1.1土层及其岩土特性

 

　　本工程场地原始地貌为残丘坡地，场区东、南、北侧均有建筑物、西面邻近广州大道。场区地势呈三级台阶地形，自南向北逐级下降，各级地势内地势较为平坦，局部在拟建建筑物的西南角处有一很陡的山坡。各土层及其岩土特性如下：填土层：厚1.7～4.5m；冲积粉质粘土：厚1.0～4.8m；冲积粉土：厚0.4～3.1m；冲击中、粗砂：厚0.3～2.3m；坡积粉质粘土：厚0.6～2.8m；坡积粉质粘土：厚0.6～2.8m；残积粉质粘土：厚1.1～5.5m；残积粉土：厚0.85～6.1m；强风化岩带：厚0.7～8.8m；中风化带：厚1.0～17.8m；微风化带：揭露厚度3.5～26m。

 

　　1.2地下水

 

　　场区地下水主要是赋存于人工填土层中的上层滞水、冲积中粗砂层中的孔隙潜水和基岩裂隙水。其中人工填土层中的上层滞水和冲积层中的中粗砂层孔隙潜水主要靠大气降水补给，受季节、气候变化的影响，地下水水量有限。冲积层和坡积层、残积层的粉质粘土、粉土层透水性弱，赋水性差，为相对隔水层。勘察期间测得水位埋深为0.98～3.5m。总的说来，场区含水量不大。

 

　　1.3周边环境

 

　　基坑东、南、北侧均有建筑物、西面邻近广州大道，并且在基坑西南角处很陡的山坡上有一学生公寓，离地下室墙边线仅为2.3m。根据广州市地下管线调查办公室提供的《广州市综合地下管线图》（244294）表明，场区基坑范围内无重要地下管线。

 

 

　　基坑开挖深度大部分为4.3～6.7m，由于场地有限不能采用放坡开挖。场区平整前，在场区东面外道路无支护直立开挖约3m深的沟铺设管道，场区平整后，在场区东北角无支护直立开挖4m深的施工化粪池，其坑底已低于地下室底板（该处地面绝对高程约为＋9.00m，建筑物±0.00m相当于场区绝对高程＋11.50m）。鉴于场区土层较好，水量不大，因此支护结构主要采用土钉墙支护结构。但在场区西南角处有一陡坎，基坑局部开挖深度达10m，且该处离地下室墙外边线2.3m有一条形基础的五层学生公寓楼，施工机具上不去，由于该处地层主要为填土、粉土，基本无地下水，且基岩埋深浅，故该处采用人工挖孔桩加一道预应力锚索的支护结构。

 

 

　　基坑开挖深度为4.3～6.7m，考虑地面超载20kPa。土钉水平间距均为1.3m，梅花状布置，直径φ110mm。钢筋均选用HRB335。由于基坑开挖深度不同，所以土钉墙支护结构共分为7个区段。坑壁面C20喷射砼，厚150mm，钢筋网采用φ8@200×200。

 

　　在基坑西南角处，开挖深度为10m，考虑邻近学生公寓楼的影响，超载按75kN计算。采用人工挖孔桩加一道预应力锚索即一桩一锚支护方案。挖孔桩桩径1m，桩距1.35m，桩长要求入中风化岩不小于1m。在桩顶以下2m处设置一道预应力锚索，采用3束7φ5钢绞线，强度标准值不低于1470kN/m2，锚孔直径φ130mm，总长25m，倾角20°，锁定拉力为300kN。

 

　　4、施工说明

 

　　4.1土钉墙支护结构施工

 

　　4.1.1开挖

 

　　基坑土方开挖应按要求分段、分层进行，严禁超挖，机械开挖后由人工依设计边坡坡度进行修整，距离坑底0.3m土方必须由人工开挖。

 

　　4.1.2挂网喷砼

 

　　边坡修平后应随即挂网、铺设加强筋，钢筋搭接长度35d，喷射砼强度等级C20，喷射压力0.5MPa左右，采用二次喷射的方法达到设计厚度。

 

　　4.1.3土钉的安放

 

　　施工前应按图纸于坡面上定出孔位，按设计要求的孔位、入射角及深度成孔，钢筋应每隔2m左右设对中支架。

 

　　4.1.4注浆

 

　　采用M25水泥浆注浆，拆除注浆管后，再封堵孔口加压注浆，注浆压力0.5～0.8MPa左右。

 

　　4.1.5土钉钢筋端部锁定筋的焊接

 

　　在注浆终凝、有一定强度后（一般在24小时后，可依施工经验，适当缩短，但不少于15小时），方可焊接锁定筋。

 

　　4.1.6基坑周边及坑底应设置截水、排水沟及集水井，避免地面水排入基坑，避免边坡浸水。

 

　　4.1.7施工过程应加强边坡位移（水平及竖向）底监测，当发现土钉墙顶水平位移大于30mm时，应停止开挖，及时通知设计人到现场研究处理，在采取有效措施之后才准继续开挖。施工组织设计必须要有可行、有效的应急措施。

 

　　4.2人工挖孔桩加预应力锚索支护结构施工

 

　　4.2.1人工挖孔桩

 

