深基坑边坡土钉墙支护及加固处理资料讲解.doc

深基坑边坡土钉墙支护及加固处理
中建新疆建工集团第一建筑工程有限公司 高勇
深基坑支护工程是高层建筑基础工程施工中的难点和重点。它的成败不仅对工程的造价、质量和工期有着重大的影响，而且更对周围环境有着不可忽视的影响。因此，在施工中遵循有关规范和设计要求，狠抓事故隐患管理工作，加强安全教育，重视安全检查等工作。是实现深基坑安全生产工作的根本。对于地下室基坑支护，是项目开工的开始，对于基础的施工，对周边建筑物的影响，甚至整个工程施工的顺利进行起到关键作用，特别需要引起重视。本文结合某工程实际，提出了深基坑支护方案的优化与施工方法。　
　　一、工程概述
　　该工程位于某市城中心地下室，基坑开挖面积2200㎡左右，支护结构延长米约182m；基坑周圈开挖深度为10.5m。邻周环境：东侧：紧靠一排旧的一层库房；南侧：开挖边线5米外有一六层砖混住宅楼；西侧北侧各有一条城市主干道。地下室施工期间，西侧将作为材料制作场地，临时施工用房也位于西侧，同时也用作材料周转场地。
二、深基坑支护方案的优化与施工
1、 工程地质条件
　　根据工程地质勘察报告，相关地层主要由人工堆积层、第四纪沉积层所构成，本设计基坑支护与降水有关的地层由上而下为：
　　粉质粘土填土，平均厚度2.0m；
粉砂、细砂；圆砾、卵石平均厚度3.0m；
风化岩、沉积岩，平均深度12m。
2、地下水
　　根据本场地岩土工程勘察报告，施工场地-7m左右有少量地下水。
　　3、 基坑降水工程设计方案
　　根据地质勘察资料及现场实际条件，基坑降水采用明沟排水到集水井。然后用污水泵将集水井内水抽至市政排水井。　　　
　　4、 基坑支护工程设计方案
　　本工程设计深度分别为三类，基坑支护类型为二类。根据勘察报告所描述的地层和场地环境以及基坑周边环境与现存构筑物的情况，以既安全又经济为原则进行基坑支护设计，决定采用复合土钉墙支护技术。
　　土钉墙支护技术是采用土钉加固原位土体用以维护基坑边坡稳定的支护方法。支护结构由土钉和钢筋网喷射砼面板组成。土钉与预应力锚杆结合形成复合土钉墙。此技术的使用应因地制宜设计，施工应加强质量监控。支护深度一般不大于12米，复合土钉墙可适当加深加大支护深度。
　　基坑土钉墙支护设计
（1）设计参数
　　基坑深：10.5m
　　边坡放坡度：75o
　　各排土钉的具体布置如下：
　　各排土钉水平间距均为1.5m，土钉与锚杆倾角均为15°；
　　第一排土钉长6.0m，布置在地表下2.5m；
　　第二排土钉长10m，布置在地表下5.5m；
　　第三排锚杆长20.0m，布置在地表下8.5m；

（2）、土钉杆件采用φ48钢管打眼；
　　（3）、土钉成孔直径为100mm，孔内注素水泥浆。水泥采用普硅32.5，水灰比为0.45～0.5，水泥浆强度为M10。
　　（4）、面层钢筋网直径Φ6.5，网格间距200mm×200mm，并用U型短钉（500mm）及T型钉（500×200mm）固定在坡面上；基坑边缘设置散水，散水内置钢筋网并用水泥砂浆抹面。
　　（5）、面层混凝土厚度≥80mm，混凝土强度C20。混凝土用中粗砂，圆砾或碎石粒径不大于7mm。

