杨静 袁媛
1 工程概况
陕西省委1号办公楼(主楼)位于西安市南郊雁塔路,南二环立交的西南侧,省委西院内,地形平坦,西高东低,场地标高416.68 m～419.32 m,高差小于1.5 m,该办公楼±0.000相当于绝对标高418.50 m,基础平面呈矩形,宽 71.4 m,长161.0 m,基础开挖深度为-11.2 m。由于场地南、北面均距离建筑物较近,基坑开挖时为了保证施工期间的安全,故对基坑的南面采用土钉支护,东、西、北面为放坡处理,放坡坡度为1∶0.5。
2 场地工程地质条件
根据勘察报告,场地地下水埋深8.5 m(西端)～11.00 m,标高407.66 m～408.47 m,地下水位年变幅小于1 m,场地地下水埋深在基坑开挖地面附近,基坑开挖及影响范围的地层见表1。
表1 基坑开挖及影响范围的地层
3 支护方案
3.1 东、西、北面放坡面的支护设计
1)间隔1.6 m人工打入1 m长φ 16钢筋,梅花形布置;2)铺设φ 4@200钢丝网片一层;3)喷射混凝土(60±10)mm厚。
3.2 南边土钉支护设计
上部3 m按照放坡面进行处理。在-3.0 m处设一宽700 mm的平台,作为土钉支护坡顶。
下部设7层土钉,间距除第一层与第二层间距为650 mm以外,其余均为1 300 mm,水平部距均为1 300 mm。第三层土钉间隔改为预应力土锚,长度为13 m,自由段3 m,锚杆张拉预应力为55 kN。土钉体直径为150 mm。
第一层土钉主筋为2φ 18,长度为9 m。
第二层土钉主筋为2φ 18,长度为10 m。
第三层土钉主筋为2φ 20,长度为10 m。锚杆主筋为 1φ 32,长度为13 m。
第四层土钉主筋为2φ 20,长度为10 m。
第五层土钉主筋为2φ 20,长度为9.5 m。
第六层土钉主筋为2φ 20,长度为9 m。
第七层土钉主筋为2φ 18,长度为7 m。
每层土钉体处设φ 16加强筋一道,预应力锚杆处设一道槽钢25c与锚杆采用螺丝连接(设垫板),土钉墙面设φ 8@200双向网片喷射(100±20)mm厚混凝土。
4 主要工序施工方法
4.1 土钉施工方法
1)测定孔位:按图纸要求用钢尺确定孔位并做好标记,孔位误差小于100 mm。2)成孔:成孔采用人工洛阳铲成孔。严格控制成孔的位置和角度偏差,成孔倾角偏差不大于3°,锚钉主筋每隔2.0 m设置一个拉杆定位支架。成孔后将锚杆下入孔内,锚杆下入前应清除孔内虚土。在杂填土施工时必须注意成孔的质量。若洛阳铲成孔困难采用锚杆机成孔,现场应备两台锚杆机。3)注浆用水泥浆,所用原材料必须拌和均匀,随拌随用,一次拌和的水泥砂浆应在初凝前用完。注浆采用常压注浆。注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净,注浆开始或中途停止超过30 min时,应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。注浆时,注浆管应插至距孔底250 mm～500 mm处,孔口部位设置止浆塞及排气管。
4.2 锚杆施工方法
4.2.1 锚孔施工
1)清理工作面,测量定位:主要靠机械修坡,人工配合,坡面检查合格后按设计要求测量放线,孔位放线偏差不得大于20 mm。钻进过程用测角仪控制钻孔方向,以满足精度要求。2)钻机就位:人工洛阳铲应人工定位,计算夹角所对应的洛阳铲固定长度所对应的高度,确保成孔角度满足设计要求。锚杆机用测角仪定向,钻杆与水平夹角控制在设计要求:15°,并确保钻机安放支架牢固稳定,在造孔过程中不易出现晃动。3)钻孔顺序:土钉与锚杆从上向下施工、组织好交叉与流水作业。4)钻孔深度:为了确保锚孔深度,钻孔深度应大于设计深度0.5 m以上。5)锚孔检验:锚孔成孔结束后,需经现场监理检验合格后方可进行下道工序。锚孔的允许偏差应符合设计及规范要求。6)钻孔记录:钻进过程中对每个孔的地层变化、钻进状态(钻压、钻速)、地下水及其他特殊情况做好现场施工记录。
