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桩-锚复合支护技术
在建筑基坑边坡工程中的应用
摘要:本文结合工程实例和工程地质状况与周边环境,针对某建设小区一建筑基坑边坡支护方案
进行了分析比较与论证。在此基础上,对本工程采用的桩- 锚复合支护方案验算与施工技术以及施工
监测信息化管理等进行了详细阐述。因此,经过论证与验算及实践检验,桩- 锚复合支护技术对处理
较复杂的建筑基坑边坡支护比较有利。
关键词:支护方案;相关验算;施工技术;监测与测试
1 引言
为了确保建筑基坑边坡稳定和周边现有建筑安全,
在深入掌握现有场地条件基础上进行多方案分析研究,
运用土力学原理和钢筋混凝土结构力学理论进行结构
验算是工程安全保障的关键。本文针对最佳方案采用可
靠施工工艺与施工方法,引入信息化管理机制进行施工
监测和动态管理,同时采用科学而合理的测试方法作为
有力的保障手段,以期达到有效控制建筑基坑边坡变形
的目的。以下就处理较复杂的建筑基坑边坡作一些理论
与初实践探讨。
2 工程概况
湖南长沙紫金苑项目工程场地东南角西侧一建筑
基坑边坡,其长度约50m,坡顶高10.30m,其中上部
5.1m 高范围是现有重力式毛石挡土墙,下部基坑开挖
深度为5.20m,现有重力式毛石挡土墙坡顶紧邻车道,且5.6m 处现有五层砖混结构住宅楼(条形基础,基础埋
深2~3m),平面布置见图1。
根据地质勘探报告得知,场地地基土覆土层由人工
填土,中粗砂砾、粉质粘土、强风化岩组成,场地下伏基
岩强风化岩,埋置较深,各土层参数见表1。
表1 各土层参数
3 基坑边坡支护方案
3.1 基坑支护方案的选择
由于边坡较高,且临近车道与五层砖混结构住宅,
还紧连现有重力式毛石挡土墙,根据本工程特点,可以
选用的基坑边坡支护型式有:钻孔支护桩加设混凝土内
支撑、复合型锚喷墙支护、复合土钉墙支护及挖孔灌注
桩- 锚复合支护方案。
钻孔支护桩加设混凝土内支撑方案能确保基坑结
构安全,位移小,对周边环境影响小,但内支撑装拆工序
多,增加工期和造价,且内支撑影响地下室施工和土方
开挖;复合型锚喷墙支护方案,砂层中施工采用钢管作
为锚杆,设置预应力锚杆控制基坑位移,该方案造价比
其他方案低,但本工程周边为重要建筑物与道路、现有
重力式毛石挡土墙,对支护结构的变形要求严格;而复
合式土钉墙的支护结构变形一般较大,对周边环境造成
极不利影响。因此,基坑支护方案论证选型时否定了以
上三种方案。由于桩- 锚复合支护方案能利用现有重力
式毛石挡土墙(不需拆除),还能利用部分工程桩,有效降低工程造价,工期较短,结构较安全稳定,且不影响周
边环境,适合本工程施工。因此,该工程确定下部采用人
工挖孔灌注桩(利用部分工程桩)加锚杆,上部现有重力
式毛石挡土墙采用锚杆肋梁两种复合支护方案。
3.2 基坑支护方案的技术要求
本工程上部现有重力式毛石挡土墙要求采用锚杆
加肋梁作永久性边坡支护,设置2 排锚杆,锚杆水平间
距2m,垂直间距2.5m;现有重力式毛石挡土墙坡脚以下
部分高5.2m,车道部分垂直开挖,其余放坡开挖,放坡
坡角75 度,均采用桩- 锚联合支护,单排人工挖孔桩,
桩径Φ1000mm,桩长8~10m,桩芯砼强度等级为C25,
桩间距为2.2~4.2m。人工挖孔桩施工各技术参数允许
偏差为:桩径偏差:±5mm,垂直度:0.5%,主筋间距:±10mm。
桩顶设置一道压顶圈梁,使整排护坡桩合为一体,尺寸
为1000×800 mm(h×b),砼标号为C25,桩主筋入圈梁
40d。在迎土侧设置一至四排锚杆,水平间距1.50m,垂
直间距0.8~1.4m,见图2、3。
⑴锚杆采用φ25~φ32 钢筋作为锚杆,长度为
6~19m,倾角10°,压力灌浆,注浆孔附近的混凝土应
具有抵抗注浆引起的压力扩散作用;
⑵钢筋焊接长度:单面10d,双面5d;确保对中,不
能错位;
⑶坡面采用挂钢筋网喷射混凝土,钢筋网采用
6@200×200,骨架钢筋采用2φ16,按设计要求沿锚杆位置布置。喷射混凝土总厚度100mm,强度等级为C20,
见图4、5;
⑷喷锚强度均大于设计强度的70%,方可进行下一
层的土方开挖;
⑸在上层锚杆注浆完成一定时间后,再进行下一层
的土方开挖。
3.3 基坑支护方案的结构相关验算
3.3.1 锚杆验算:(2- 2 剖面)
土压力系数计算:
Ka=tan2(45°-22°/2)=0.456
Kp=tan2(45°+30°/2)=3.00
计算锚杆水平力T:
主动土压力引起:
Ea=1/2×γ×H2×Ka=813.40kN/m
上部匀布荷q 引起:Eq=q×h×Ka=90.97KN/m
被动土压力引起:Ep=1/2×γ×H2×Kp=317.29kN/m
则根据力学平衡方程:T=Ea+Eq-Ep=586.58kN/m
考虑到锚杆水平间距1.5m
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