地下立体车库深基坑支护方案比选与施工技术探析

2020-12-11杨鸿眉

工程技术研究 2020年20期

杨鸿眉

（甘肃第九建设集团有限责任公司，甘肃武威 733000）

地下立体车库深基坑支护设计方案选择的合理性直接影响车库建设质量，基于深基坑方案的施工技术的科学应用同样会带来较为深远的影响。但结合实际调研可以发现，地下立体车库深基坑支护方案设计与施工技术应用很容易出现问题，这类问题的针对性处理必须引起重视。

1 工程概况

文章以地上1层、地下4层的巷道堆垛类机械停车库工程为研究对象。该车库位于甘肃省武威市凉州区财政局院内，采用平板式筏板基础和框架剪力墙结构，结构重要性系数为1.1，基坑支护结构安全等级为一级。车库由建设场地南侧的A区、建设场地北侧的B区两个地下停车库组成，基坑开挖支护深度分别为12.58m、13.58m。A区、B区地下停车库±0.00m分别相当于绝对高程1532.15m、1531.15m。

2 地下立体车库深基坑支护方案比选

2.1 地质分析

为优选深基坑方案，设计单位首先围绕工程场地的地形地貌、地层岩性、水文地质特征开展了深入分析。围绕地形地貌进行分析可以发现，场地为危旧平房拆除区，两侧为城区道路和多层建筑，周边环境复杂，场地交通较为便利；地貌单元属祁连山山前冲洪积平原，整体由南向北倾斜。分析地层岩性可以发现，场地地层主要为第四系冲洪积层，以杂填土（0.9m）、卵石（20m以上）为主，杂填土层成分主要为卵砾石和粉质黏土，混杂有建筑生活垃圾；卵石层母岩类型以砂岩、石英岩、花岗岩为主，充填物以中细砂为主，局部夹薄层状粉质黏土及粉细砂。场地勘探深度范围内未见地下水，基坑开挖支护可不考虑地下水影响。工程位于温带大陆性干旱气候区，具备温差较大、太阳辐射强、空气干燥、蒸发量远大于降雨量等特征，7—9月降雨集中，年平均气温9.5℃。

2.2 深基坑支护方案比选

基于工程实际和场地地质分析以及周边环境情况，设计单位围绕常见支护方式进行了比选，包括土钉墙支护方式、复合土钉墙方式、桩锚支护方式、地下连续墙支护方式、排桩加锚杆类支护方式等。工程基坑开挖支护深度分别为12.58m、13.58m，结合AB段、CD段、DE段、EF段、FG段、HJ段、JK段各段实际，其中垂直开挖的AB段、EF段、FG段、HJ段、JK段、LA段基坑采用桩锚支护方式，1∶0.3放坡开挖的CD段、DE段、KL段基坑采用土钉墙支护方式，1∶0.3放坡开挖的BC段基坑采用复合土钉墙支护方式并设置预应力锚索。基坑支护设计参数见表1，基坑开挖支护平面图见图1。

表1 基坑支护设计参数一览表

图1 基坑开挖支护平面图

工程基坑下口线为地下车库轴线外放2m，基坑支护采用HPB300级钢筋作为钢筋笼外箍筋及冠梁箍筋（Ф10mm钢筋）、喷射砼面板配筋（Ф6.5mm钢筋），其余采用HRB400级钢筋。在具体的比选过程中，设计单位围绕基坑支护工程各段开展了针对性的验算，如AB段开展的排桩支护验算、土压力模型及系数调整验算、各工况结构计算。

3 地下立体车库深基坑施工技术

3.1 施工方案

在地下立体车库深基坑施工中，施工单位严格遵循“分层（段）开挖、先撑后挖、由上而下、严禁超挖”原则，以此分层分段、自上而下进行施工。具体施工需结合基坑边坡支护要求和土质情况，每层需开挖至相应层锚索或土钉下80cm处，并统一进行土钉墙支护处与锚索以下土方开挖，基于1.5～2m控制每层开挖深度。具体施工流程可概括为分两遍跳打开展支护桩施工→挖土破桩头开展冠梁施工→分层分段开挖基坑土方（冠梁砼强度达到75%设计值）→土钉墙及桩间土网喷支护施工→预应力锚索施工→重复上述工序→到达基坑底面设计标高→验槽→地下车库基础施工。

