多种基坑支护方法在某管廊项目中的综合应用

司建波 张彦飞 张红才

(1.陕西隆岳地基基础工程有限公司，陕西 西安 710065； 2.西安建筑科技大学，陕西 西安 710055)



多种基坑支护方法在某管廊项目中的综合应用

司建波1张彦飞1张红才2*

(1.陕西隆岳地基基础工程有限公司，陕西 西安 710065； 2.西安建筑科技大学，陕西 西安 710055)

结合西安市某管廊项目的工程地质条件，确定了排桩、锚索、南侧坑壁全线素喷的支护方案，并阐述了方案的施工要求及实施方法，保证了坑壁的整体稳定性，避免了裂缝与土体局部滑动等现象。

管廊，基坑，支护桩，锚索，土钉墙

随着城市市区范围的拓宽，向下可以发展地铁、地下商城、地下综合管线等，向上则是摩天大楼、办公建筑群等。这两种城市发展方式无一例外，都需要开挖大型深基坑，以维持上部结构的安全稳定等。我国的深基坑发展开始于20世纪80年代，从刚开始的4 m基坑到目前北京正在建设的“中国尊”40 m深基坑(高约528 m，完工后将成为北京市第一高楼)，地下8层，为世界之最。深度虽然只增加了30多米，但其施工难度、技术措施却是成倍增长。另外，大多数常见的高层住宅，基坑深度也维持在10 m左右，仍然是一项艰巨的工程。从众多基坑项目施工中可以发现，我国的基坑施工目前存在以下特点：基坑深度逐渐增加、工程地质条件不可选择、基坑周围环境异常复杂等[1]。因此，在条件复杂多变的深基坑施工时，必须采取一定的支护方案，加强周边土体的稳定，确保基坑的安全施工。

1 工程概况

西安市某管廊项目原为宽10 m，深约5 m的污水沟河道，现改建为地下综合管廊采用四舱设计，上层过水、下部管线。全长约3 km，上部宽约13 m，下部宽约6 m。管廊廊顶覆土厚度一般地段为3.05 m，廊底埋深一般地段为7.0 m，交叉节点处埋深约12 m，总体基坑开挖深度约7 m～12 m。

支护方案(由东向西)为：K0+0～K1+570段基坑开挖深度7.0 m～8.6 m，北侧采用放坡开挖，上部2.6 m按1∶1坡率、下部按1∶0.3坡率，马道宽2 m。南侧由于道路红线限制，且临建筑物，采用钢筋混凝土灌注桩悬臂支护。

K1+570～K3+0段基坑开挖深度10 m～12 m，北侧采用土钉墙支护，上部4 m按1∶1.5坡率、下部按1∶0.4坡率，马道宽2 m。南侧由于道路红线限制，且临建筑物，采用钢筋混凝土悬臂灌注桩加一道预应力锚索支护，侧壁土表面铺设钢筋网片素喷混凝土。

2 工程地质条件

该场地位于西安市皂河两岸Ⅰ级阶地，地形较为平坦，局部区段堆有建筑垃圾和未拆除的建筑物基础。场地地层自上而下分别为素填土、杂填土、黄土状粉质粘土、中细砂、黄土、古土壤、粉质粘土等。其中，上部素填土和杂填土层厚0.5 m～8 m,主要成分为砖块、混凝土碎石块等建筑垃圾以及生活垃圾；中部黄土状粉质粘土层含有较多水分，在管廊沿线分布连续，层位稳定；下部砂层较厚，呈透镜体，且由于原污水河道的影响，该层含水较多，该层层厚0.5 m～4.3 m；下部其他土层，性质较为稳定，不会对排桩产生不利影响。

从以上土层分布状况可以看出，该场地地层状况复杂，由于是在原污水河道的基础上修建新的管廊，所以地下存在较厚的砂层，极易影响坑壁的安全稳定。综合土层以及北侧居民小区住宅、南侧城市交通要道等因素，按照规范要求[2]最终设计为排桩、锚索，南侧坑壁全线素喷的支护方案。

3 支护方案

3.1 K0+0～K1+570段采用排桩+挂网素喷方案

1)支护桩施工要求。

支护桩桩径800 mm，桩间距1.5 m，旋挖钻机机械成孔。其中桩身、冠梁采用C30混凝土，箍筋HPB300，主筋HRB400；冠梁尺寸1.0 m×0.8 m。支护桩应隔两根桩跳仓法施工，混凝土达到初凝且48 h后方可施工相邻桩；施工注意控制钻进速度，防治孔内坍塌和孔斜；必要时应采取护壁措施防止缩孔。

