摘 要:本文結合某工程分析了在軟土基坑中采用噴錨與壓密注漿改善土質的復合技術組成的基坑圍護結構,在本工程大面積應用實踐證明是可行的,完全可以達到安全、經濟、快速、高效之目的,具有廣闊的應用前景。
關鍵詞:基坑支護;噴錨技術
1.工程概況
某綜合樓建筑面積147702m2,為地上19層(裙房5層),地下1層,地下室建筑面積為22130m2。基坑南北向寬約192.89m,東西向長約175.36m,地下室大基坑開挖深度約為5.65~6.60m。
2.工程地質特征
本工程在基坑開挖深度及圍護樁所及范圍的土層由耕填土、黏土、淤泥質黏土、黏土組成,地質分布大致如下:
耕填土:松散,灰褐、灰黃色,主要以黏性土組成,頂部含少量植物根莖,土質不均,層厚1.00m左右。
黏土:灰黃色,厚層狀,含鐵錳質氧化斑點,性質不均勻,軟塑—可塑,具有中偏高壓縮性。
淤泥質黏土:灰色,厚層狀,含半腐植物殘體,局部集結,土質不均,均有分布,流塑,具有高壓縮性。層厚3.5~8.0m。
黏土:灰綠色—褐黃色,層厚狀,含鐵錳斑點,性質較好,局部缺失,可塑,中壓縮性,層厚0~6.5m。
場地地下水主要為淺部孔隙潛水以及承壓水,水位埋深在1.30~3.70m之間,潛水水位變化主要受控于大氣降水垂直滲入補給,以及微地貌的控制,與附近河流有一定的水力聯系。本工程基坑開挖屬于二級基坑,基坑側壁及基底土體均位于淤泥質黏土層,坑壁穩定性差,基坑開挖時要進行適當的圍護。基坑設計計算巖土工程參數見表1。
表1 基坑主要土層的參數值
3.基坑圍護方案設計[1-4]
本基坑圍護方案經多次論證,考慮到本工程所處場地面積較大,場地四周空曠,根據邊坡土質情況的不同,經過多種基坑支護方法的技術經濟比較后,確定采用噴錨網支護邊坡(圖2)。同時考慮到鄰近基坑西南側行政樓基礎結構,在基坑西南側采用型鋼樁組合支護結構(圖3)。另外,由于基坑北側河道水系及邊坡土質的影響,在基坑北側采用雙層水泥攪拌樁組合支護體系(圖4)。
3.1 支護參數值的確定
(1)錨桿:錨桿采用<48×3.0鋼管錨桿,鋼管從離坑壁2.5m處開始沿管長設<8@500注漿孔,錨桿注水泥漿,水灰比宜為0.5,注漿壓力不小于0.4MPa,錨桿與水平方向的角度為10°~15°,錨桿采用梅花型布置。水平和垂直間距均為1.0~1.2m。
圖2 噴錨網支護邊坡圖
圖3型鋼樁組合支護圖
圖4雙層水泥攪拌樁組合支護圖
(2)鋼筋網:鋼筋網采用<6.5@200×200,豎向鋼筋采用焊接,橫向鋼筋可采用綁扎,橫向加強鋼筋采用2<14,預壓鋼筋網,并與錨桿端部焊接(圖5)。
圖5錨桿細部詳圖
(3)噴射混凝土:坡面噴射100厚C20混凝土,使錨桿、鋼筋網片、噴射混凝土形成一個整體,同時為防止坡面裂縫滲水,噴射混凝土水灰比為0.4,配合比為水泥∶砂∶碎石=1∶2∶2.5。粗骨料粒徑5~15mm,噴層初凝小于10min,終凝大于30min,噴射混凝土施工應滿足國標GB5008622001規定。
(4)水泥攪拌樁:水泥攪拌樁徑<600,間距450mm,采用雙頭攪拌樁機,樁長11m,攪拌樁間搭接150mm。水泥采用32.5普通水泥,水泥摻量為15%(被加固土的重量,按18kN/m3計),漿液水灰比0.45~0.55。
3.2 支護體系的計算
在基坑側壁土體中采用打入式鋼管錨桿,使土體、錨桿及護壁鋼筋、噴射混凝土共同形成重力式擋土墻結構,根據《建筑基坑支護技術規程(JGJ120299)》進行土體穩定性,支護結構的承載力計算,錨桿抗拉計算及土釘墻整體穩定性驗算,計算結果經專家組論證符合要求。
4.基坑支護施工
4.1 施工工藝流程
水泥攪拌樁→制作錨管→分層開挖基坑邊槽→基坑邊坡修整→打錨管→綁扎鋼筋網片→噴射混凝土→錨桿注漿→養護。
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