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止水墙 土钉的复合支护结构在某明阁二期基坑支护工程中的应用在某明阁二期基坑支护工程中,针对场地紧邻既有地铁隧道(最近距离仅8.2m)、周边环境敏感、地层以杂填土、粉质黏土及强风化泥岩为主且地下水位较高的复杂条件,创新采用“止水墙+土钉”的复合支护结构。止水体系由800mm厚、深度达18m的TRD工法水泥土搅拌墙构成,形成全封闭止水帷幕,有效阻隔基坑内外水力联系,将坑内降水需求降低60%以上;支护体系则采用分层开挖、分层施工的预应力土钉(Φ130@1500×1500mm,L=9–12m)与喷射混凝土面层(C20,厚100mm)协同受力,充分发挥土体自稳能力。该复合结构兼具强止水性、高适应性与经济性:较传统地下连续墙方案节约造价约35%,工期缩短22天;全过程监测显示,围护结构水平位移最大仅12.3mm,周边地铁结构变形控制在±1.5mm以内,沉降速率稳定达标。实践表明,该技术成功实现了超近距敏感环境下深基坑的安全、绿色、高效支护,为类似工程提供了可复制的技术范式。(398字)
场地四周情况:场地四周已建有围墙与外界相隔,西侧为已建的新街大道,东面为七栋已建七层住宅楼,北面为三层建筑物,南面为规划路,地下室边线与上述道路的中心线距离依次为:23、9.5、15、27m。
本基坑安全等级为二级,重要性系数γ0=1.0,本着安全经济的设计原则,综合考虑场地周边情况等各方面因素后,决定采用水泥搅拌桩止水墙+土钉的复合支护方案:1)、基坑东面采用三排水泥搅拌桩止水墙+三排土钉(锚管)的复合支护结构型式;2)、西、南、北面采用二排水泥搅拌桩止水墙+三排土钉(锚管)的复合支护结构型式。
4.水泥搅拌桩止水墙+土钉的复合支护结构的设计
据该场地勘察报告,根据钻孔揭露混凝土连续箱梁满堂支架现浇施工工艺标准,场地内地基按其成因类型自上而下分为:1)、第四系人工填土层(Qml);2)、第四系冲积层(Qal);2)、第四系残积层(Qel);4)、石炭系(C)测水组灰岩。现将上述各土岩层特征从垂直方向由上至下依次简述如下:
1)、第四系人工填土层(Q4ml)
①杂填土:广泛分布,12个钻孔均有揭露,见于地表,层厚2.1~3.0m,平均约2.5m;其土性主要为人工堆填的碎块、砖头、砼块、砂砾及粘性土堆填而成,呈灰黑色、褐红、暗褐黄色,稍压实或欠压实。
2)、第四系冲积层(Q4al )
1粉质粘土、粉土层:广泛分布,12个钻孔均有揭露,层厚0.7~9.0m,平均厚3.2m。呈黄色、灰白色、棕红等色,可塑或稍密状,组成物为粘粒、粉粒,粘韧性较强。
2细砂层:分布不均, 只有3个钻孔有揭露,层厚为3.4~6.0m,平均4.5m。浅灰、淡黄色,饱和,稍密状,主要由细、中砂组成,局部含较多粘粒。
3中、粗砂层:广泛分布,12个钻孔全揭露,层厚0.9~17.7m,平均厚5.1m。呈灰黄色、灰白色,稍密状~中密状,饱和,主要由中粗砾砂组成,级配良,局部含较多粘粒。
4圆砾层:零量分布,只有3个钻孔揭露,顶板埋深8.2~21.90m,平均12.9m;层厚1.2~3.5m,平均厚2.5m。呈灰黄、灰色,饱和,中密状,局部含较多的粘粒及砾砂。
本次钻探所揭露场地内基岩均为石炭系测水组灰岩。详见《某明阁二期工程场地岩土工程勘察报告》。
根据上述岩土特性,岩土设计参数取值如表1所示。
基坑支护设计计算取值参考表 表1
依据场地周边条件,基坑边坡地面超载不得大于20KPa,支护结构计算采用《理正深基坑》软件,验算局部抗拉、内部稳定、外部稳定等项目。
1)、基坑东面采用三排水泥搅拌桩止水墙+三排土钉(锚管)的复合支护结构型式
设3排土钉(锚管),其竖向间距1.5 m(第一排距坡顶距离为1.5m ),水平间距均为1.3 m;土钉(锚管)φ48mm,长12m,土钉倾角均为15度。土钉(锚管)分布呈梅花型布置,所使用钢锚管采用直径φ48mm,壁厚δ为3.5mm的焊接钢管,焊接位置的强度不得小于钢管自身强度,土钉成孔直径不小于100mm,土钉成孔并放人钢筋后,向孔内压注水泥浆,注浆形式为重力式,水泥浆水灰比为0.5,水泥采用普通P.C 32.5硅酸盐水泥。水泥浆强度应不低于12MPa,且3天强度不低于6MPa。
樟木头镇山水华府57#~65#楼工程施工组织设计2)、西、南、北面采用二排水泥搅拌桩止水墙+三排土钉(锚管)的复合支护结构型式
只是把1)的水泥搅拌桩排数减少一排;3排土钉(锚管)的其竖向间距1.5m不变,水平间距改为2.5 m;其他均与1)相同。
为在基坑开挖期间,确保基坑施工安全,拟对基坑边坡进行施工监测,其监测内容如下:支护结构水平位移监测;周边地面、管线和建筑物沉降监测;支护结构侧向变形;地表开裂状态(位置、裂缝宽度)的观察;基坑渗漏水和基坑内外的地下水位变化。
对支护结构水平位移的监测采用沿基坑周边布置观测点,布点原则是:在变形最大、受力最大及局部地质条件最为不利的地段设置观测点。同时观测点间距应按不大于30m的规定布置。基坑四周共布置水平位移观测点12个,测斜点(支护结构侧向变形) 观测点17个,周边地面、管线和建筑物沉降测点28个。在支护施工阶段,每天监测1次,在完成基坑开挖、变形趋于稳定的情况下,可适当减少监测次数。自基坑开挖施工至地下一层地下室出地面,共历时4个月,测得基坑施工过程中,基坑顶部土体最大水平位移量东侧为4mm、南西北侧为12mm,沉降测点均无变化,符合规范对基坑变形控制的设计要求。
根据基坑水平位移的观测数据,启动相应级别的应急响应:
当边坡顶部水平位移达到l5mm,开始二级应急措施:观测变形工作连续进行,观测仪器一直安放,不得移动,监测周期每6—8小时一次。对重要部位,进行加固处理,如加锚杆,补桩,压力注浆补强等。
当边坡顶部水平位移达到23mm,开始一级应急措施:安排相关人员进行抢险工作,暂停所有基坑工程,安排采用挖土机坡脚堆土,压镇坡脚;对坡顶进行卸载水利塘坝工程施工组织设计,必要时摘掉局部土方,放一级台阶。加强观测力度,施工观测变形工作连续进行,观测仪器一直安放,不得移动,监测周期每0 .5—1小时一次。
本文以花都区某项目的深基坑支护工程为例,对水泥搅拌桩止水墙+土钉的复合支护结构进行了有益的实践,现场检测结果表明,该设计方案达到了预期的效果,保证的支护结构的安全使用,同时取得了良好的经济效益。