无锡某工程深基坑组合支护技术.doc

深基坑组合支护技术的应用
1、工程概况
1.1XX工程由主楼和裙房构成；裙楼地上6层（另含一个设备夹层），建筑物高度28.9米；主楼地上55层（部分45层），最大高度248.0米；地下室3层，基底标高-17.70米；工程总建筑面积144290.2m2；建筑占地面积4686m2；钢筋混凝土框架-剪力墙结构。
1.2工程场区环境概况
XX工程位于XX路、XX大道交叉口西北侧，XX--XX入口处，南临XX大道，东临XX路体育中心。
2、地质、水文概况
2.1岩土工程地质条件
各土层自上而下为：① 新填土，层厚0.7～2.9m；② 灰黄～褐黄色粉质粘土，层厚2.6～5.5m；③ 灰黄色粉质粘土，层厚0.8～3.9m；③～a粉土，层厚0.5～1.3m；④ 粉质粘土，层厚0.5～5.6m；④～a粉土，层厚0.2～3.9m；⑤ 粉质粘土，层厚11.4～14.8m；⑥～1粉质粘土，层厚2.7～8.1m；⑥～2 灰色粉质粘土，层厚4.4～9.4m；⑥～3粉质粘土，层厚5.3～8.4m；⑦～1灰黄～褐黄色粉质粘土，层厚5.0～7.2m；⑦～2灰黄色粉质粘土，层厚5.4～10.3m；⑧ 灰色粉质粘土，层厚5.6～9.2m；⑨～1粉质粘土（部分粘土），层厚17.5～19.1m；⑨～2褐黄色粉质粘土，层厚5.4～10.5m；⑩ 灰岩。各土层物理力学性质指标见 （下表）。

土层物理力学性质指标
层号
土层
名称
含水量
W（%）
重度
γ(kn/m3)
孔隙比
e
塑性指数
Ip
液性指数
IL
②
灰黄～褐黄色粉质粘土
25.2
19.9
0.712
15.4
0.31
③
灰黄色粉质粘土
28.4
19.9
0.784
10.0
达式
③～a
粉土
27.0
19.5
0.750
12.9
0.66
④
粉质粘土
31.5
19.7
0.868
12.0
1.06
④～a
粉土
31.1
19.1
0.847
9.3
1.09
⑤
粉质粘土
24.6
19.2
0.696
15.5
0.27
⑥～1
粉质粘土
31.0
20.0
0.827
15.1
0.71
⑥～2
灰色粉质粘土
33.6
18.9
0.934
13.8
13.8
⑥～3
粉质粘土
27.6
19.7
0.768
14.1
14.1
⑦～1
灰黄～褐黄色粉质粘土
25.7
19.8
0.726
15.4
15.4
⑦～2
灰黄色粉质粘土
30.7
19.1
0.857
11.8
11.8
⑧
灰色粉质粘土
27.0
19.7
0.752
13.4
13.4
⑨～1
粉质粘土
24.4
20.1
0.687
15.4
15.4
⑨～2
褐黄色粉质粘土
20.2
20.3
0.629
15.1
15.1
⑩
灰岩

2.2场地水文地质条件
地下水类型属于潜水类型，稳定水位0.6～2.3 m之间；年水位的变化幅度一般在1.0m左右；场地附近无环境水污染源，地下水对混凝土结构无腐蚀性。
3、支护施工难点
3.1基坑开挖深度约18米，且基坑最长边达125米，尤其中部易产生变形，因此选用合理的基坑围护是保证边坡稳定的关键。
3.2土质条件差，尤其上部土层内摩擦角最小为15°左右，对支护结构的侧压力较大，支护结构结构必须具有足够的抗侧压力能力
3.3本工程基坑周边地上环境复杂，地下管网较多，须考虑周边建筑物沉降问题。
3.4场地狭窄，无放坡，基坑北侧与无锡体育中心距离较近，且紧临的XX路、XX大道均为无锡市主要干道。

