深基坑支护技术的探讨与实践 &m<:&h& b
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摘要：本文介绍了深基坑支护设计的一般原则和内容。通过工程实例，探讨了多种支护方法同时在基坑支护工程中的应用，为基坑开挖施工提供一个既经济合理又安全可靠的支护方案。 \JjZ _R
关键词：深基坑；支护设计；钢花管土钉 }rK9M$2]u b/"&E'5-`\ Supporting Design of Deep Foundation Pit and Engineering Example 4}-{sS}MP
Abstract: The principia and content of design in deep foundation pit support in is introduced in this article. By the practical case, the paper discuss several methods of foundation pit support in one project, which supply a economic, reasonable, safe reliable plan in foundation pit execution.
Keywords: deep foundation pit；supporting design；perforated soil nail
1.概述 36iDiT_
wy We2d 随着城市建设的发展，可利用建筑土地越来越紧缺，特别是在繁华闹市区，土地的批租费和拆迁费很高，使得建筑业主从利润角度考虑不得不尽可能充分利用地上和地下空间，即在有限的地皮上增加建筑总高度和地下室层数，从而使基础埋深大大增加；另外，由于建筑高度的增加，使得水平荷载(如风荷或地震力)引起的倾覆力矩也相应增加，为减少建筑物的整体倾斜，防止倾覆和水平滑移，对基础埋深也有较高的要求；当在较软弱地基上修建高层建筑时更是要求基础有较大埋深。因而，深基坑工程是近十多年来国内岩土工程领域不能回避的问题之一。 onqfmQ,3E QfPsF@+-`7 2.深基坑支护设计的一般原则 as%@dUK?
P`^3-X/ 2.1安全可靠性 Vcjmj
}h{8i_R 在设计中应考虑两种极限状态，包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。承载能力极限状态即破坏极限状态，主要指支护结构和被支护士体的破坏及基坑底失稳、管涌等导致的土体或支护结构破坏；正常使用极限状态是指支护结构的变形较大，可能破坏基坑周边环境的平衡状态并产生不良影响。 Y=0D[o8
2.2经济合理性 c"F3[mrff
#2
Gy=GvV 即从工期、材料、设备、人工以及环保等方面综合考虑具有明显技术经济效果的支护方案。 '& v.h#< TC [(mf:8 3.深基坑支护设计的内容 ~gZ"8frl O\0]o! 根据上述两种极限状态的要求，深基坑支护设计应包括以下内容： Fq>tl 64A &q8oalh ①根据支护形式及其受力特点进行整体和局部稳定性计算， $o}Ao@WkO sKD sps^$ ②基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算； d7(g=JK< p8gm= ③当有锚杆或内支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算， &/wd_;d^A "]H_;:{f ④地下水控制设计； X^Dklqqy %?
87#| ⑤对于安全等级为一级的基坑，除上述设计内容外，尚应进行支护结构水平位移计算。 nSR7$yS_ V&e 9?5@ 深基坑支护型式有多种，或选择一种支护形式，或选择多种支护形式，可根据周边环境条件、基坑开挖深度、土质情况、施工手段等进行最优选择。 $D&N^}alW &}}UdJ` 4.工程实例 F%|F-6 JO3"$s|t 4.1工程概况 qr dA4S N(ov.l; 深圳市龙岗中心城花园位于龙岗区中心城区内，龙坪西路以南，龙坪路以西，占地约23390.51m2。建筑物设二～三层地下室，基坑开挖深度约3.8～11.0m，坑顶周长约675.399m，基坑安全性等级为二级。根据勘察报告中间资料，基坑支护需要考虑的的土层分别为： ①人工填土，属杂填土。褐灰、褐红、灰黑色，主要由粘性土混10～60％碎石组成，局部夹颗粒介于30～80cm的强～中风化状态，砂页岩或灰岩质块石。堆填时间超过5年，堆填时未经分层压实。厚度5~15m。为巨厚填土层。②第四系坡洪积层主要为含角砾粉质粘土、粉质粘土、含有机质粉质粘土； ③第四系坡残积层主要为粉质粘土和碎石层。场地第四系土洞、溶洞、溶沟等岩溶现象发育，其充填物为粉质粘土和角砾及碎石。场地内地下水主要赋存于人工填层及第四系地层中，为上层滞水和孔隙潜水，主要接受大气降水补给。本场地地势较高，地下水埋深介于13~25m，基本在基坑底以下。下文以基坑西侧最深段为例加以说明。土层参数见表1。 \; #T.@c5 F Lf< gz 表1 土层参数 T- ~l2u|s
4.2设计方案 J]mG!# 9 IZ2(F,{o 4.2.1支护方案 #M/^n0E YL[n85l>1 由于场地周围存在一定的放坡空间，结合场地的地层及基坑开挖深度，基坑西侧采用两级支护，上部采用土钉墙支护，下部采用桩锚支护。由于地下水埋深介于13~25m，基本在基坑底以下，所以基坑支护不设止水帷幕，桩基施工时可采用坑内降水井降水。 gdr"34%vbM ?F=^&