　　必须按照GJG94-94建筑桩基技术规范相关规定进行，并做好通风照明等安全措施；混凝土强度等级C30；在挖孔桩腰梁对应位置预埋铁件。

 

　　4.2.2开挖

 

　　第一层土开挖深度为2.5m，之后土方开挖必须在锚索施工完毕不小于7日后进行。机械开挖严禁碰撞支护桩，距离支护桩0.5m的土体应人工开挖修平；距离坑底0.3m土方必须由人工开挖。

 

　　4.2.3预应力锚索

 

　　锚索采用二次灌浆工艺，一次灌浆采用425号或以上普通硅酸盐水泥，水灰比0.5，二次灌浆采用纯水泥浆，水灰比0.45。一次灌浆压力0.5-0.8MPa，二次灌浆压力2-3MPa。二次灌浆在一次灌浆液初凝后终凝前（约6-8小时内）封堵孔口加压进行。要求灌浆体设计强度不低于30MPa。锚索张拉锁定值为300kN，张拉必须在灌浆体达到70％设计强度后进行。张拉采用隔一拉一跳张，必须分单束预张紧后再三束共同分级张拉至设计张拉锁定值。锚头采用夹片式锚具。

 

　　4.2.4施工过程加强支护桩变形观测，当发现桩身水平位移大于30mm时或变形速率突增大于0.5mm/d，应即刻停止开挖并通知相关人员现场研究处理。在采取有效措施后才允许继续开挖，施工组织设计必须要有可行有效的应急措施。抢险和加固措施可参照有关地区建筑基坑支护技术规定相关条文进行准备。

 

　　5、基坑开挖及土钉支护注意事项

 

　　5.1开挖深度应该严格按照地下室结构施工图进行。

 

　　5.2挖土机械不得直接坐落在未回填和铺设路基箱的砼支撑上。

 

　　5.3严格控制开挖段纵向放坡的坡度，务必使土坡坡度不大于安全坡度（1：1.5），并要时刻注意及时排除流向土坡的水流以防止土体滑坡。

 

　　5.4加强地面的排水设施管理，并在基坑周边设置挡水墙，避免地面的水流入基坑，影响基坑稳定。

 

　　5.5基坑开挖后如发现坑底土质与勘察报告不符，及时向业主、监理及设计单位反映。

 

　　5.6土钉孔眼的位置必须根据受喷面实际情况和设计布置。作土钉用的钢筋，使用前须除锈矫直，安装位置距孔眼中心，钢筋插入深度不得小于设计要求的90％，安装后不得敲击、碰撞。

 

　　5.7灌浆用的砂浆应拌和均匀，随用随拌，孔眼在灌浆前用风吹净，灌浆时从孔底开始，连续均匀的进行。挂钢筋网前必须将坡面清理平顺使钢筋网紧靠坡面，钢筋网与土钉的联接必须牢固可靠。

 

　　5.8分层喷射混凝土时后层混凝土应在前层混凝土终凝后进行。如超终凝l小时以上时．则受喷面必须用水、风清洗；喷头应与受喷面垂自其间距以0.6—1.2m为宜。喷头应连续、缓慢横向移动喷射厚度应均匀。喷射混凝土施工终凝2h后及时进行湿润养护，养护时间不得少于14天。

 

　　5.9加强财坑底积水的处理，派专人24小时值班抽水。

 

　　6、基坑开挖过程中可能出现的问题及相应处理措施

 

　　基坑紧急措施：为防止突发性事故的发生，使本工程地下结构施工顺利进行，将采取以下措施来保证整个基坑和周边环境的安全。

 

　　6.1开挖前，应准备一定数量的材料和设备。包括砂袋、钢管以及锚杆成孔机和注浆机各2—3台。

 

　　6.2开挖过程中如发现支护结构局部位移较大。已超过许可范围时，应暂时中止挖土，采用钢管或钢管索在竖直平面内进行斜撑，同时在支护结构外侧卸载，以减少主动土压力，也可打设锚杆进行加固。

 

　　6.3当支撑结构出现裂缝时，可用钢管或钢管索在支撑结构和支撑桩之间进行对撑加固。

 

　　6.4支护桩间漏水，如漏点不大，则可用导管引流后用早强水泥堵漏或钢丝网喷射混凝土浇平封堵；当水流入量较大时，除采取前述方法外，再结合坑外局部压密注浆等措施。

 

　　6.5基坑开挖至设计深度后，应立即抢险做块石垫层，并把块石垫层铺砌至紧靠支护桩。如此时支护桩下部发生坑内位移．应立即在坑内侧堆土或抛石，并同时在支护结构外侧卸载，待稳定后，可采用打设锚杆或在坑底进行注浆加固。

 

 

　　结合本工程实例，土钉墙支护技术投资明显降低，而且施工快速可靠。土钉墙能充分利用土体的自承能力的特点，与喷锚支护相比，其造价低，施工方便。因此在条件允许的情况下，采用士钉墙支护，可以大大节省投资。在实际施工中，应随时根据现场的具体情况，及时采取合理有效的防护措施，以确保工程在保证安全、质量、进度的情况下正常实施。