4、围护方案选择
在充分研究有关规范政策的同时，通过对工程的特点、难点、结合地下水位、周边环境及本着经济、合理、安全的原则，通过对几种方案的分析比较和细致计算，确定了采用钻孔灌注桩柱列式挡墙、三轴水泥土搅拌桩、土钉墙、预应力土锚杆、混凝土内撑等组合支护方式。
5、组合支护方式方案介绍
5.1第一道支护
第一道支护自基坑-5.80米～-1.00米标高。按4：1放坡土钉墙支护，自上而下间距1200分别设L=9000、L=12000、L=12000、L=15000四道由Ф20螺纹钢和Ф21.3×1.8焊管组成，焊管兼做二次注浆管，管底6000范围内设注浆孔，采用橡胶圈单向阀；土钉注浆
材料选用32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比0.5；二次注浆压力≥1.5Mpa。锚板采用100厚C20喷射混泥土内配φ6.5 @200钢筋网，钢筋网的加强筋为4Φ12，水平联系筋规格为2Φ12
5.2第二道支护
第二道支护自基坑-9.20米～-5.80米标高。Φ850三轴水泥土搅拌桩及自上而下间距1200分别设L=15000、L=12000、L=9000三道土钉墙；水泥土搅拌桩材料选用32.5级普通硅酸盐水泥水泥掺量15%，水灰比1.5左右；土钉墙设置和要求同第一道围护。
5.3第三道支护
第三道支护自基坑-17.70米～-9.20米标高。Φ850三轴水泥土搅拌桩及Φ900@1100钻孔灌注桩柱列式挡墙，-9.20米处设压顶圈梁和一道混凝土内撑，柱列式挡墙-12.1米、-14.1米处分别设Φ250@3000，L=25000；Φ250@2000，L=25000；予应力土锚，土锚予应力杆采用钢绞线，锚头采用H500双拼钢围檩。
基坑围护平面图见图一
基坑围护剖面图见图二
混凝土内撑平面图见图三
5.4降水
按地勘报告针对第一批挖土设11组轻型井点降水，轻型井点长度8米，水位至开挖深度下1米基坑开挖前拔除。
6、方案的实施顺序及施工要点
6.1施工顺序
工艺流程：钻孔灌注桩柱列式挡墙施工 三轴水泥土搅拌桩施工
压顶圈梁、混凝土内撑施工 分层开挖分层施工土钉
分层开挖施工予应力土锚 挖土至基底 负三层结构施工
回填土 负二、一层结构施工 换撑、拆除混凝土内撑
6.2施工要点
6.2.1型钢用Q235，混凝土强度等级C30，水泥用32.5普通硅酸盐。
6.2.2基坑周围10m范围内地面荷载不得大于20KN/m2，土方开挖应均匀分布进行，小范围内土面高差不得大于2m，以免围护桩侧压力增长过快。

6.2.3土钉墙分层开挖，分层施工，注浆分一次注浆和二次注浆，注浆时将注浆管插至孔底100处，将孔内泥浆全部置换，然后拔出注浆管。当第一次注浆初凝后，进行第二次注浆，第二次注浆压力不小于1.5 Mpa。
6.2.4钻孔灌注桩混凝土粗骨料粒径不的大于40mm,混凝土须连续浇筑，充盈系数1.05～1.10；桩体施工垂直度偏差不大于1/150；钢筋接头必须在基坑底面2m以下，且必须采用机械或焊接接头。
6.2.5三轴水凝土搅拌桩，桩中心偏位不的超过10 mm，桩体施工垂直度偏差不大于1/150，水泥浆配置后；停滞时间不得超过2小时；水泥土搅拌墙28天龄期无侧限抗压强度要求大于1.0 Mpa。
6.2.6混凝土内撑必须遵循先撑后挖的原则，内撑的拆除，必须在换撑混凝土强度至少达到75%以上时才能进行。
6.2.7予应力土锚锚头型钢必须连接牢靠密贴，锚固体达到设计强度的70%且大于15 Mpa时方可进行予应力张拉；为避免相邻锚杆张拉的应力损失，可采用“跳张法”，隔一拉一的方法进行张拉；正式张拉前，应取设计拉力的10%～20%，对土钉预张1～2次，使各部位接触面，杆体与土层紧密，产生初剪；正式张拉分级加载。
6.2.8待侧墙和传力带强度达到相应设计强度的75%后可进行内支撑的拆撑；地下主体结构施工完毕后，拆除侧墙模板，回填土至地面标高，完成整个基坑支护工作。
7、施工监测结果
7.1周边环境
东、西两侧及南侧道路稳定，无开裂现象发生，基坑外临时建筑物的最大沉降值10mm，最大倾斜值0.07 ％，属正常允许范围。
7.2支护桩顶变形
观测点埋设后进行第一次观测。从挖土开始，在施工的不同阶段，每日或隔日进行观测，直至地下室混凝土结构施工完毕，共观测110次，东、南、西、北的最大位移分别为7mm、7mm、8mm、20mm。
8、结语
本工程的支护桩及周边建筑、道路的变形监测结果表明，本工程所采用的基坑支护综合处理方案是有效的。根据基础各部位开挖深度的不同，采取了不同的临时支顶撑措施，同时采用土钉墙、轻型井点降水及予应力锚杆等技术，达到了施工周期短、投资少和保证基坑及周边建筑安全的目的。