喷锚技术的组合应用效果。

 

 

　　复兴泵站位于金碧路与西昌路交汇处，77200部队院内，泵站建成后，将解决金碧片区及部队内排水难的问题。泵站用地面积447㎡，基坑开挖面积360㎡，基坑距周围建筑和管线较近，东北面距部队机关电动车商城仅有2米的距离，西侧是西昌路，地下有DN600的给水管道和500×700的污水砖砌老箱涵，相距也只有1米多，施工作业面较狭窄，且基坑最深处有8.95m，基坑支护难度较大。该基坑开挖范围内自上而下主要土层有：杂填土、层粘土、层圆砾等。

 

　　二.止水支护方案优化

 

　　2.1．止水帷幕截水方案

 

　　考虑到基坑西侧距管线较近且管网密集，铺设有给水、污水、雨水、电讯、电气等多种管线，并有西昌路主要交通道路。东北侧相邻建筑较近，而且地质条件复杂，有厚层人工填土，淤泥质土，粗砾砂等，人工降水势必会引起建筑物、管线、道路发生变形和不均匀沉降。为减小基坑内涌水量以及防止发生塌方事故，选择深层搅拌桩截水。它具有抗渗防水，挡土性能，施工便利，并且较为经济。就像一个止水帷幕一样，截住基坑四周的涌水，坑底的地下水被粘土层隔离，少量渗出的水汇入集水坑后，由水泵抽到场地以外沉淀池中，达到排放标准后，排入市政排水管网。这样具能保证基底干燥，又能减小坑外地下水位的变化，从而防止周围建筑物、管线、道路的变形和不均匀沉降发生，因此采用深层搅拌桩做止水帷幕。

 

　　2.2．复合支护方案

 

　　为确保基坑整体稳定，根据本工程的土层条件、工期要求、周边环境，同时兼顾施工机械，人力资源等因素，选择出技术上可行，安全又经济的支护方案。经过筛选比较，采用双排深层搅拌桩+加芯（内排）隔一颗加一颗预制混凝土方桩+冠梁与预制混凝土方桩头连接为一个整体（四周贯通），（外排）隔三颗加一根工字钢+冠梁与工字钢连接为一个整体（四周贯通），+锚杆喷锚+锚索的复合支护方案。它能代替钢横撑作侧壁支撑，可大量节省钢材，改善施工条件，为地下工程施工提供开阔工作面，与土体结合在一起承受很大的拉力，以保持结构的稳定。见付图；（基坑支护平面图）、（基坑支护剖面图）

 

　　三.基坑支护参数

 

　　3.1.深层搅拌止水桩参数

 

　　深层搅拌预制加芯桩固化剂采用PO32.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.6～0.65，水泥掺入量：按每米桩长85.0kg以上执行，直径φ500mm搭接300mm。内排桩长L=15.2m、（预制混凝土方桩250mm×250mm、L=8.0m）、冠梁（700×500），外排桩长L=8.0m（14#工字钢L=6.0m）、冠梁（600×300）。为防止深层搅拌桩开叉，应严格控制深层搅拌桩的垂直度。深层搅拌桩桩位对中偏差小于5cm，垂直度不超过1.5%。

 

　　3.2.喷锚参数

 

　　3.2.1.喷锚支护设计参数

 

　　(1)坑边外加荷载取坑边施工堆载为25KN/㎡。

 

　　(2)地层物理力学参数按表1选取

 

　　表1-土层物理力学性质计算参数表

 

　　层号 土层名称 天然密度ρ（g/m³） 内聚力c（kpa） 内摩擦力φ（度） 承载力特征值fck（kpa）

 

　　① 杂填土 1.79 25.0 7.6 90

 

　　② 粘土 1.76 19 5.6 130

 

　　②1 砾砂 1.8 3.7 35 180

 

　　③ 圆砾 20 5 20 240

 

　　3.2.2.喷锚支护参数

 

　　(1)钢筋网为φ6.5@150×150，铅丝绑扎，锚杆头之间用φ16钢筋焊接接连。

 

　　(2)喷射混凝土用P.S32.5水泥，石子粒径不大于10mm，混凝土标号C20，混凝土采用潮式喷射工艺，配合比为水泥：砂：石子=1：2：2.。

 

　　3.2.3．预应力钢管锚杆支护参数

 

　　(1)锚杆采用φ48×3.5焊管，杆体上每隔500mm开φ8出浆孔。

 

　　(2)注浆材料为水泥净浆，选用PO32.5普通硅酸盐水泥，加入水泥用量0.05%的三乙醇胺，孔口设止浆袋，注浆压力为4～8kg/㎡，锚杆倾度5～20°。

 

　　(3)预应力锁定荷载T=20-30KN

 

　　3.2.4.预应力钢绞线锚索支护参数

 

　　锚索采用3S15.24钢绞线，钻孔直径D=150mm，设计长度16.0～18.0m。锚索采用PC32.纯水泥浆注浆，水灰比0.60。水泥掺合量60～120kg/m，注浆压力0.50～0.80Mpa；锚索采用二次压力注浆，第二次注浆应在一次注浆结束12h～24h进行，注浆压力0.50～0.80Mpa，上层预应力锚索锁定荷载T=80-100KN，下层预应力锚索锁定荷载T=160-180KN

 

 

　　放线→内排深层搅拌加芯桩施工→外排深层搅拌加芯桩施工→外排冠梁施工→上层基坑开挖→上层喷锚施工→锚杆施工→上层锚索施工→内排冠梁施工→下层基坑开挖→下层喷锚施工→下层锚索施工→清挖基底。

 

 

　　5.1．土方开挖应充分考虑与支护体系紧密配合。基坑土方开挖本着“岛式开挖、分层、分块、随挖随喷、保持基坑支护体系安全”的开挖施工原则

 

　　5.2．基坑形成后，需加快施工进度，尽量缩短基础及地下结构施工周期，待地下主体部分完毕后，尽快进行土方回填。以缩短支护时间，避免基坑壁长期暴露发生坍塌事故。

 

　　5.3．基坑挖出的土方，必须及时运走，不得堆放在支护上方，以避免增加支护侧压力，引起过大变形而发生坍塌。

 

　　5.4．当止水帷幕出现渗漏影响基坑及周围建筑物，构筑物、地下管线安全时，可以采用水泥类化学灌浆堵漏抢险应急防护措施进行处理。

 

　　6.1．复兴泵站从2009年11月6日开始，至12月17日完成开挖和支护。2010年1月26日全部完成±0.000以下施工。基坑监测从2009年11月29日至2010年1月24日结束，共监测了57天，根据本基坑特点，监测内容包括基坑周边水平位移，邻近建筑物和道路沉降，地下水位变化等。其监测结果为；桩顶位移累计值10mm，桩体最大位移值19mm，建筑物沉降值为0mm，人行道局部最大沉降20mm，坑外地下水位下降600mm。周边位移及沉降均在规范允许范围之内，基坑及周边道路、管线安全无恙，说明基坑支护方案安全合理。

 

　　6.2．复兴泵站基坑支护将深层搅拌水泥桩、预制桩、冠梁、锚杆喷锚有机地组成复合支护体系，具能发挥单项优势又能弥补单项自身弱点，实现了在狭小的作业空间内完成基坑支护施工，坑内降水对邻近建筑物、管线、道路没有影响，施工噪声和振动较小。

 

　　6.3.经济效益显著，可节省大量钢材和劳力，加快工程进度，确保质量和足够的安全度。