù)測(cè)判定施工對(duì)周圍環(huán)境造成影響的程度。對(duì)基坑支護(hù)體系變形及穩(wěn)定狀態(tài)加以評(píng)價(jià)，并預(yù)測(cè)進(jìn)一步挖土施工后將導(dǎo)致的變形及穩(wěn)定狀態(tài)的發(fā)展，制定進(jìn)一步施工策略。深基坑工程主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測(cè)。根據(jù)施工工序，鋼板樁+錨索施工工況分5個(gè)，分別為：第一次開挖至7.5m、第一道錨索、第二次開挖至10m、第二道錨索、第三次開挖至12.66m。實(shí)際施工變形量與