3.2 技术准备工作

为保证地下立体车库深基坑施工质量，施工单位在施工前针对性开展了一系列准备工作，包括研究勘察报告、了解基坑周边实际情况、办理签章手续。结合工程实际，施工单位对基坑周边建（构）筑物基础、地下管线与锚索（土钉）所占用的地下空间关系开展了深入研究，以此规避各类事故。此外，施工前对全体施工人员进行了全面、多层次的技术交底，由此使其得以较好地掌握工程的施工部署、工序质量控制点、工艺标准、技术参数、设计要求等。

3.3 支护桩施工要点

在支护桩施工中，需首先做好施工场地的平整工作，具体施工过程还需要关注支护桩成孔、钢筋笼制作安装、桩身砼浇筑三个重要环节。在支护桩成孔环节，需隔桩进行支护桩施工，并重点控制桩长、桩身完整性、桩位偏差、桩径偏差、桩身垂直度偏差、桩身砼的灌注充盈系数。在达到设计深度后，清孔需通过不断加入清水完成，保证孔底500mm范围内泥浆在砼浇筑前存在1.20以下的比重，且同时存在8%以下的含砂率，孔底沉渣厚度、泥浆黏度需分别控制在150mm内、28s内；在钢筋笼制作安装环节，钢筋笼下入和导管安装必须在清孔达到要求后立即进行，以此保证水下砼浇筑的及时性。工程采用自上而下全长均匀配筋、外径Φ900mm的钢筋笼，现场整体绑扎。在搬运和吊装钢筋笼的过程中采用杉木杆或钢管进行加固，安装采用25t汽车吊，对准孔位后及时固定，以此为导管安放和砼灌注提供支持；在桩身砼水下浇筑环节，工程采用C30商品砼，水泥用量最小需控制在360kg/m3，坍落度需控制在180～220mm，含砂率需控制在40%～50%（中粗砂），粗骨料最大粒径需控制在40mm以下。采用Φ300mm直径的砼浇筑用导管，导管由每节长度为2.5m的薄壁钢管分节接长而成，采用螺栓连接，同时垫橡胶垫圈于接头部位。为保证砼灌注质量，桩孔底与导管底部距离需控制在300～500mm，同时需保证施工过程混凝土储备量充足，混凝土中导管埋入深度需控制在2～6m，导管提拔速度在施工过程中不得过快，辅以连续施工、按规定检验，即可更好地保证施工质量。

3.4 桩间土网喷支护与土钉墙支护、预应力锚索施工要点

为保证桩间土网喷支护施工质量，施工单位在钢筋网片设置、喷射砼施工两方面投入了大量精力。在钢筋网片设置环节，工程单层双向设置Φ6.5@200mm×200mm钢筋网片，每边的搭接长度、网格允许偏差需分别控制在300mm以下、±10mm内。喷射砼施工采用P32.5复合型硅酸盐水泥与HPZU-5B型砼干喷机，自下而上喷射，受喷面与喷头距离控制在0.8～1.5m，喷射面需与射流方向垂直。喷射砼的喷水养护需在终凝2h后进行，一般养护时间为3～7d，需根据气温决定。为保证土钉墙支护施工质量，着重控制土钉设置、钢筋网片安装、喷射砼施工等环节，具体施工采用BW-150型高压泥浆泵，配合开展孔底注浆法全长压力注浆，通过采用二次注浆工艺保证注浆饱满，注浆浆液在搅拌均匀后应立即使用。在预应力锚索施工中，施工单位采用液压潜孔钻车跟管钻进成孔工艺，并基于孔底返浆、二次注浆完成锚孔注浆。在具体施工过程中，作业停顿或完毕时需用水冲洗管路，且预应力锚索的张拉锁定应保证75%以上的水泥注浆体强度时进行，具体采用OVM15-3专用锚具和60t穿心千斤顶。

3.5 信息化施工要点

该工程在信息化施工方面也开展了一系列探索，结合水文、天气、地质、荷载等不确定因素，对此基坑工程进行了监测，同时基于信息化施工实现了土方开挖与支护的优化配合。基于基坑工程监测提供的数据，土方开挖与支护的配合得以动态化开展，超挖、多道工序随意合并等问题得以规避。在信息反馈体系支持下，现场技术负责人可对施工方案及时修改，并能够及时改进施工工艺，支护结构的稳定性也需要得到信息化施工监测获得的资料支持。