關(guān)于地下室基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工分析

地下室施工中，需要開(kāi)挖基坑，為保證基坑的安全性和穩(wěn)定性，防止坍塌、滑移等問(wèn)題的發(fā)生，需要根據(jù)基坑實(shí)際情況，做好基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案做好基坑支護(hù)施工。

1 工程概況

本工程場(chǎng)地位于佛山市順德區(qū)龍江鎮(zhèn)太和路北側(cè)，總用地面積為4754.5m2。擬建建筑物為一座4~11層車間，框剪結(jié)構(gòu)，采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)。設(shè)有1層地下車庫(kù)，占地面積為2842.4m2。

基坑支護(hù)外邊線總周長(zhǎng)約為256m?！?.00相對(duì)于絕對(duì)高程5.01m，基坑周邊現(xiàn)地面標(biāo)高約為-0.80m（相對(duì)標(biāo)高，下同），地下室底板面標(biāo)高為-4.00m，基坑設(shè)計(jì)深度考慮至承臺(tái)底，承臺(tái)厚度為1300mm，基坑底標(biāo)高為-5.30m，故基坑開(kāi)挖深度為4.50m；2’-2’區(qū)為電梯井開(kāi)挖區(qū)域，電梯井底板面標(biāo)高為-5.80m，基坑設(shè)計(jì)深度考慮至承臺(tái)底，承臺(tái)厚度為1300mm，基坑底標(biāo)高為-7.10m，故基坑開(kāi)挖深度為5.80m。

本工程計(jì)劃先于現(xiàn)地面進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，后進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及土方開(kāi)挖施工。

2  基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

1）本工程基坑1、2與2’區(qū)的側(cè)壁，其安全等級(jí)均確定為一級(jí)，側(cè)壁的重要性系數(shù)取1.10；其它位置側(cè)壁的安全等級(jí)為二級(jí)，重要性系數(shù)取1.00。

2）基坑頂部與出土口超載分別取20kPa和40kPa。現(xiàn)場(chǎng)塔吊基礎(chǔ)的水平力確定為15kN/m，對(duì)于采用磚混結(jié)構(gòu)的房屋，其每層取15kPa。

3）基坑中水位為坑底下部0.5m，基坑頂部水位為地表下部1.0m。

4）結(jié)合地勘報(bào)告與相關(guān)技術(shù)規(guī)范，并參考該地區(qū)現(xiàn)有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于不同類型的巖土層，其基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)參數(shù)確定如表1所示。

表1  不同類型巖土層基坑設(shè)計(jì)參數(shù)

巖土層編號(hào)及名稱 天然重度（kN/m3 ） 凝聚力（kPa ） 內(nèi)摩擦角（度） 巖土體與錨固體

極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）

1 砂性素填土 18.9 2.0 19.0 20

2-1 淤泥質(zhì)土 16.0 4.2 3.4 16

2-2 粉  砂 18.5 2.0 24.0 25

2-3 淤  泥 16.0 3.9 3.1 16

2-4 中  砂 19.1 0 30.0 60

4-1 強(qiáng)風(fēng)化巖 20.5 40.0 26.0 120

3  基坑支護(hù)施工

3.1  施工順序

基坑支護(hù)施工的工序相對(duì)較多，且工藝復(fù)雜，在施工過(guò)程中不僅要對(duì)各道工序進(jìn)行理順，而且還要明確基坑與主體結(jié)構(gòu)間的施工順序。施工中，為保證基坑支護(hù)質(zhì)量，需要嚴(yán)格遵循以下順序進(jìn)行分段施工：

施工測(cè)放→基礎(chǔ)與支護(hù)管樁和立柱施工→攪拌樁施工→基坑開(kāi)挖到冠梁底部，對(duì)冠梁與支撐梁進(jìn)行施工→分層、分段開(kāi)挖→底板與換撐板施工→鋼管與混凝土支撐拆除。

3.2  止水?dāng)嚢铇妒┕?/strong>

1）止水?dāng)嚢铇兜臉稄綖?00mm，兩個(gè)相鄰的止水?dāng)嚢铇?，其中心之間的距離為400mm，搭接寬度為200mm。

2）施工方法為切割搭接法，前樁水泥土完全固化前對(duì)后序樁進(jìn)行搭接；首位搭接處應(yīng)予以加強(qiáng)，避免產(chǎn)生搭接溝縫。

