湿陷性黄土地区深基坑边坡支护的技术要点

2018-02-16张晓明

建材与装饰 2018年35期

张晓明

（甘肃一安建设科技集团有限公司甘肃省兰州市 730060）

引言

近些年来，随着甘肃省经济以及城市飞速发展，导致城市工程数量不断增多，特别是对于地下工程来说，如高层建筑的多层地下室、地下铁道等，这些工程对地质条件的要求非常高，再加上湿陷性黄土地质在甘肃省分布广泛，给深基坑施工环节提出了更高的要求。虽然湿陷性换土在干燥的情况下具有一定的荷载力，如果一旦浸水之后，在工程自重和荷载的作用下，就会导致土体变形，甚至会影响周边的建筑工程。所以，针对甘肃省湿陷性黄土地质较多的问题，需要合理采用深基坑边坡支护技术，从而保证工程质量和施工安全。

1 湿陷性黄土地区深基坑支护设计依据

1.1 工程地质条件和水文条件

岩土工程勘察报告剖面选取：对于建筑物深基坑来说，不同的边线需要采用不同的地质剖面图对土体的综合性质进行分析，包括土层分布、厚度、深埋、物理性能等各项指标。

力学参数指标选取：在力学参数指标选取过程中，特别要关注所采用的试验方法对参数以及计算结构的影响，同时也要充分考虑工程建设扰动以及地下水对参数的影响。如果是采用水土分算的计算模式时，通常是要采用三轴固结不排水试验当中有效应力抗剪强度、粘聚力、内摩擦角指标，并且还要注重土体的有效重度。如果是采用水土合算方法时，通常采用三轴固结不排水总应力强度指标、直剪指标，并重点关注土体饱和重度。对甘肃省湿陷性黄土特性来说，绝大部分工程都会选择不扰动试样的直剪强度指标。

地下障碍物调查：对于当今工程建设中大部分勘察报告来说，都很少会涉及到建筑物外围基坑变形范围内支护土地的地层岩性状况，由于当今甘肃省建筑事业发展尤为迅速，很多拟建工程建筑深基坑不仅被其他的建筑工程所包围，甚至被原有建筑工程基坑回填土包围，这部分土壤的物理性能非常差，如果没有正确选择支护技术会威胁到人们的安全，这就需要在前期准备工作当中，重点对废弃工程进行调查，如废气管道、人防工程、建筑基础等。某工程基坑施工过程中，该工程深度为8m，采用排桩支护方法，桩体长度为14m。在护坡桩施工完毕后，业主提出基础下部可能有防空洞，之后经过探查和开挖施工后发现支护桩正好处于防空洞边墙的位置上，桩端处在半悬空状态，严重影响深基坑和周边工程的安全性。由此可见，调查地下障碍物是十分必要的工作。

1.2 主体建筑物情况材料

工程主体材料主要包括以下几项：①建筑物总平面图的包括用地红线、基坑和用地红线、工程周边环境平面关系等；②深基坑桩体设计材料以及基础结构图；③深基坑形状图、尺寸图、深度规格。同时也要全面考虑在基础施工时所需要的脚手架、模板搭设所涉及到的范围，如果是特殊条件还需要重点考虑地基施工中所需要的桩基设备等。

1.3 周边环境调查

在环境调查中，需要重点关注以下几点：①深基坑边坡支护现场以及周围土体的岩性条件，特别是要重点检测周边黄土是否被雨水浸透而产生湿陷性黄土，也要对黄土的发展态势进行全面解析；②关注深基坑支护周边工程情况，分析基坑与周边工程的影响关系，包括周边建筑人高度、基础建设形式、荷载性、具体使用情况等；③基坑周边交通情况，特别是要考虑临近周边道路路基的荷载性能；④深基坑周边公共设施的具体分布情况以地下管线分布状态。

2 湿陷性黄土地区深基坑边坡支护技术实施要点

2.1 悬臂式支护与土钉墙支护技术

此两项技术主要是用作深度小于10m的深基坑支护工程当中。其主要表现在：

（1）悬臂式钢筋混凝土挡土排桩。采用该项技术主要是因为钢筋结构的弯矩系数较大，如果深基坑深度大于10m会提高造价，再加上桩体如土深度往往要高于深基坑土方开挖深度，所以更加适用于10m以下的深基坑施工。桩体直径控制在0.6～1.0m之间，采用旋挖过锥钻机械进行打孔施工，并在水下灌注混凝土。如果是一级的安全等级，则优先选择该项技术。该项技术施工更加便捷、占地面积小，可以实现多台设备同时施工，从而提高了施工效率，桩体刚度非常强、具有良好的抗剪力。但是该项技术由于桩身弯矩系数大，需要较高的配筋量，桩顶位移较大，因此如果深基坑周围有重要的建筑物时，则要慎重选择。

（2）土钉墙支护。该项技术是在被加固的土体当中安放具有一定长度、密度的土钉，并固定在混凝土面板上，从而起到加固作用，构成一个类似重力墙的挡土墙，此时土体和土钉共同受力，构成一个强度大、刚性高复合体。土钉墙支护是一种主动加固方法，可以有效提高黄土的抗拉性和整体刚度，保证深基坑边坡的稳定性。土钉成孔直径为130mm，注浆的水灰比为1：0.5。如果需要加强土钉钢筋长度可以采用对焊接、搭接焊接方法。砂浆的强度等级要高于32.5，注浆压力为0.4～0.6MPa。该项技术实施起来十分便捷，并且具有施工速度快、经济性强等特点，工程造价是排式灌注桩的30～60%左右。但该项技术只能满足二、三级安全等级标准。在实际施工过程中，由于土钉墙支护土体会产生较大的变形，因此如果深基坑周围距离楼房较近时，则要谨慎使用。

2.2 预应力锚杆施工

预应力锚杆施工过程中，锚杆直径为150mm，锚杆成孔主要是采用跟管钻进方法。锚杆钻孔水平方向与垂直方向误差要控制在100mm之内，倾斜误差在±3%之内。在锚杆正式入孔前，需要施工人员事先安装定位支架，确保锚杆钢筋处在钻孔的中心位置，并控制支架沿钢筋长的间距，通常为2m左右。在注浆过程中主要是采用水泥砂浆，如M10，保证水泥强度不低于42.5级，水灰比控制在1：0.45，在锚杆部位全部注浆，注浆压力为0.4～0.6MPa。将锚杆钢筋和注浆管绑扎后同时进行到孔洞内，注浆管内端孔底距离为0.5m，必须要做好注浆管浆口、底部的密封工作，在注浆时需要保持连续性，尽可能不中断，之后将注浆管缓缓拔出，保证注浆管始终位于浆面以下。待到浆液溢出孔外后，即可将注浆管缓缓拔出并采用水泥沙袋丰富密封保持内部压力，再开展孔外补充注浆。如果锚杆的锚固强度为15MPa以上并达到了设计强度的75%时，即可对钢筋进行逐根张拉锁定，张拉荷载力度要稍稍高一些，通常是设计荷载的1.1倍，在稳定5～10min后即可锁定。