论文部分内容阅读
摘要：本文通过复兴泵站基坑支护实例及施工监测，介绍了深层搅拌加芯桩、锚索、杆
喷锚技术的组合应用效果。
关键词：深层搅拌加芯桩、止水帷幕、锚杆喷锚、基坑支护
Abstract: this paper through the revival of foundation pit pumping station and construction supervision examples, this paper introduces the deep mixing pile with core, anchor rope, rod
Spray anchor the combination of technology application effect.
Keywords: deep mixing pile with core, stagnant water curtain, anchor spray anchor and foundation pit supporting
中圖分类号：U455.7+1 文献标识码：A文章编号：
一.工程概况
复兴泵站位于金碧路与西昌路交汇处，77200部队院内，泵站建成后，将解决金碧片区及部队内排水难的问题。泵站用地面积447㎡，基坑开挖面积360㎡，基坑距周围建筑和管线较近，东北面距部队机关电动车商城仅有2米的距离，西侧是西昌路，地下有DN600的给水管道和500×700的污水砖砌老箱涵，相距也只有1米多，施工作业面较狭窄，且基坑最深处有8.95m，基坑支护难度较大。该基坑开挖范围内自上而下主要土层有：杂填土、层粘土、层圆砾等。
二. 止水支护方案优化
2.1．止水帷幕截水方案
考虑到基坑西侧距管线较近且管网密集，铺设有给水、污水、雨水、电讯、电气等多种管线，并有西昌路主要交通道路。东北侧相邻建筑较近，而且地质条件复杂，有厚层人工填土，淤泥质土，粗砾砂等，人工降水势必会引起建筑物、管线、道路发生变形和不均匀沉降。为减小基坑内涌水量以及防止发生塌方事故，选择深层搅拌桩截水。它具有抗渗防水，挡土性能，施工便利，并且较为经济。就像一个止水帷幕一样，截住基坑四周的涌水，坑底的地下水被粘土层隔离，少量渗出的水汇入集水坑后，由水泵抽到场地以外沉淀池中，达到排放标准后，排入市政排水管网。这样具能保证基底干燥，又能减小坑外地下水位的变化，从而防止周围建筑物、管线、道路的变形和不均匀沉降发生，因此采用深层搅拌桩做止水帷幕。
2.2．复合支护方案
为确保基坑整体稳定，根据本工程的土层条件、工期要求、周边环境，同时兼顾施工机械，人力资源等因素，选择出技术上可行，安全又经济的支护方案。经过筛选比较，采用双排深层搅拌桩+加芯（内排）隔一颗加一颗预制混凝土方桩+冠梁与预制混凝土方桩头连接为一个整体（四周贯通），（外排）隔三颗加一根工字钢+冠梁与工字钢连接为一个整体（四周贯通），+锚杆喷锚+锚索的复合支护方案。它能代替钢横撑作侧壁支撑，可大量节省钢材，改善施工条件，为地下工程施工提供开阔工作面，与土体结合在一起承受很大的拉力，以保持结构的稳定。见付图；（基坑支护平面图）、（基坑支护剖面图）
三.基坑支护参数
3.1.深层搅拌止水桩参数
深层搅拌预制加芯桩固化剂采用PO32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6～0.65，水泥掺入量：按每米桩长85.0kg以上执行，直径φ500mm搭接300mm。内排桩长L=15.2m、（预制混凝土方桩250mm×250mm 、L=8.0 m）、冠梁（700×500）,外排桩长L=8.0m（14#工字钢L=6.0m）、冠梁（600×300）。为防止深层搅拌桩开叉，应严格控制深层搅拌桩的垂直度。深层搅拌桩桩位对中偏差小于5cm，垂直度不超过1.5%。
3.2. 喷锚参数
3.2.1.喷锚支护设计参数
(1)坑边外加荷载取坑边施工堆载为25KN/㎡。
(2)地层物理力学参数按表1选取
表1-土层物理力学性质计算参数表
层号 土层名称 天然密度ρ（g/m³） 内聚力c（kpa） 内摩擦力φ（度） 承载力特征值fck（kpa）
① 杂填土 1.79 25.0 7.6 90