2)喷射混凝土要求。

a.放坡开挖坡面及排桩支护桩间喷射石屑混凝土面层厚度80 mm；土钉墙喷射混凝土石屑混凝土面层厚度80 mm。喷射砂浆配合比应通过试验确定。

b.钢筋网片选用@50×50规格成品菱形钢板网；钢板网片铺设时每边的搭接长度不应少于200 mm。

c.土钉墙面层钢板网固定方法：根据土钉竖向间距采用2根14 HRB400水平加强筋和按1.5 m水平间距采用1根14 HRB400竖向加强筋固定。

d.支护桩间钢板网固定按1.5 m竖向间距，于钢板网外侧设置2根14 HRB400通长横向拉筋，与各支护桩连接，横向拉筋与支护桩主筋焊接牢固。

e.喷射混凝土面层时，从底部向上喷射，喷头垂直于面层，距离保持0.8 m～1.5 m。

f.混凝土喷射完成后2 h，应洒水养护，保持混凝土湿润，养护时间根据气温确定宜为3 d～5 d。

3.2 K1+570～K3+0段采用排桩、锚索、土钉墙以及挂网素喷方案

1)锚索施工要求。

a.锚孔定位偏差不宜大于20 mm；锚孔偏斜度不应大于2%；钻孔深度应超过锚杆设计长度不小于0.5 m；锚索成孔直径不小于设计孔径150 mm。钻孔完毕后使用高压空气(风压0.2 MPa～0.4 MPa)将孔内的沉渣碎屑等全部清除出孔外，以免降低锚固体与孔壁岩土体的粘结强度；成孔后应及时安装锚索并注浆。

b.锚索锚筋材料采用直径12.7 mm高强度低松弛预应力钢绞线(1×7标准型，抗拉强度标准值fptk=1 860 N/mm2)。宜采用无粘结钢绞线，锚固段应平直并采取除锈、除油措施；若为粘结钢绞线，则自由段除锈、刷沥青船底漆和沥青玻纤布缠裹两层，然后外套PVC软管，该PVC软管应具有一定的厚度、柔度及抗老化性能；PVC管内注满黄油，自由段与土层间空隙应注满水泥砂浆。

c.锚索下料长度为：锚固段+自由段+1.5 m外露张拉段。

d.锚孔灌浆采用孔底返浆法、一次压力注浆工艺。注浆采用水泥砂浆，注浆压力0.6 MPa～0.8 MPa，直至锚孔孔口溢出浆液方可停止注浆，注浆后浆液面下降时进行孔口补浆；注浆管采用A40 mm PVC管制作，要能承受1 MPa的压力。

e.注浆采用M30水泥砂浆，注浆体28 d无侧限抗压强度不小于20 MPa，浆液水灰比按照强度控制，灰砂比为1∶1，水灰比0.4～0.45。

f.锚索锚具采用OVM型或符合其技术要求的其他锚具。

g.待锚固段浆体强度达到20 MPa，且支护桩达到设计强度80%以上时，再对锚索进行张拉锁定。

2)土钉墙施工要求。

a.土钉成孔直径110 mm，梅花形布置，一般入射角15°。

b.边坡易局部坍塌时，先进行超前支护，在坡脚砸入短钢筋或钢管，先喷设一层混凝土，再进行土钉成孔施工。

c.土钉组装前应进行除锈操作，其外端通过焊接“L”形钉头筋，与相邻的两根水平加强筋焊接，进而与钢筋网片连接。

d.土钉孔内采用低压注浆(0.4 MPa～0.6 MPa)，注浆材料采用灰砂比1∶1～1∶2、水灰比0.40～0.45的水泥砂浆(细砂)。使注浆导管缓慢进入孔内，且距孔底不超过200 mm后开始注浆，缓满拔出导管且浆液充满至孔口，用湿粘土封堵孔口，严密捣实，再以0.8 MPa～2 MPa的压力进行补灌，要稳压3 min～5 min注浆才能结束。

e.注浆体终凝前，不得锤击、碰撞土钉杆体，以免浆体未凝固稳定，提前破坏。

4 结语

1)从施工现场的监测可以得出，坑壁整体稳定，没有出现裂缝、土体局部滑动等现象。

2)实践证明，采用排桩、土钉与锚索联合支护结构起到了更好的作用，排桩维持下部土体稳定、避免砂层坍塌，提供整个土体稳定的基础，锚索、土钉维持基坑上部土体墙壁稳定，三者相互补充，成为一个整体。

3)在施工期间，基坑南侧的道路维持稳定，车辆正常行驶，未受到影响；北侧建筑物也未发生沉降等其他异常。因此，该方案对于类似工程有很好的借鉴作用。

[1] 贺 晨.基坑支护方案的优化设计及施工过程受力变形特性研究[D]．长沙：中南大学，2011.

[2] GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范[S].

Comprehensive application of various foundation support methods in the pipe rack project

Si Jianbo1Zhang Yanfei1Zhang Hongcai2*

(1.Shannxi Longyue Foundation Engineering Co., Ltd, Xi’an 710065, China;2.Xi’an University of Building Science & Technology, Xi’an 710055, China)

Combining with the pipe rack project engineering geology conditions in Xi’an city, the paper determines the support scheme of drainage pile, anchor cable and southern pit wall plain spraying, describes the scheme construction demands and implementation methods, and guarantees the integral stability of the pit wall and avoids cracks and local soil sliding and other phenomenon.

pipe rack, foundation, support pile, anchor cable, soil nailing wall

1009-6825(2017)12-0061-02

2017-02-17

司建波(1969- )，男，硕士，经济师，工程师

张红才(1992- )，男，在读硕士

TU463

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