浅谈敦煌大厦土钉墙支护基坑工程施工

2022-09-11

1 工程根况

本工程施工场地位于深圳市福田区竹子林片区, 深南大道北侧, 紫竹六路南侧, 西邻园博园, 东邻鹏润达大厦。地面以上18层, 楼高80m, 地下二层, 开挖深度9.20m (南侧) ～10.50m (北侧) 。场地为矩形, 南北长约67.50m, 东西宽约37.30m, ±0.000相当于绝对高程2 1.4 0 m。本基坑支护深度约1 2.9 m～1 5.4 m。基坑支护周长约3 9 8 m。根据施工要求, 东北两侧采用微型桩加锚索土钉墙支护;南侧采用两级放坡加土钉墙支护方式, 西侧因与腾讯大厦相通, 因此将基坑挖通, 不需另做支护。

2 工程地质及水文地质条件

本工程场地原地貌为剥蚀残丘, 后经人工整平, 地势较为平坦, 钻探点地面标高26.42m～28.41m, 高差变幅1.99m。地层岩性基坑范围内自上而下主要为层人工填土素填土, 主要成分为粘性土, 局部位置混杂少量碎石、碎砖块等建筑垃圾, 结构松散～稍密。层厚0.20m～4.00m, 场区内均有分布。场地局部地段该层顶部0 m～0.5 0 m为砼地面及碎石垫层。

褐黄、褐红色, 不均匀含3 0%左右的石英砾, 局部相变为含砾粘土, 湿, 可塑～硬塑状态。层厚1.8 0 m～1 6.9 0 m, 层顶埋深0.20～4.00m, 层顶标高24.31m～28.06m, 除6号钻孔外, 场区内其余地段均有分布。标准贯入试验平均1 6击。砾质粉质粘土:褐黄、褐红杂灰白色, 由粗粒花岗岩风化残积而成, 不均匀含2 0%左右的石英砾, 原岩结构可辩, 很湿, 可塑～硬塑状态。层厚13.00m～29.70m, 层顶埋深2.80m～18.50m, 层顶标高9.6 7 m～2 5.3 9 m, 场区内均有分布。标准贯入试验平均15次, 在6号钻孔位置2.80 m～7.80m深度该层含有微风化粗粒花岗岩孤石, 岩芯呈柱状, 岩石属坚硬岩。

地下水场地内地下水根据其赋存介质和埋藏条件不同, 场地内地下水主要接受大气降水补给, 由于场地地势相对周围较高, 地下水迳流方向大体由中部分别向南、北两个方向流动。钻探期间测得钻孔内混合地下水水位埋深为3.8 0 m～4.9 0 m, 标高2 3.2 7m～2 3.9 8 m。场地地下水对砼无腐蚀性、对砼中的钢筋无腐蚀性, 对钢结构具弱腐蚀性。

3 基坑支护技术方案选择

本工程基坑采用喷锚土钉墙支护, 东侧增加一排微型树根桩与土钉墙联合支护, 基坑支护共分4个剖面段, 每个剖面分六层, 局部七层来施工。实行分段施工平整场地—砼垫层 (含纵横排沟、集水井等) —测量放线—挖第一节桩土方、支模、扎筋、浇捣第一节砼护壁—在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线—设置吊机、安设水泵、鼓风机、照明设施等—第二节桩身挖土—清理桩孔四壁, 校核桩孔垂直度和直径—拆上节桩钢模板, 支第二节桩模板, 浇捣第二节桩护壁—重复第二节桩挖土、支模、浇砼护壁工序, 循环工作直至设计深度, 检查持力层后进行扩底—对桩孔垂直度和直径、深度尺寸、持力层进行全面的检查后进行扩底—对桩孔垂直度和直径、深度、扩底尺寸、持力层进行全面的检查验收, 清理废土, 排除孔底积水—砼封桩底—钢筋笼就位—浇捣桩身砼—桩身砼用振动器分层振捣密实至设计标高+2 0 0 m m。