4.2.2 制作锚杆体
本工程采用1φ 32的钢筋为锚杆体,每隔2 m焊定位支架一道。锚杆成孔前,先进行制作,钢筋必须平直,定位准确,并进行编号标识,单独存放。在安装前应妥善保管,以免腐蚀和机械损伤。
4.2.3 下锚
锚孔经验收合格后,将相应的锚杆体由人工抬至孔口安放,安放时要慢慢送入,避免锚杆体变形。
4.2.4 注浆
采用一次常压注浆(≤0.3 MPa)孔底反浆方式注浆,直至锚孔孔口溢出浆液或排气管停止排气且有稀水泥浆压出时,方可停止注浆。注浆结束等初凝后,进行孔口二次补浆,补浆至孔口。注浆作业过程中,应做好注浆记录。施工每种水泥浆每50 m3或不足50 m3每班组留一组试块,每组试块6个。
4.2.5 安装腰梁,固定锚墩、锚具等
将25c槽钢固定于锚杆标高,然后安装锚具与锚墩、锚垫。
4.2.6 张拉
1)锚索张拉应在锚固灌浆抗压强度达到15 MPa时,方可进行。2)张拉原则。正式张拉前,取20%的设计张拉荷载,对其预张拉1次～2次,使其各部位接触紧密。3)预应力的张拉。预应力筋正式张拉前,先张拉至设计荷载的105%～110%,再按规定值进行张拉。锚杆体受力要均匀,发现异常情况应分析原因,并及时处理解决。4)预应力筋锁定后,若发现预应力损失大于锚杆拉力设计值的10%时,进行补偿张拉。
4.2.7 封锚
锚杆锁定后,做好记号,观察3 d,没有异常情况,即可用手提砂轮机切割余露锚头,严禁电弧、气割切割。留5 cm～10 cm外露锚杆防滑,最后用水泥砂浆注满垫板及锚头各部分空隙,防止锈蚀和兼顾美观。
5 基坑监测
5.1 监测点的布设
在基坑南北两侧的建筑物上布设沉降观测点。在建筑物四角及沿外墙每隔20 m～30 m设一点,建筑物裂缝和沉降缝两侧。南二环人行道道沿上设三个观测点。沉降观测点设于建筑物固定标高处,定期对标高进行测量,以观测降水对其沉降状况的影响。对基坑南边变形进行观测,基坑开挖前在基坑南边测放10个点,在基坑边线外围墙上设两个观测基准点,沿基坑边线均匀布置,在基坑施工期间进行定期观测。在基坑内布设两个观测井,降水开始后观测水位降深情况,以调整降水参数保证水位满足降水要求,指导其他工序施工。降水水位观测井井径120 mm,井深-12 m。用人工洛阳铲成孔。挖至第三层时进行成孔并开始监测。
5.2 基准点布设
沉降监测基准点设在基坑边线100 m以外。变形监测基准点设在东西两围墙处。
5.3 基坑监测结果
1)沉降监测:基坑边坡1.5H范围内无平行于基坑边坡的裂缝出现。2)变形监测:基坑累计位移不超过10 mm。3)降水监测:基坑边坡没有发现地下水渗漏。4)施工监测过程应持续整个基坑至回填结束、支护工作退出为止。
6 结语
1)本工程采用放坡开挖与土钉支护相结合的支护方案是比较经济合理的,大大节约了工程造价。2)支护结构施工中,确保土钉锚管的注浆质量是关键工序。土钉注浆应掌握好三个要素:浆液配合比、注浆量、注浆压力。3)在本工程中基坑东、西、北面均采取放坡开挖,关键在于降水。合理控制地下水是确保基坑支护工程安全的重要条件,也是使基坑支护费用控制在一个经济合理范围之内的重要因素。在土方开挖过程中应控制每次土方开挖深度必须在地下水位以上。在降水到位的前提下,土钉墙支护的变形较小,对周围建筑物的影响较小,说明支护设计是合理的,施工质量满足了工程的要求。
[1] 施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2] JGJ 120-99,建筑基坑支护技术规程[S].
[3] 曹汉杰,王伟霞.基坑支护的综合应用[J].山西建筑,2008,34(12):131-132.
