復(fù)合土釘墻技術(shù)實(shí)例—深層攪拌樁與錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)
關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)、復(fù)合土釘墻、深層攪拌樁、錨噴網(wǎng)
出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代的一項(xiàng)深基坑支護(hù)新技術(shù)—復(fù)合土釘墻，支護(hù)能力強(qiáng)，適用范圍廣，可作超前支護(hù)，并兼?zhèn)渲ёo(hù)、截水等性能，是一項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)，施工簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)合理，綜合性能突出的深基坑支護(hù)新技術(shù)。可用于回填土、淤泥質(zhì)土、粘性土、砂土、粉土等常見土層；可在不降水條件下采用，解決了在城市建設(shè)中因環(huán)境限制不宜人工降水的難題；在無環(huán)境限制時(shí),可垂直開挖與支護(hù)，易于在場(chǎng)地狹小的條件下方便施工。本文所舉實(shí)例是由普通土釘墻與深層攪拌樁有機(jī)組合成的復(fù)合土釘墻—深層攪拌樁與錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。
一、實(shí)例概況
（1）工程概況。佛山怡東翡翠城位于佛山市慶寧路南側(cè)，永安路以東，市東上路以西，錦華東路以北。本工程塔樓是2座23層高層住宅，地下二層，框剪結(jié)構(gòu)；中間為下沉式文化廣場(chǎng)，地下一層，框架結(jié)構(gòu)。整個(gè)建筑占地面積約15000M2。地下室平面呈不規(guī)則四邊形，基坑開挖深度在地面以下10.00M，建筑物重要性等級(jí)為二級(jí)。
（2）地質(zhì)概況。本場(chǎng)地位于珠江三角洲平原腹地，場(chǎng)地內(nèi)巖層走向北北東，傾向北西西，傾角平緩，未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造或破碎帶，基巖穩(wěn)定性良好。場(chǎng)地地下水類型主要為潛水主要含水層為第3層粉砂、細(xì)砂及第5層粗砂，略具承壓性。地下水埋深0.8-1.4m，地下水面標(biāo)高2.2m。地下水環(huán)境類別為II類。場(chǎng)地等級(jí)為三級(jí)，地基等級(jí)為三級(jí)，場(chǎng)地土類型屬軟弱-中軟地基土，建筑場(chǎng)地類別為II類。鉆孔揭露，場(chǎng)地土自上而下按成因類型分為：I、人工填土層Qml，II、第四系沖積層Qal，III、基巖與基巖風(fēng)化層E。
I、人工填土層Qml
雜填土：分布于場(chǎng)地表層，層厚1.50-2.50m，平均厚度1.88m。雜色，松散，濕，主要由建筑垃圾組成，含少量碎石及粘性土。
II、沖積層Qal
1粉土：分布較廣，但不連續(xù)，呈透鏡體狀。層厚1.10-2.40m，平均厚度1.77m，頂板深介于6.20-7.70m。淺黃色，稍密，濕，以粉粒為主。
2粉砂、細(xì)砂：分布連續(xù)，層厚4.00-7.00m，平均厚度5.35m，頂板深介于1.50-2.50m。深灰色-灰色、松散，局部稍密，飽和，含淤泥質(zhì)土，局部夾薄層淤泥。
3淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：分布較廣，層厚1.00-5.50m，平均厚度3.83m，頂板深介于6.20-9.00m�；液谏柡�，軟塑為主，局部流塑，土質(zhì)粘滑。
4中砂、粗砂：分布較廣，層厚1.20-4.50m，平均厚度2.52m，頂板深介于7.50-14.00m�；尹S色，中密，級(jí)配中等，局部密實(shí)。
III、基巖與基巖風(fēng)化層E
1強(qiáng)風(fēng)化巖：分布較廣，層厚1.70-6.40m，平均厚度2.85m，頂板深介于12.00-15.50m。棕紅色，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，半巖半土狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖塊易用手折斷，風(fēng)化不均勻，局部夾中、微風(fēng)化巖。該層天然抗壓強(qiáng)度fr=1.3MPa。
2中風(fēng)化巖：分布連續(xù)，頂板深介于11.20-16.80m。棕紅色，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，風(fēng)化裂隙較發(fā)育，巖芯多呈塊狀-短柱狀。風(fēng)化不均勻，局部夾強(qiáng)風(fēng)化巖。該層天然抗壓強(qiáng)度fr=3.0MPa。
3微風(fēng)化巖：頂板深介于13.80-17.00m。灰-棕紅色，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，風(fēng)化裂隙少量發(fā)育，巖芯多呈中長(zhǎng)柱狀。該層平均天然抗壓強(qiáng)度fr=11.3MPa。
場(chǎng)地地下水主要為儲(chǔ)存于粉砂、粗砂層中的孔隙水及風(fēng)化巖層中的裂隙水，砂層中水量較豐富，地下水主要受大氣降水下滲的影響而變化，在降雨期地下靜止水位距地表約0.50-0.90m。
二、設(shè)計(jì)方案
根據(jù)工程設(shè)計(jì)施工圖及場(chǎng)地情況，在基坑北邊、西邊北段和東邊北段采用雙排連續(xù)深層攪拌樁止水帷幕與鉆孔樁擋土聯(lián)合支護(hù)；南邊、西邊南段和東邊南段采用單排連續(xù)深層攪拌樁止水帷幕與噴錨聯(lián)合支護(hù)（見圖1中平面圖）。