3）四噴四攪，將水灰比控制在0.60-0.80范圍內(nèi)，水泥劑量應(yīng)達(dá)到65kg/m以上，為32.5R復(fù)合硅酸鹽水泥。

4）樁體垂直度偏差不能超過(guò)±1.0%，所在位置的偏差不能超過(guò)±20mm，成樁后，樁徑與樁長(zhǎng)都應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，或比設(shè)計(jì)值略大。

5）樁之間的搭接時(shí)間間隔應(yīng)控制在24h以內(nèi)，當(dāng)超過(guò)24h時(shí)，需要進(jìn)行補(bǔ)樁。

6）當(dāng)樁的水泥土實(shí)際強(qiáng)度為0.3MPa時(shí)，開(kāi)始基坑開(kāi)挖施工。

7）止水?dāng)嚢铇恫粌H要滿足每個(gè)剖面上的樁長(zhǎng)要求，而且還應(yīng)從淤泥質(zhì)土層中穿過(guò)，并進(jìn)入其它軟弱透水層至少1m。

8）將樁施工好后，在土方開(kāi)挖之前做好降水試驗(yàn)，保證止水效果。

3.3  預(yù)應(yīng)力管樁施工

1）預(yù)應(yīng)力管樁的管徑為500mm，壁厚為100mm，采用C80混凝土。

2）施工所用管樁的質(zhì)量必須有所保證，有球按的合格證明。完成對(duì)管樁的施工以后，其位置偏差應(yīng)控制在5cm以內(nèi)，垂直度偏差應(yīng)控制在0.5%以內(nèi)。在施工中應(yīng)使用水準(zhǔn)儀對(duì)樁頂標(biāo)高進(jìn)行測(cè)定，要求偏差在5cm以內(nèi)。

3）采用單節(jié)管樁，如果單節(jié)管樁的長(zhǎng)度無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在連接的過(guò)程中應(yīng)按照端板相對(duì)的原則進(jìn)行連接。

3.4  土方開(kāi)挖施工

1）冠梁和支撐梁的實(shí)際強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%時(shí)，開(kāi)始基坑開(kāi)挖施工。

2）在土方開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)安排專人在現(xiàn)場(chǎng)指揮。開(kāi)挖必須按照從上到下的順序進(jìn)行，并遵循平面分段、豎面分層、對(duì)稱均衡與適時(shí)等基本原則，一般每段開(kāi)挖10-15m長(zhǎng)，而每層的挖深應(yīng)控制在1.5m以內(nèi)。

3）樁間虛土必須全部挖除，同時(shí)處理至平整狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)滲漏時(shí)，應(yīng)立即采用導(dǎo)流法來(lái)封堵。

4）開(kāi)挖產(chǎn)生的土方必須及時(shí)運(yùn)走，不可在基坑底部周圍長(zhǎng)時(shí)間堆放。

5）將基坑開(kāi)挖到底層標(biāo)高后開(kāi)始底板墊層的施工，若短時(shí)間內(nèi)無(wú)法進(jìn)行，應(yīng)預(yù)留一定厚度的土層，最后由人工對(duì)坡面進(jìn)行修整即可。

6）開(kāi)挖承臺(tái)的過(guò)程中，也應(yīng)進(jìn)行分區(qū)，先對(duì)中間部分的承臺(tái)進(jìn)行開(kāi)挖，然后在磚模砌筑好以后，對(duì)周邊承臺(tái)進(jìn)行開(kāi)挖。開(kāi)挖周邊的承臺(tái)時(shí)，應(yīng)使用跳挖的方法，相鄰幾個(gè)承臺(tái)之間不可挖通。

7）用于土方運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，不可在樁或梁上反復(fù)行駛，以免壓壞。車輛出入的臨時(shí)道路上應(yīng)鋪設(shè)一層緩沖層。

8）當(dāng)采用機(jī)械設(shè)備對(duì)基坑進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)防止對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和完成施工的樁體造成破壞；在邊坡處預(yù)留一定厚度的土層，將其作為保護(hù)層，最后利用人工進(jìn)行坡面修整即可。

3.5  基礎(chǔ)樁保護(hù)

1）在基坑支護(hù)過(guò)程中，應(yīng)充分掌握基礎(chǔ)樁實(shí)際分布情況和樁頂?shù)膶?shí)際標(biāo)高，在開(kāi)工前確定所有樁位，并采用標(biāo)志標(biāo)出，以便在開(kāi)挖中躲避樁位。