本工程采取小跳挖, 即控制相邻桩挖土间距不小于5米。土方采用三面放坡开挖、一面微型桩加土钉墙支护垂直开挖, 开挖前必须先了解施工区域的地形和周围环境;土层种类及相关的水文地质条件, 地下设施情况, 支护结构的施工质量及土方运输, 严格执行安全操作规范, 当桩净距小于2倍桩径且小于4.5米时, 应采用间隔开挖。

4 施工工艺及技术要求

(1) 土方开挖应注意的事项。

人工挖孔桩工程保护周边建 (构) 筑物及道路、管道等显得尤为重要, 主要采取设置监控点 (沉降及位移观测点) , 施工中及时观测, 施工时加强对道路及管线的保护, 确保周边建 (构) 筑物及道路、管道产生过大的沉降及位移。工程按1～4剖面顺序分层开挖, 第层土方不超过1.8 m, 严禁超挖。防止基坑开挖后土体回弹变形过大施工时合理安排施工流水作业, 土体开挖面暴露时间不宜过长, 应及时进行喷锚支护;挖土按一定顺序施工;如遇地下水位较高则应及时做好底部的排水。

(2) 设置排水系统。

基坑四周的地表应加以修整, 构筑排水沟, 靠近坡顶1 m范围需硬化, 2～4 m范围的地表应垫高, 并且里高外低。在面层渗水处, 插入长度不小于3 0 0 m m、直径不小于4 0 m m的水平泄水管, 其外端伸出面层, 间距2 m, 以便将面层后的积水排出。在基坑底部距边坡脚不小于0.5 m处设置防渗排水沟和集水井, 以及时抽出坑内积水。

5 土钉墙施工方法及措施

土钉墙应按设计竖向分层, 水平跳段施工, 在面板未达到设计要求强度, 土钉未达到设计锚固力以前, 不得进行下一层土方的开挖。当基坑面积较大时, 允许在保证边坡稳定的前提下, 在距四周边坡8～1 0 m的中部自由开挖, 但应注意与分层作业区的开挖相协调。开挖深度取决于土体自稳能力, 在填土地层中每层开挖深度为1.0 m～1.5 m。机械挖土作业时, 边坡严禁超挖或造成边坡土体松动。及时设置土钉或喷射混凝土, 基坑在水平方向的开挖也应分段进行 (一般10m～20m) 。视坡面土体自立高度和暴露时间等情况, 亦可先喷射一层2 0 m m厚的砂浆或混凝土, 再做土钉墙。

土钉施工按设计的纵向、横向尺寸与开挖面夹角进行施工。钢花管土钉主要采用冲击锤干作业直接打入土层中。钢管可采用普通钢管, 外径不宜小于4 8 m m。钢管内端部应加工成锥形, 沿管壁呈螺旋式梅花形布设出浆孔, 孔径6 m m～1 0 m m, 间距3 0 0 m m, 在孔口1 m～3 m处不设孔眼。土钉注浆可采用一次注浆的方法。注浆材料选用水泥浆, 水泥浆的水灰比宜为0.5～0.7, 采用重力、低压 (0.4～0.6 M P a) 或高压 (1 M P a～2 M P a) 方法注浆填孔。开挖第二层及以下土方, 按以上做法循环直至坡底

土钉注浆完成后, 在土钉端部两侧顺土钉方向焊上短段钢筋 (锁定筋) , 并与面层内连接相邻土钉端部的通长加强筋相互焊接。将钢筋网片固定在边坡预喷的混凝土上, 要求保护层厚度不小于2 0 m m, 网片可用插入土中的长1.5 mΦ1 6钢筋固定, Φ1 6钢筋与钢筋网焊接。钢筋网片为Φ6@2 0 0×2 0 0, 或钢丝网Φ2@1 0 0×1 0 0, 钢筋交叉点应绑扎或点焊连接, 网格为正方形, 网格允许偏差±1 0 m m。钢筋网或钢丝网铺设在边坡上, 钢筋与坡面的间距宜大于2 0 m m。钢筋网之间的搭接长度不小于3 0 0 m m。钢筋网要与加强筋连接牢固, 喷射混凝土时钢筋不得晃动。