v8 本基坑支护段主要为杂填土层，所以土钉墙部分设计采用钢花管土钉，土钉按梅花形布置；下部采用人工挖孔桩+预应力锚索支护，预应力锚索设置在两桩的中间位置。坑顶均布荷载取10KPa，通过验算，各项安全系数均满足规范要求，支护结构及有关参数见图1。 ;-]' OiS; D_s0)|j$cy 4.2.2基坑隔水与排水 )SjhOvm 4{z z-4= 基坑上部放坡段采用边开挖边喷射砼（掺入一定比例的速凝剂）挂网进行隔水，鉴于基坑范围内的水文地质条件较为简单，地下水位较低（低于基坑底面），除特殊情况外，砼为一次喷射完成。基坑内排水可在基坑内挖设临时降水坑，进行抽排水降低坑内水位及排大气降水，以保证基坑开挖和支护施工的顺利作业。基坑设坡顶、坡脚排水明沟排水。坑内排水汇集到坡脚集水井，抽排至三级沉淀池沉淀后排入市政管道。 }Zuk}Og9+ kfc5ra>& 4.2.3基坑监测 {~*^jS']5 `|rF^~6(dR 基坑四周均设置位移观测点，西侧基坑侧壁安全等级确定为2级，变形观测精度满足三等精度要求，位移报警值35mm，位移允许值55mm。基坑开挖期间根据具体情况每1～2天观测一次，开挖完成后两个月内4～7天观测一次，数据稳定后每10～15天观测一次；雨季、变形加速时应加密观测，日常应派专人巡视。监测在地下工程完成之后结束。 k4i*80
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o*5iHa(Qm tRC*@>I$ 图1 支护结构剖面图
4.2.4基坑开挖 r. z=
r3OR7f[ 土方开挖要求密切配合基坑支护施工。基坑中心岛自由开挖，基坑周边离坡脚线15m范围内应分段分层对称开挖。其中放坡部分分层开挖厚度不大于2.0m，每分段开挖的边长不大于25m。土钉墙与桩锚支护部分按每层土钉与锚索标高控制，每层超挖不超过0.5m。开挖过程中，严禁挖斗碰撞支护结构（支护桩、腰梁和锚索（杆）头部。遇暴雨等恶劣气候和基坑变形较大时应放慢或停止开挖。 @}{lp'8FYi
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NV|90 4.3施工工艺 .R" ;2 f3
YmwUl> @{ 4.3.1土钉墙 ~9ZW~z'
E^K<b7 土钉为击入式钢花管（焊接钢管制作）土钉，采用32.5R水泥，注浆采用水灰比0.45～0.55纯水泥浆，浆体设计强度为20MPa。钢花管土钉前端设端帽扩孔。土钉抗拔力不小于10kN/m。喷射混凝土为C20，完成24小时后开挖下一层土方。砼的配合比为，水泥：砂：石子＝1：2：2.5。 r%=} e++^%
Q{K '# 4.3.2人工挖孔桩施工 T5<851rH
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Q1 ①桩位偏差不大于30mm，垂直度偏差不大于1％。 ue8"_N
=(aA `:Nl ②桩身混凝土标号为C25。 h&|PHI
qz_'v{uAj ③钢筋笼的制作安装应符合设计图纸的要求，保护层不小于50mm。 Mn> /\e
:o"9x, ④挖孔桩冠梁施工完毕，在冠梁上用砖砌筑墩台，支撑管沟。 UA0j#
mZ G)#gW[ ⑤施工冠梁前应凿除桩顶的浮浆。 .Tm m
?Sj >b 4.3.3预应力锚索施工 c;6[lv
:)*+ aS" ①锚孔孔径为150；孔位允许偏差为水平方向50mm，垂直方向50mm，预应力锚索钻孔倾角15度，孔深应超过设计长度0.5m，终孔后应认真清孔，直至孔口流出清水为止。 Nv[MU@Tv
.dwy+BzS ②预应力锚索下料时应注意预留张拉段长度(1.0~1.5m)，安装前应认真清除锚索表面的油污和铁锈。 [uLwr$N<%L
AX{X:L8Ut2 ③水泥采用新鲜的P.O32.5R普通硅酸盐水泥拌制。水灰比为0.45~0.5。 HP,sNiw
f\+ E&p. ④二次注浆成锚，第一次为常压，第二次高压注浆，压力3MPa。 IoAG !c S
&hnI0m=X ⑤锚固体强度达到设计强度70%后方可进行张拉锁定。 mG\$W#+j
or<n[<D-C 4.3.4基坑坡底及平台上沿排水沟设置600×600×800集水井，集水井位置应根据现场具体情况确定，约每60m一个。坡顶排水沟和截水沟距离坡顶线0.5m，。坡脚排水沟靠近坡脚线修筑，若地下水位以下设若干排泄水孔。地面设三级沉淀池，积水三级沉淀后汇入市政管网。基坑开挖期间及时排水。 a*kvU "]
uCB>".'kM 4.3.5基坑顶周边5m范围内不应建临设，荷载大于10kPa的机械和物品禁止停放、堆放。 `>1XL 2
v w 当锚索及土钉成孔遇到不明障碍物时应立即停止，研究确认无害时，再继续施工。 > a?K ![R
%noByq,? 5结语 y]U]b G{
本文中基坑支护设计方案取得了良好的经济效益和社会效益。上部填土层中用钢管代替钢筋的支护结构抗变型能力强、稳定性好，节省了费用；下部桩锚支护大大限制了基坑的变形，提高了支护结构的整体稳定性。 'zo]
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dilom#2l 总之，基坑工程设计是一项系统工程，必须具备结构力学、土力学、地基基础、地基处理和原位测试等多种学科的知识，同时要有丰富的施工经验，并结合场地的具体情况，才能制定出因地制宜的支护方案和实施办法。 Z~S%|{&Br
<@4 48,9& WPu-P n Y)H-u^ 参考文献 on^m2pQ
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7$ze RYD+ [1] 茜平一 陈晓平 高层建筑基础[M]武汉：武汉工业大学出版社 1997.10 （92-93）
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[4]《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》，SJ