② 粘土 1.76 19 5.6 130
②1 砾砂 1.8 3.7 35 180
③ 圆砾 20 5 20 240
3.2.2.喷锚支护参数
(1)钢筋网为φ6.5@150×150，铅丝绑扎,锚杆头之间用φ16钢筋焊接接连。
(2)喷射混凝土用P.S32.5水泥,石子粒径不大于10mm，混凝土标号C20，混凝土采用潮式喷射工艺,配合比为水泥:砂:石子=1:2:2.。
3.2.3．预应力钢管锚杆支护参数
(1)锚杆采用φ48×3.5焊管，杆体上每隔500mm开φ8出浆孔。
(2)注浆材料为水泥净浆，选用PO32.5普通硅酸盐水泥，加入水泥用量0.05%的三乙醇胺，孔口设止浆袋，注浆压力为4～8kg/㎡，锚杆倾度5～20°。
(3) 预应力锁定荷载T=20-30KN
3.2.4.预应力钢绞线锚索支护参数
锚索采用3S15.24钢绞线，钻孔直径D=150mm，设计长度16.0～18.0m。锚索采用PC32.纯水泥浆注浆，水灰比0.60。水泥掺合量60～120kg/m，注浆压力0.50～0.80Mpa；锚索采用二次压力注浆，第二次注浆应在一次注浆结束12h～24h进行，注浆压力0.50～0.80Mpa, 上层预应力锚索锁定荷载T=80-100KN ,下层预应力锚索锁定荷载T=160-180KN
四.基坑支护施工流程
放线→内排深层搅拌加芯桩施工→外排深层搅拌加芯桩施工→外排冠梁施工→上层基坑开挖→上层喷锚施工→锚杆施工→上层锚索施工→内排冠梁施工→下层基坑开挖→下层喷锚施工→下层锚索施工→清挖基底。
五.基坑支护施工中要注意的几点
5.1．土方开挖应充分考虑与支护体系紧密配合。基坑土方开挖本着“岛式开挖、分层、分块、随挖随喷、保持基坑支护体系安全”的开挖施工原则
5.2．基坑形成后，需加快施工进度，尽量缩短基础及地下结构施工周期，待地下主体部分完毕后，尽快进行土方回填。以缩短支护时间，避免基坑壁长期暴露发生坍塌事故。
5.3．基坑挖出的土方，必须及时运走，不得堆放在支护上方，以避免增加支护侧压力，引起过大变形而发生坍塌。
5.4．当止水帷幕出现渗漏影响基坑及周围建筑物，构筑物、地下管线安全时，可以采用水泥类化学灌浆堵漏抢险应急防护措施进行处理。
六.效果及结论
6.1．复兴泵站从2009年11月6日开始，至12月17日完成开挖和支护。2010年1月26日全部完成±0.000以下施工。基坑监测从2009年11月29日至2010年1月24日结束，共监测了57天，根据本基坑特点，监测内容包括基坑周边水平位移，邻近建筑物和道路沉降，地下水位变化等。其监测结果为；桩顶位移累计值10mm，桩体最大位移值19mm，建筑物沉降值为0mm，人行道局部最大沉降20mm，坑外地下水位下降600mm。周边位移及沉降均在规范允许范围之内，基坑及周边道路、管线安全无恙，说明基坑支护方案安全合理。
6.2．复兴泵站基坑支护将深层搅拌水泥桩、预制桩、冠梁、锚杆喷锚有机地组成复合支护体系，具能发挥单项优势又能弥补单项自身弱点，实现了在狭小的作业空间内完成基坑支护施工，坑内降水对邻近建筑物、管线、道路没有影响，施工噪声和振动较小。
6.3.经济效益显著，可节省大量钢材和劳力，加快工程进度，确保质量和足够的安全度。
参考文献：
【1】建筑地基与基础施工手册 江正荣主编 中国建筑工业出版社
【2】深基坑支护设计与施工 余志成中国建筑工业出版社
【3】建筑基坑支护技术规范（JGJ120-99）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
喷锚技术的组合应用效果。
关键词：深层搅拌加芯桩、止水帷幕、锚杆喷锚、基坑支护
Abstract: this paper through the revival of foundation pit pumping station and construction supervision examples, this paper introduces the deep mixing pile with core, anchor rope, rod
Spray anchor the combination of technology application effect.