　（6）如果基坑壁出现渗水，必须在相应位置设置排水管，并保持流水畅通。开挖至糟底，修建排水明沟，保持槽底的干燥。
　　 三、施工验收准则
　 （1）土钉长度不得小于设计长度；
　　（2）、孔径偏差不得超过设计孔径的－10mm;
　　（3）、土钉水平间距允许偏差±100mm；
　　（4）、土钉垂直间距允许偏差±50mm；
　　（5）、钢筋网间距允许偏差±20mm；
　　（6）、面层厚度不得小于设计厚度。
　　四、设计说明与施工注意事项
　　1、土钉墙边坡地面距坑缘1.0m范围内喷射100mm厚的混凝土，以防雨水，同时作好地面水的外排工作。
　　2、因可能存在管道漏水等原因，使面壁出现渗漏水现象时，可在渗水部位设置塑料排水管，管壁带孔，内填滤水材料。同时为排除积聚在坑内的渗水，在基坑底部设置排水沟及集水坑。排水沟离面壁0.5m以上。
　　3、凡是堆载应尽可能堆在距坑沿30m以外，20kPa以上的超载需要放在3.0m以内时，需经设计方许可。
　　4、施工的同时，须对边坡坡顶进行变形观测（垂直沉降及基坑坑壁土体水平位移）。
　　5、施工过程中，发现场地条件（各种管线、地层、水位等）与勘察报告不符时，应及时通知设计人进行设计验算，以保证工程安全。
　　6、施工应符合有关规范(规程)要求，严格按照设计进行施工。
　　7、土钉与锚杆应尽可能按照梅花形状布置。
　　8、施工过程中，如土钉遇到障碍物或与降水井位置冲突，可适当对其位置和角度进行调整。
　　9、挖土方应配合土钉、锚杆施工,其每次开挖的深度应和该处土钉或锚杆的垂直间距相匹配，严禁超挖。
　　10土钉墙面层铺设钢筋网，所有土钉杆体后端（钉头端）围弯，围弯角度130。，围弯长度≥100mm。并用一根直径为14mm的钢筋将各个土钉头焊接起来（土钉杆体长度不包括围弯长度），然后喷射80-100mm厚的C20砼，以保护基坑边坡面层。
　　11、土钉钻孔注浆采用常压注浆，注浆管应随同杆体同时下入孔中，前端距孔底0.2m。由于边坡部分处于中细砂层和可能处于卵石层，所以注浆后应根据情况及时进行补浆2～3次。
　　12、基坑面层应将边坡边缘地面作包角。并使用Ф14拉筋，根据场地条件，尽可能向外固定拉筋。
　　13、边坡开挖中如果发现边坡渗水，应在开挖出工作面后，立即进行挂网喷射砼面层，然后待面层具有24小时强度后，再进行土钉施工。边坡坡顶和坡脚应设排水措施，坡面每步均应设置泄水孔。
　　14、当基坑开挖到中细砂或卵石层后，每步支护开挖面不得超过10m，支护面应采用分段施工。如果开挖面自立性较差，应在修坡后立即进行初次喷射素混凝土面层以封闭开挖面,然后再进行土钉与面层施工。
　　　五、基坑监测
　　为确保整个工程的安全，为结构施工创造条件，从土方开挖开始的施工过程中要严格监测基坑周边的变形，观测日期为土方开挖开始到土方回填完成为止（在雨天、雪人及周边地下通道施工期间要加强观测），观测变形结果，及时反馈及分析，一旦发现有危险的异常现象，及时采取相应的抢救措施，使基坑不发生意外破坏和变形，确保工程顺利施工。现特在此过程中增设基坑支护监测措施，具体如下：
　　5.1监测内容
　　（1）土钉墙水平位移；
　　（2）护坡桩水平位移；
　　（2）周围建筑物沉降观测。
　　5.2监测设备
　　（1）DJ2经纬仪两台；对土钉墙与护坡桩坡顶
　　（2）测斜仪1台；对土钉墙与护坡桩全长水平变形进行监测；
　　（3）N3精密水准仪1台；对周围建筑物进行沉降观测。
　　5.3观测点设置：
　　（1）测量基准点设置在距基坑20～3O米以外相对稳定地方（如基坑四周的原有建筑物）沿基坑对角线延长方向设置，共设置4个，并用水泥桩固定；
　　（2）土钉墙水平位移观测点设置在土钉墙坡顶边缘处，测点间距10～15米；桩锚边坡水平位移监测点设置在帽粱顶部，基坑长边5个，短边3个。每边中间位置为变形最大处，必须有一个观测点，点位用水泥钉固定。
　　（3）测斜管应安装在自滲砂井中和护坡桩钢筋笼中，+字型轨道应于边坡面垂直或平行。
　　5.4观测方法：
　　（1）采用方向法进行观测，从基坑开挖开始观测，到基坑回填为止结束，土方开挖期间、降水期间和特殊天气后，要每天早晚各观测一次，其它可每周观测2～3次，并做好记录；
　　（2）设专人并使用水准仪及经纬仪进行观测变形情况，记录要准确工整严禁涂改，每次观测结果详细记入汇总表，定期向监理工程师报告变形情况；
　　（3）如地面变形产生裂缝时，增设观测点，随时观测裂缝的变化。
　5.5成果分析
　　（1）分阶段每隔5天进行观测成果汇总，并绘制位移（S）～时间（T）关系曲线图；
　　（2）．对绘制图形及观测结果集中进行讨论，分析变形是否过大及是否趋于稳定，并和甲方共同确定是否需进行采取补救措施。
　　（3）．如地面变形产生裂缝时，增设观测点，随时观测裂缝的变化。
　　5.6监测预警值
　　墙顶最大位移≦0.005H墙体最大位移≦0.01H
　　安全域：开挖完成后7天内变形速率≦0.3mm/day
　　六、土钉墙护壁加固
土钉墙护壁施工至第三层时，碰上阴雨天气，中雨连绵。下雨第二天，监测人员发现南侧靠居民住宅楼一侧有裂缝出现，并随着降雨的连续进行有扩大趋势。
为保证居民住宅楼的安全，对南侧边坡（已用土钉墙支护完毕）进行加固处理，具体方案如下：
靠基坑南侧搭设20m宽600*600满堂脚手架，加设斜撑、剪刀撑、扫地杆。用斜撑对边坡模板进行加固后浇筑C20混凝土。混凝土上强度后加设三层锚杆，并在三层锚杆上通长焊接14#槽钢加固后浇混凝土护壁。

10天后拆除满堂脚手架及模板开始地下室基础施工并加强监测。该地下基础施工周期为60天。护坡加固后该边坡在地下基础结构施工过程中未发生任何异常现象。
六、结束语
　　深基坑支护工程是高层建筑基础工程施工中的难点和重点。它的成败不仅对工程的造价、质量和工期有着重大的影响，而且更对周围环境有着不可忽视的影响。因此，在施工中遵循有关规范和设计要求，狠抓事故隐患管理工作，加强安全教育，重视安全检查等工作。是实现深基坑安全生产工作的根本。