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​北京市某住宅楼深基坑土钉墙支护

217 2021-11-02 10:29:45

1.工程概况

北京市方庄小区芳城园1号住宅楼及地下停车库位于方庄路西侧,是一座集娱乐、办公和住宅为一体的综合大楼,基础地面周长约460m,占地面积 5018m²,基坑开挖深度为 12m。场地地形较平坦,北面与2号、4号楼相邻,地面标高为38.41~39.75m,所处地貌单元为永定河冲积层与冲积平原过渡地带。地层依上而下为;①杂填土、素填土;②粉土、粉砂、粘土;③粉土,粉质粘土;④中砂;⑤粉质粘土、粉土;⑥中粗砂;⑦圆砾、卵石。

地下水位埋深-13.00~-13.70m。

紧贴基坑北面道路边上有三个变压器,大型施工机械无法施工,且基坑四周管线密集,北边道路下埋设有电讯线、电力线、上水和下水等各种管线,基坑东侧有污水管、雨水管和电力线。南侧亦有2.60m×2.50m的电缆管沟。该工程采用了土钉墙支护,由中航勘察设计研究院负责实施。

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2.工程设计简介

由于基坑地质情况差异较大,且基坑北及东侧管线密集,回填土层较厚,故在整个基坑支护工程中,有两种支护方案,在基坑的西边和南边采用第一方案,基坑的东边和北边为第二方案,如图8.9-5所示。

第一方案是在地下4.40m深处以上按坡角 75°放坡,以达到卸荷的目的。以下按 85°放坡开挖。土钉水平间距为 1.50m,土钉垂直间距为1.40m,土钉倾角为15°,采用φ28 的钢筋做土钉,孔径为100mm,面层加强筋为φ20,面层混凝土厚度为100mm。第一排土钉在地面下3.00m的位置。该方案中共有7 排土钉,详见表8.9-2。

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(1)土钉墙施工是随着工作面开挖分层施工的,每层开挖的最大高度取决于该土体可以站立而不破坏的能力。该工程施工中。每次开挖高度为1.50m,采用人工修理开挖边坡面,使放坡角度满足设计要求。

(2)由于基坑四周管线密集,采用机械成孔很难保证管线的安全,结合本工程的特点,全部采用洛阳铲人工成孔,在制作土钉体时,为确保钢筋居中,在主筋上每隔 2.00m焊有一个托架。在复测孔深后,放入土钉杆体。待一批土钉的主筋都放人后,用注浆泵统一注浆。

(3)土钉体注浆采用纯水泥浆,为防止水泥浆在硬化过程中产生干缩裂缝,保证浆体与周围土体的紧密结合,在施工中掺人一定量的膨胀剂。

(4)在开挖面上铺设 250mm×250rnm 的 φ6钢筋网格,按设计要求在土钉头处纵横方向焊接加强钢筋,并在其后焊接 20cm 长的承压钉一根,使土钉头和两根加强钢筋连成一个整体。喷射面层混凝土使钢筋网处于混凝土面板的中部。

(5)喷射混凝土骨料采用2~10mm 的级配岩屑和豆石.混凝土配合比为;水泥∶豆石∶岩屑=1∶1∶3,采用占水泥用量6%的速凝剂。

(6)地下水是影响土钉结构稳定的主要工程问题。土钉结构必须有一个恰当的排水系统,以免产生过量的作用于面板上的静水压力,保护喷射混凝土面板免遭水的影响,避免土钉加固的土体处于饱和状态,一旦土体饱和将显著地影响结构在开挖过程中和开挖之后的位移,并可能导致其不稳定。该工程在面板施工时预留了浅层排水孔,直径 30~40rm。排水孔设置水平方向间距为3.00m,竖向间距为1.40m,梅花状排列。

4.变形监测

土钉墙施工中连续监测基坑周边位移,观测点布置如图8.9-5所示,图8.9-7、图8.9-8 为几个有代表性的观测点的水平位移。从图8.9-7、图8.9-8可以看出∶

(1)土钉墙的变形是微小的。在同一垂直剖面上,最大变形发生于墙体顶部。越往下变形越小,土钉墙体内的水平变形随离开墙面距离增加而减小。最大变形与开挖高度之比为0.001~0.004,它比锚桩结构挡墙的水平位移要大一些,但仍在适用性和耐久性的极限范围之内。

(2)土钉墙的变形主要发生在施工阶段,如果没有附加荷载,竣工后的短时间内土钉墙的变形即可收敛稳定。这也说明了在土钉墙支护技术中,最危险的时候在施工阶段,每一步开挖完后应及时支护,用面板来限制其侧向变形。

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5.工程效果

(1)该土钉墙工程完工后,即进人雨季,经过雨季大暴雨的冲刷。基坑坡面完整。坡体稳定,边坡的最大变形为 42mm,一般为10~20mm。

(2)与现在广泛应用的桩、锚桩结构相比,土钉墙施工简便,场地适应性强,有显著的经济效益和社会效益,特别是施工场地狭窄及条件限制,大型机械无法进场施工时,更能显示土钉墙支护技术的优越性。