張訓玉 ,牛建軍
(1.吉林大學建設工程學院,長春 130012,2.北京市地質工程公司,北京 100143)
隨著國家推進新型城鎮化的重大戰略部署,各地高層建筑大量增加,進而促進城市地下空間的開發,產生了越來越多的深基坑工程。但此類建筑多在繁華地段,周邊環境復雜,致使深基坑支護變的越來越困難?,F以中節能(江西)總部基地基坑支護工程,對復雜條件下錨桿支護所遇到的問題進行分析、優化設計,提出解決方案,并取得了良好的效果。
江西省南昌市中節能(江西)總部基地項目位于南昌市高新開發區艾溪湖東側,占地28366m2。本項目擬建建筑結構外墻東側約14m為基礎埋深約8.5m的保利香檳國際樓盤(多層建筑),已有建筑采用端承樁的基礎形式,端承樁樁長約25.5m。本項目地下為三層車庫,基坑開挖深度14.70~17.70m。
建筑場地原有地面高低不平,最大高差約2.20m。結構±0.00絕對高程為21.30m,本工程以相對標高-14.7m進行基坑支護設計。場地各土層如下。
素填土:呈雜色,主要由粉質粘土組成,含少量植物根莖,近期回填,未經壓密處理,結構松散,壓縮性高,全場地均有分布。揭露層厚0.50~3.50m。
粉質粘土:黃褐色、棕紅色,呈可-硬塑狀,干強度及韌性中等,中等壓縮性,無搖振反應,刀削面較光滑,底部手捏具砂感。全場地分布,揭露層厚4.00~7.50m,層頂埋深0.50~3.50m。
細砂:黃褐色、淺黃色,濕-飽和,稍密,主要礦物成分為石英、長石、云母等,頂部含泥質。全場地分布,揭露層厚為6.00~9.70m,層頂埋深6.20~8.60m。
粗砂:黃褐色、淺黃色,飽和,中密,主要礦物成分為石英、長石、云母等。全場地分布。揭露層厚為2.70~5.90m,層頂埋深13.50~16.80m。
礫砂:黃褐色、淺黃色,飽和,中密,主要礦物成分為石英、長石以及硅質巖等,底部含少量卵石,呈次圓、渾圓狀,粒徑大于2mm的顆粒含量約占總質量的40%,底部顆粒逐漸變粗,粒徑大者達3cm。全場地分布,揭露層厚為9.70~13.60m,層頂埋深17.30~21.50m。
工程東側支護采用土釘墻+護坡樁(Φ800@1400)+預應力錨桿支護,樁長15.30m,樁頂位于-5.00m,樁頂以上以1 : 0.3放坡做土釘墻支護,樁頂及-8.0m、-11.0m位置各設置一道錨桿,第二道和第三道為三樁兩錨(圖1)。
圖1 基坑東側樁錨支護剖面圖
圖2 基坑東側錨桿與保利香檳樓盤基礎樁平面關系示意圖
因第一道、第二道錨桿長21m,第三道錨桿長19m,所以錨桿將深入到保利香檳國際樓盤的基礎中。為躲避基礎,部分錨桿將改變角度和入射位置,如下圖所示(圖2):
考慮到錨桿在改變角度和位置的情況下,還有可能再深入到結構下部時遇到障礙,擬采用如下備選方案施工:局部不能正常正孔的錨桿調為四道短錨桿,即樁頂及-7.5m、-10.0m、-12.5m位置各設置一道預應力錨桿。以最長距離進行施工,最短為13.5m。另在相鄰兩道錨桿間設計三道花管壓密注漿,花管長度13.5m,采用直徑為Φ40mm焊管,進行土體注漿加固(圖3)。
圖3 基坑東側樁錨支護剖面圖(備用方案)
根據設計方案,錨桿施工要達到設計深度需躲避保利香檳基礎樁,而部分錨桿施工時需改變入射角度方能達到設計要求。此種方法(圖2)不但會浪費人力和時間,而且也未必會躲避開障礙。而備用方案(圖3)要分7層進行施工,會浪費大量的人力、物力和時間。具體參數見表1和表2。
故對錨桿施工進行優化。錨桿支護采用預應力錨桿,鉆孔采用MDL-135D型鉆機,鉆桿長度2m或1.5m。預應力筋采用鋼絞線。預應力錨桿技術參數見表3。
表1 基坑東側錨桿設計參數(備用方案)
表2 注漿花管技術參數(備用方案)
MDL-135D鉆機回轉器采用雙液壓馬達驅動,輸出扭矩大,回轉中心較同類產品低,大大提高了鉆機鉆孔的平穩性。采用履帶行走底盤使用不同地面環境,采用了夾持卸扣器可以自動拆卸鉆桿和套管,降低了工人的勞動強度,提高拆卸效率,并降低危險。
鉆機鉆孔避開了保利香檳樓盤的基礎樁,達到了設計要求的孔深、孔徑。而采用鋼絞線的預應力筋,由于鋼絞線具有彎曲性,可順利放入到成孔中,之后經過注入水泥漿、張拉等工序完成了錨桿支護工程。
保利香檳樓盤的基礎樁和與其接觸的沙土強度、硬度大于遠離基礎樁的沙土,這就使錨桿鉆機的鉆桿在鉆入過程中,會尋求相對軟的方向鉆入,而鉆桿又能產生一定的角度,從而順利的躲過基礎樁達到設計所要求的深度。而鋼絞線本身的特性使其能順利的沿著成孔到達指定位置。
表3 基坑東側錨桿設計參數
[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部. 建筑基坑支護技術規程(JGJ120-2012)[S]. 北京:中國建筑工業出版社,2012.
[2] 中國工程建設標準化協會標準. 巖土錨桿(索)技術規程(CECS22:2005)[S]. 北京:中國計劃出版社,2005.
[3] 程良奎,范景倫,韓 軍,許建平. 巖土錨固[M]. 北京:中國建筑工業出版社,2003.
[4] 蔣順東,郭傳新,李 麗,李 楊. 錨桿鉆機的結構特點分析[J]. 建筑機械, 2010(4): 67~70.
[5] 柳建國,程良奎. 北京地區基坑支護技術的發展與工程實踐[J]. 巖土力學, 2009(4):1013~1017.