Keywords: deep mixing pile with core, stagnant water curtain, anchor spray anchor and foundation pit supporting
中圖分类号：U455.7+1 文献标识码：A文章编号：
一.工程概况
复兴泵站位于金碧路与西昌路交汇处，77200部队院内，泵站建成后，将解决金碧片区及部队内排水难的问题。泵站用地面积447㎡，基坑开挖面积360㎡，基坑距周围建筑和管线较近，东北面距部队机关电动车商城仅有2米的距离，西侧是西昌路，地下有DN600的给水管道和500×700的污水砖砌老箱涵，相距也只有1米多，施工作业面较狭窄，且基坑最深处有8.95m，基坑支护难度较大。该基坑开挖范围内自上而下主要土层有：杂填土、层粘土、层圆砾等。
二. 止水支护方案优化
2.1．止水帷幕截水方案
考虑到基坑西侧距管线较近且管网密集，铺设有给水、污水、雨水、电讯、电气等多种管线，并有西昌路主要交通道路。东北侧相邻建筑较近，而且地质条件复杂，有厚层人工填土，淤泥质土，粗砾砂等，人工降水势必会引起建筑物、管线、道路发生变形和不均匀沉降。为减小基坑内涌水量以及防止发生塌方事故，选择深层搅拌桩截水。它具有抗渗防水，挡土性能，施工便利，并且较为经济。就像一个止水帷幕一样，截住基坑四周的涌水，坑底的地下水被粘土层隔离，少量渗出的水汇入集水坑后，由水泵抽到场地以外沉淀池中，达到排放标准后，排入市政排水管网。这样具能保证基底干燥，又能减小坑外地下水位的变化，从而防止周围建筑物、管线、道路的变形和不均匀沉降发生，因此采用深层搅拌桩做止水帷幕。
2.2．复合支护方案
为确保基坑整体稳定，根据本工程的土层条件、工期要求、周边环境，同时兼顾施工机械，人力资源等因素，选择出技术上可行，安全又经济的支护方案。经过筛选比较，采用双排深层搅拌桩+加芯（内排）隔一颗加一颗预制混凝土方桩+冠梁与预制混凝土方桩头连接为一个整体（四周贯通），（外排）隔三颗加一根工字钢+冠梁与工字钢连接为一个整体（四周贯通），+锚杆喷锚+锚索的复合支护方案。它能代替钢横撑作侧壁支撑，可大量节省钢材，改善施工条件，为地下工程施工提供开阔工作面，与土体结合在一起承受很大的拉力，以保持结构的稳定。见付图；（基坑支护平面图）、（基坑支护剖面图）
三.基坑支护参数
3.1.深层搅拌止水桩参数
深层搅拌预制加芯桩固化剂采用PO32.5普通硅酸盐水泥,水灰比0.6～0.65，水泥掺入量：按每米桩长85.0kg以上执行，直径φ500mm搭接300mm。内排桩长L=15.2m、（预制混凝土方桩250mm×250mm 、L=8.0 m）、冠梁（700×500）,外排桩长L=8.0m（14#工字钢L=6.0m）、冠梁（600×300）。为防止深层搅拌桩开叉，应严格控制深层搅拌桩的垂直度。深层搅拌桩桩位对中偏差小于5cm，垂直度不超过1.5%。
3.2. 喷锚参数
3.2.1.喷锚支护设计参数
(1)坑边外加荷载取坑边施工堆载为25KN/㎡。
(2)地层物理力学参数按表1选取
表1-土层物理力学性质计算参数表
层号 土层名称 天然密度ρ（g/m³） 内聚力c（kpa） 内摩擦力φ（度） 承载力特征值fck（kpa）
① 杂填土 1.79 25.0 7.6 90
② 粘土 1.76 19 5.6 130
②1 砾砂 1.8 3.7 35 180
③ 圆砾 20 5 20 240
