浅谈基坑支护的几种方法

2011-08-15张瑞娟

山西建筑 2011年26期

张瑞娟

基坑支护体系属于临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测，并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情，需要及时抢救。基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。本文通过山西润城房地产开发有限公司新城市花园基坑支护设计介绍些支护方法。经过勘察揭露的地层情况，结合区域资料综合分析，场地地基土按沉积时代及成因类型自上而下依次为:第四系全新统冲洪积地层及第四系上，中更新统冲洪积物组成，地基土自上而下构成依次为:杂填土、素填土、粉土、粉质粘土、中砂。所以在基坑开挖后需要进行支护，根据现场的实际情况和经济分析，对现场的不同区域采用不同的基坑支护方法，聋哑学校部分基坑，上部采用土钉墙支护，下部采用灌注桩及锚索支护，除聋哑学校部分外的基坑，除了采用上述支护方法外，还采用素混凝土防渗墙和斜撑。

1 土钉墙

土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射混凝土面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力;从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙称为土钉墙。聋哑学校部分基坑上部采用的是土钉墙支护，基坑四周内侧均采用三排土钉，施工方法如下:

1)分层开挖:按每层1 m开挖，但根据实际场地情况，采用不同直径的锚筋。2)喷第一层混凝土:混凝土为C20机械搅拌。采用425号普通水泥，水灰比为0.45，配合比参照水泥∶中砂∶碎石为1∶2∶2.5。石子粒径为5mm～15mm，第一层混凝土厚度控制在40mm～50mm。喷射前应先对机械设备、风、水管路和电线进行全面检查及试运行，埋设好喷射混凝土厚度的标志。喷射作业应按分段分片依次进行。同一公段喷射顺序应自下而上。喷射混凝土终凝后及时喷水养护3 d左右。3)安设土钉:包括钻孔、安装钢筋、注浆等几道工序。钻孔:钻孔前采用经纬仪、水准仪、钢卷尺等进行土钉放线确定钻孔位置。土钉布孔距允许偏差为±50mm。成孔采用冲击钻、洛阳铲等机械。成孔中严格按操作规程钻进。钻孔偏斜度不大于30%，孔深允许偏差为±50mm。终孔后，应及时安设土钉，以防止塌孔。安装钢筋:土钉钢筋制作应严格按施工图施工，使用前应调直并除锈去污。土钉长12 m以内，原则采用通长筋不接驳，如需接长时，采用绑条焊接长，每条焊缝不小于5d。土钉定位器按图施工，以保证钉钢筋保护层厚度。土钉安装之前进行隐蔽检查验收。安放时，应避免杆体扭压、弯曲，注浆管与土钉杆一起放入孔内，注浆管应插至距孔底250mm～500mm，为保证注浆饱满，在孔口部位设置浆塞及排气管。注浆:注浆用水灰比0.4～0.5的纯水泥浆，水泥采用425号普通硅酸盐水泥，水泥浆结晶体强度等级C20。若采用钢管压浆时，注浆采用水灰比为0.45～0.6的纯水泥浆，水泥采用525号普通硅酸盐水泥。钢筋钢管压浆锚杆控制在1.5 MPa以内，并根据试验锚杆由设计单位确定注浆技术质量要求。注浆前，将孔内残留及松动的废土清理干净，注浆开始或中途停止不能超过30 min，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。4)绑扎钢筋网:钢筋网为φ6@200×200双向，与土钉连结牢固，保证在喷射混凝土时钢筋不晃动。搭接度为35d，全部采用梅花形绑扎。加强筋2φ20及L100×6角钢在钢筋网安装合格后进行，并与锚杆筋或钢管焊牢。钢筋网安装完毕，自检查合格后及时进行隐蔽验收。5)喷射第二层混凝土:喷射第二层混凝土操作基本上与第一次喷射第一层混凝土一致。不同之处在于喷射第二层混凝土时，应对第一层混凝土进行检查将松散、松动部分除去，并湿润。第二层混凝土总厚控制在100mm，同时，又应将所在钢筋网盖住，并保证面层25mm厚钢筋保护层。6)养护:第二层喷射完毕终凝后，应及时喷水养护，日喷水不少于3次，养护时间不少于3 d。

2 桩锚

在开挖前沿基坑周边打一圈竖直的桩，用桩来阻挡土的坍塌。为防止开挖时桩倒塌，用水平方向的锚杆来拉住桩。锚杆也可以看作是水平方向的桩。桩和锚杆共同构成的支护体系就叫桩锚支护。整个场地基坑支护较大部分采用的是桩锚支护的形式。施工要点主要有:1)施工前应调查清楚周边建筑基础及管线详细情况;2)支护桩必须隔桩施工，并须在灌注混凝土24 h后进行邻桩成孔施工;支护桩须严格控制水平方向应在一直线上，且控制好垂直度，以保证地下室外墙砖胎模板的施工效果;3)水泥搅拌桩应控制垂直度误差在1%内，且施工过程不得中断，以保证止水帷幕的止水效果;若相邻桩间隔时间太长，无法搭接，应在设计单位同意后采取补桩或注浆措施;4)第二排锚索布置在地下室一层楼板上30cm，施工完地下室一层楼板后，应按要求拆除第二排锚索;5)针对在砂层中锚索成孔可能导致施工过程漏水、流砂的情况，成孔采用了套管跟进结合控制水压的方法。钻孔过程中钻进、出渣、固壁、清孔等工序一次完成，可以有效防止塌孔，不留残土;6)承台及底板施工完毕后，地下室外墙施工时，应紧贴支护桩内侧砌筑砖胎模，并按要求涂刷涂料防水。

3 斜撑

斜撑作为支撑的一种，在围护中主要用来抵抗基坑的主动土压力，由于在构造上支撑基础不仅要承担水平力，还有竖向分力，所以在支撑基础的设计中，应考虑两个方向力的作用。斜撑的支撑点的选择又是一个难题。本基坑在西侧采用了斜撑和灌注桩支护的方式，斜撑采用直径为610mm，壁厚为10mm的钢管，水平间距随灌注桩的改变而改变，并等于灌注桩间距的2倍，斜撑通过HW388×402×15的H型钢把灌注桩撑住，在H型钢和灌注桩体间浇筑C30细石混凝土，并凿开桩体保护层采用直径为25的钢筋和桩体主筋可靠焊接以防滑移。

钢支撑稳定保证措施主要包括以下四方面:

1)基坑开挖严格遵守分层开挖的原则，支撑架设与土方开挖密切配合，开挖时采用中心挖槽法开挖钢支撑附近土方，以防止机械碰撞支撑;采用人工配合小型机具开挖灌注桩附近土方，严禁机械开挖碰撞钢支撑和钻孔灌注桩，土方开挖到设计标高后及时架设钢支撑并施加预应力，减少无支撑暴露时间。

2)钢支撑稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，其架设必须准确到位，并严格按照设计要求施加预应力，尤其注意斜撑的稳定性，在斜撑作业时，安装每一环均要做到精心作业，另外从基坑钢支撑架设到拆除的整个施工过程中，须对钢支撑严格检测，确保其稳定性。

3)钢支撑安装时，轴线偏差不大于5cm，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。钢支撑连接时必须堆成上螺栓，按顺序紧固，同时为防止钢支撑在施加轴力时产生过大挠度，在施加轴力前先将挠度校正至水平。

4)钢支撑在安装前一定要检查加工成型的支撑是否垂直，不垂直的要进行校正。