公安大学住宅楼基坑垂直锚喷支护设计施工与测试分析公安大学住宅楼基坑垂直锚喷支护设计施工与测试分析.doc

公安大学住宅楼基坑垂直锚喷支护设计施工与测试分析 ? 唐玉文 钱建春 石健 刘祯荣 摘要? 文章阐述了土钉施工的工艺方法、土钉的应力随时间的变化的测试情况，经过土钉支护施工后，不同地层层位的应力结果分析。 关键词 ?土钉支护? 应力? 应变? 测试 ? 1 工程概况 ? 公安大学部校东联建住宅楼工程位于北京市西城区木樨地公安大学院内，拟建工程由南北三座塔楼和一栋十三层的住宅连接体组成，总建筑面积60245m2，地下两层，地上二十层，基坑面积约6422m2，基坑周长约336m，基础埋深10.0m，局部埋深13.0m。 ? 根据该工程的岩土工程勘察报告，可知场地的地面标高为47.37～48.66m。表层为人工堆积的粉质粘土填土、局部房渣土层，其一般厚度为1.20～2.00m，局部较深处为2.70～3.40m；其下为第四纪沉积的粉砂、砂质粉土层，与重粉质粘土、粉质粘土及粘质粉土、砂质粉土的交互层；于标高40.46～42.69m以下为细砂、粉砂层，卵石层，圆砾层及局部粘质粉土层；标高33.99～36.99m以下见重粉质粘土、粉质粘土层与粘质粉土、砾质粉土层；再以下于标高30.95～32.76m见卵石层，局部细砂、中砂；标高28.85～29.29m见重粉质粘土、粉质粘土层；再向下标高24.77～26.54m见第三纪的粉质粘土、重粉质粘土层。本场区在勘探过程中测得地下水静止水位标高37.97～32.86，埋深14.65m～15.80m。 ? 2 方案设计与施工 ? 2.1方案设计 ? 根据场地的工程地质和水文地质条件及周边情况，对基坑支护方案进行分析比较后采用土钉支护，同时考虑本工程工期紧、任务重、场地小，为了确保工期，在基坑西侧和南北两侧西段，采用直墙喷射砼后抹水泥砂浆抹平，铺设防水卷材后作基础结构外墙的模板。直墙喷锚作结构外墙模板有诸多优点：减小了土方开挖量，缩短了工期，避免了后期工程的土方回填。 ? 土钉墙支护采用理正深基坑支护软件进行计算，结构参数为：土钉垂直间距、水平间距均取1.4m，土钉倾角10?，土钉直径为130mm，土钉水泥浆体强度设计为20MPa，土钉水泥浆配比为0.5。采用Φ25、Φ28两种直径钢筋，土钉长度为5.8～13.0m不等。喷射砼设计强度C20，施工配合比采用水泥：砂：碎石：外加剂=1：2：2：0.03，喷射厚度为100mm，冬季施工并考虑工期紧等因素外加剂选用速凝剂、防冻剂和早强减水剂三种 (8880巢湖牌速凝剂，掺量为水泥重量的3％，MD-5防冻剂，掺量为水泥重量的3％，早强减水剂掺量为水泥重量的5％用于水泥注浆)。 ? 为了限制坡顶位移满足项目经理部提出的不超过5cm的变形要求，设计上在西坡直立坡中段60m范围第二排土钉间每隔2.8m设计长15m，孔口一端带有螺纹的预应力锚杆，注浆后待水泥浆体强度达70％后(三天)，于喷射砼面层上安放300mm×300mm×6mm中间钻有Ф30mm直径孔眼的钢垫板，安装螺母施加少量预应力。这样，既增加了土钉长度，又提高了土钉密度。待结构施工到此高度时，卸下螺母垫板，割除土钉外露部分。必要时注浆W／C由0.5改0.4～0.45，适当提高注浆压力。 ? 钢筋网片：Ф8@200×200mm，保护层厚30～50mm，另外为保证坡顶稳定，在坡顶做1.5m的钢筋砼翻边，总的工程量为：土钉共1700根，计14267延长米，砼喷射面积3402m2，砼翻边面积495m2。 ? 2.2施工工艺控制 ? 在施工工程中，严格按照方案进行施工，工艺流程如表1。 施工工艺流程????????? 表1 垂直边坡土钉墙采用信息法施工，严格监测基坑周边的变形，以利及时反馈，一旦出现异常，可采取补救措施。在宏观上，我们采用精密水准仪和经纬仪对基坑坡顶进行水平位移和垂直沉降观测；在微观上，采用在土钉钢筋上贴制电阻应变片，对土钉受力变形进行测试。 ? 施工过程中控制坡顶位移我们采取如下措施： ? ??? (1)遇砂层和砂质粉土层，严格按设计要求分层、分段开挖，开挖长度控制在5-6m，挖一段，喷锚一段。 ? (2)限制开挖面裸露时间，尽快加以支护，分段开挖到初喷砼对于砂质粉土和砂层力争在一小时内完成，避免塌方。 ? ??? (3)加快注浆和喷砼早期强度的发展，加速凝剂，防冻剂、早强减水剂，且上覆保温被防冻，实测结果表明覆盖面下喷砼表面温度在外面环境温度在-8℃-10℃时仍在10℃以上。用525#水泥代替425#水泥，提高水泥浆强度。 ? (4)土钉间与网片联接由原来的“井字形”改为“水平横向拉结筋和上下层斜拉筋”。解决了粉细砂层坍塌的难题。 ? (5)在喷砼和注浆体强度未达设计强度的40％以上，不能开挖下一层。据实验室实测数据表明，施工两天后才能进行下一层开挖。为抢工期(98年11月30日)，喷砼与注浆体强