3.2.2.喷锚支护参数
(1)钢筋网为φ6.5@150×150，铅丝绑扎,锚杆头之间用φ16钢筋焊接接连。
(2)喷射混凝土用P.S32.5水泥,石子粒径不大于10mm，混凝土标号C20，混凝土采用潮式喷射工艺,配合比为水泥:砂:石子=1:2:2.。
3.2.3．预应力钢管锚杆支护参数
(1)锚杆采用φ48×3.5焊管，杆体上每隔500mm开φ8出浆孔。
(2)注浆材料为水泥净浆，选用PO32.5普通硅酸盐水泥，加入水泥用量0.05%的三乙醇胺，孔口设止浆袋，注浆压力为4～8kg/㎡，锚杆倾度5～20°。
(3) 预应力锁定荷载T=20-30KN
3.2.4.预应力钢绞线锚索支护参数
锚索采用3S15.24钢绞线，钻孔直径D=150mm，设计长度16.0～18.0m。锚索采用PC32.纯水泥浆注浆，水灰比0.60。水泥掺合量60～120kg/m，注浆压力0.50～0.80Mpa；锚索采用二次压力注浆，第二次注浆应在一次注浆结束12h～24h进行，注浆压力0.50～0.80Mpa, 上层预应力锚索锁定荷载T=80-100KN ,下层预应力锚索锁定荷载T=160-180KN
四.基坑支护施工流程
放线→内排深层搅拌加芯桩施工→外排深层搅拌加芯桩施工→外排冠梁施工→上层基坑开挖→上层喷锚施工→锚杆施工→上层锚索施工→内排冠梁施工→下层基坑开挖→下层喷锚施工→下层锚索施工→清挖基底。
五.基坑支护施工中要注意的几点
5.1．土方开挖应充分考虑与支护体系紧密配合。基坑土方开挖本着“岛式开挖、分层、分块、随挖随喷、保持基坑支护体系安全”的开挖施工原则
5.2．基坑形成后，需加快施工进度，尽量缩短基础及地下结构施工周期，待地下主体部分完毕后，尽快进行土方回填。以缩短支护时间，避免基坑壁长期暴露发生坍塌事故。
5.3．基坑挖出的土方，必须及时运走，不得堆放在支护上方，以避免增加支护侧压力，引起过大变形而发生坍塌。
5.4．当止水帷幕出现渗漏影响基坑及周围建筑物，构筑物、地下管线安全时，可以采用水泥类化学灌浆堵漏抢险应急防护措施进行处理。
六.效果及结论
6.1．复兴泵站从2009年11月6日开始，至12月17日完成开挖和支护。2010年1月26日全部完成±0.000以下施工。基坑监测从2009年11月29日至2010年1月24日结束，共监测了57天，根据本基坑特点，监测内容包括基坑周边水平位移，邻近建筑物和道路沉降，地下水位变化等。其监测结果为；桩顶位移累计值10mm，桩体最大位移值19mm，建筑物沉降值为0mm，人行道局部最大沉降20mm，坑外地下水位下降600mm。周边位移及沉降均在规范允许范围之内，基坑及周边道路、管线安全无恙，说明基坑支护方案安全合理。
6.2．复兴泵站基坑支护将深层搅拌水泥桩、预制桩、冠梁、锚杆喷锚有机地组成复合支护体系，具能发挥单项优势又能弥补单项自身弱点，实现了在狭小的作业空间内完成基坑支护施工，坑内降水对邻近建筑物、管线、道路没有影响，施工噪声和振动较小。
6.3.经济效益显著，可节省大量钢材和劳力，加快工程进度，确保质量和足够的安全度。
参考文献：
【1】建筑地基与基础施工手册 江正荣主编 中国建筑工业出版社
【2】深基坑支护设计与施工 余志成中国建筑工业出版社
【3】建筑基坑支护技术规范（JGJ120-99）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。