2）道路設(shè)置時(shí)，應(yīng)躲避樁位較為密集的部位，當(dāng)條件允許時(shí)，可不從樁位上通過(guò)。

3）樁機(jī)行走和挖土過(guò)程中，應(yīng)防止與樁身發(fā)生碰撞，土方開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減慢速度，在樁承臺(tái)分布較為密集的部位，應(yīng)使用小型挖機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖；對(duì)于樁體周圍的土方，由人工進(jìn)行清理，再用挖機(jī)及時(shí)運(yùn)走土方。

4）將土方開(kāi)挖到承臺(tái)附近后，應(yīng)安排專人對(duì)勾機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)進(jìn)行指揮，以保證開(kāi)挖施工的協(xié)調(diào)性。

5）當(dāng)條件允許時(shí)，樁施工中應(yīng)適當(dāng)對(duì)地面位置進(jìn)行降低，盡量多送樁，以此減少開(kāi)挖時(shí)工程樁外露。

6）針對(duì)外露的樁，需在開(kāi)挖的同時(shí)鋸除，防止土方開(kāi)挖過(guò)程中與樁發(fā)生碰撞使其傾斜。

3.6  冠梁施工

1）冠梁所用鋼筋的規(guī)格尺寸與形狀都應(yīng)滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范提出的要求；不同部位上鋼筋的安裝與綁扎都應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；通過(guò)現(xiàn)澆而成的冠梁，其拐角處設(shè)置的鋼筋，必須有滿足要求的錨固長(zhǎng)度。

2）冠梁施工應(yīng)使用商品混凝土，強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C30以上，保護(hù)層的厚度按25mm嚴(yán)格控制。在冠梁施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)管樁的頂部進(jìn)行修鑿，到設(shè)計(jì)標(biāo)高為止，設(shè)置在樁頭處的錨固筋，需要滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求。

3）冠梁上的縱向鋼筋應(yīng)以單面焊接為主，輔以必要的機(jī)械連接，連接接頭處的錯(cuò)開(kāi)必須滿足規(guī)范要求，加強(qiáng)筋、縱筋和鋼筋都應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行擺放。

4）標(biāo)高、水平軸線偏差支撐與立柱軸線偏差、支撐，兩端高差均不大于30mm。支撐彎曲度L/1000。

3.7  支撐系統(tǒng)施工

1）支撐系統(tǒng)的施工和拆除順序都應(yīng)和設(shè)計(jì)工況完全一致，嚴(yán)格遵循先支撐再開(kāi)挖這項(xiàng)基本原則。其中，施工順序?yàn)椋合攘⒅笾?，最后?duì)連系梁進(jìn)行施工；拆除順序?yàn)椋合冗B系梁，再拆除支撐，最后拆除立柱。

2）支撐的定位應(yīng)準(zhǔn)確，且平直度滿足設(shè)計(jì)要求，只有這樣才能使支撐滿足軸心受壓要求。

3）支撐施工過(guò)程中，可在基坑的外部按照設(shè)計(jì)長(zhǎng)度通過(guò)拼接形成一個(gè)整體，利用吊車把鋼管吊裝到設(shè)計(jì)要求的位置。如果支撐的長(zhǎng)度不足，則應(yīng)制作一個(gè)連接管，注意不可在活動(dòng)端設(shè)置過(guò)多墊塊。

4）在鋼管支撐施工過(guò)程中，應(yīng)做好以下質(zhì)量控制工作：首先，剛支撐之間的連接優(yōu)先考慮螺栓連接的方法，所用螺栓的強(qiáng)度應(yīng)較高；如果平面外有彎曲，應(yīng)通過(guò)焊接予以加強(qiáng)；其次，連接法蘭盤(pán)之前應(yīng)進(jìn)行整形處理，變形的法蘭盤(pán)禁止使用；最后，鋼管支撐處標(biāo)高偏差不能超過(guò)30mm，而平面位置的偏差不能超過(guò)50mm。

5）待底板與換撐板均施工完全，且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，對(duì)鋼管支撐進(jìn)行拆除。

4  結(jié)語(yǔ)

目前本工程地下室基坑支護(hù)施工已順利完成，經(jīng)檢查，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量均能滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，起到了在基坑開(kāi)挖中保證安全穩(wěn)定，防止坍塌、滑移等現(xiàn)象產(chǎn)生的作用，本工程所用基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工方法可為類似工程項(xiàng)目提供參考借鑒，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的基坑支護(hù)目標(biāo)。

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