混凝土深層攪拌樁布置：北邊、西邊北段和東邊北段樁長(zhǎng)13m，樁徑Φ600，樁心距350，搭接厚度250；南邊、西邊南段和東邊南段樁長(zhǎng)16.5m，樁徑Φ500，樁心距250，搭接厚度250。6排Φ48鋼花管錨桿@1300×1300梅花型布置。鋼筋網(wǎng)Φ6@200×200，加強(qiáng)筋2Φ14，斜拉筋2Φ14。噴射425#普通硅酸鹽水泥C20混凝土厚度100-150，石子為粒徑不大于15的碎石，添加3％的早強(qiáng)劑，重量配合比為水泥:砂:石＝1:2:2。
三、設(shè)計(jì)計(jì)算
計(jì)算土壓力
根據(jù)朗肯土壓力理論，土體總主動(dòng)土壓力為：Ea=1／2×γh2Ka-2ch√Ka+2c2/γ---（1）
將勘察得到的土體物理力學(xué)參數(shù)代入算得：Ka=0.49，Ea=143.25kN/m。
計(jì)算錨桿抗拔力：F=K1K2K3fлDL=As[f]---（2）
計(jì)算有效錨固長(zhǎng)度：L=F/(K1K2K3fлD)=13.7m
考慮土體的滑動(dòng)角，用三角幾何計(jì)算出錨桿的非錨固長(zhǎng)度，有效錨固長(zhǎng)度加非錨固長(zhǎng)度得出6排錨桿長(zhǎng)度分別是14m、14.8m、16.5m、15.7m、14.8m、14.1m（見圖1中剖面圖）。
四、施工工藝
先進(jìn)行以下單次流程：挖土降低地面→坑邊構(gòu)坡→打深層攪拌樁。再分層分段反復(fù)進(jìn)行以下流程：首層開挖→修坡→噴首層砼→成孔→錨桿制作與安裝→注漿→編鋼筋網(wǎng)→焊加強(qiáng)筋→面層噴砼→下一層開挖→重復(fù)直至基坑深度。
深層攪拌樁采用四攪兩噴工藝：攪拌樁機(jī)就位→預(yù)攪下沉→待攪拌機(jī)的冷卻水循環(huán)正常后,啟動(dòng)攪拌機(jī)電機(jī),放松起重機(jī)鋼絲繩,使攪拌機(jī)沿導(dǎo)架攪拌切土下沉→攪拌機(jī)下沉到一定深度時(shí)即開始按設(shè)計(jì)確定的配合比拌制水泥漿→將水泥漿倒入集料斗→攪拌機(jī)下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的提升速度提升攪拌機(jī)→攪拌機(jī)提升至設(shè)計(jì)加固濃度的頂面標(biāo)高時(shí)，集料斗中的水泥漿正好排空，為使軟土和水泥漿攪拌均勻，再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計(jì)加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面同時(shí)噴水泥漿→向集料斗注入適量滾水，開啟灰漿泵、清洗全部管線中的殘存水泥漿并將粘附在攪拌頭上的雜物清洗干凈→移位，重復(fù)上述1-6步驟,再進(jìn)行下一根樁的施工。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工程地質(zhì)資料,確定水泥摻入比為10%—15%。水灰比為0.2。采用普通硅酸鹽水泥，打樁時(shí)可適當(dāng)加入少量泥粉。攪拌提升速度0.9m/min左右，土質(zhì)好打時(shí)有適當(dāng)加快。
土方分層分段開挖，開挖一層支護(hù)一層，每層開挖深度1.5m，每段開挖寬度25m，開挖自上而下快速連續(xù)作業(yè)，及時(shí)封固開挖出的邊坡工作面。第二層開挖與第一層錨固作業(yè)完成錨桿注漿相隔三天，離噴射面層砼12小時(shí)。
土方開挖后按設(shè)計(jì)坡度修坡，第一次在修坡后，立即噴砼5cm。編好筋網(wǎng)和焊好加強(qiáng)筋后進(jìn)行第二次噴砼15cm，噴頭與受噴面垂直距離0.8m，工作風(fēng)壓0.1MPa，噴頭噴射自上而下按螺旋軌跡一圈壓半圈均勻緩慢地移動(dòng)，一次噴成。
對(duì)開挖出的邊坡做人工修整，人工與機(jī)械相結(jié)合成孔，孔徑120mm。錨孔的傾斜度12度；錨孔長(zhǎng)度大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度10cm，每15cm留一泄水孔。注漿管同錨桿一同放入錨孔，頭部距孔底10cm，錨桿安放好與鋼筋網(wǎng)焊接。采用擠壓式灰漿泵注漿，注漿壓力0.8MPa，砂漿的灰漿重量比1:0.5，水灰比0.45，根據(jù)施工作業(yè)面分層分段鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)之間采用焊接，搭接長(zhǎng)度40mm。鋼筋網(wǎng)距坡面40mm。
五、結(jié)束語
本工程施工過程非常順利，坡壁與坑底均未出現(xiàn)漏水。對(duì)邊坡的監(jiān)測(cè)顯示，坡頂位移最大33mm，處于正常范圍。周邊水位變化不大。本工程垂直開挖，支護(hù)結(jié)構(gòu)兼?zhèn)渲ёo(hù)、截水性能，在不寬裕的場(chǎng)地為施工提供了良好的條件。技術(shù)先進(jìn)，施工簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)合理，綜合性能突出。
參考文獻(xiàn)
[1]JGJ120-99《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》
[2]廣東省《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》
[3]DBJ/T15-20-97廣東省建筑基坑支護(hù)措施技術(shù)規(guī)程
[4]GB50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范
[5]錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)程CECS90
