鹅卵石地层深基坑支护技术探究.doc

鹅卵石地层深基坑支护技术探究摘要：以北京市某深基坑支护工程为例，对其所在区域的 场地条件、周边环境及工程地质条件进行了具体的分析，提 出土钉墙与桩锚相结合的复合支护方案，充分发挥两种支护 形式相应的优势针对卵石地层采用人工挖孔法成孔技术， 有效解决机械成孔所带来的诸多不利因素，并制定合理的施 工过程支护效果表明，方案设计合理，边坡变形得到有效 控制，水平位移最大值仅为12. 1mm,各支护单元的受力性能 发挥正常同时，合理的施工过程使得支护工程先于预定工 期lid完成，为整个项目的后续施工赢得了宝贵的时间，为 类似工程提供一定的借鉴经验关键词：岩土工程深基坑支护体系土钉墙锚杆1 引言近年来，在城市建筑中高层乃至超高层建筑大量涌现， 同时城市地下空间的开发也随之逐步向更深处发展，深基 坑、超深特大型基坑层出不穷，因而，深基坑支护理论及技 术正面临新的挑战［1］其中土钉支护技术经过近20年的应 用，支护理论及设计方法都得到了长足的发展，尤其是近几 年针对钉土相互作用机制、土钉复合支护结构以及土钉结构 稳定性算法等进行了比较深入的研究［2-5］ o本文结合北京 市某深基坑工程支护方案设计，详细介绍了该工程的设计过程，并结合基坑布局提出了合理的施工方案，进行信息化施 工，做到了过程控制，取得了很好的支护效果。

2、工程概述2. 1工程概况基坑位于北京市海淀区，西侧紧临中关村南大街，写字 楼A座地上27层，写字楼B座地上14层，北侧公寓地上 8. 5层，框剪结构地下均为4层，拟采用筏板基础，基坑 挖深为19. 95 m,基坑平面图见图lo图1基坑平面图(单位：mm)2. 2工程地质及水文地质条件本次勘察揭露55m深度范围内，岩性以卵石层夹砂土、 黏性土为主，基坑开挖深度范围内的土层参数及其物理力学 性质指标见表lo表1土层物理力学性质指标土层名称 层厚/m重度Y /(kN?m-3)内摩擦角？ /(黏聚力c/kPa杂填土 1.6 16. 5 10.0 10黏质粉土 4. 3 19. 7 26.8 38砂质粉土 4.0 18. 7 21.5 26细砂 3. 1 19. 7 17.0 32中砂 1.9 20. 5 39.0 0卵石 13. 1 21.0 44.0 0拟建场区的水文地质单元属永定河冲洪积扇中上部据 勘察，地面以下55m深度范围内，地下水水位埋深27.4〜 27.8m部分孔存在上层滞水，水位埋深5.8m经对地下水 的腐蚀性测试分析，地下水对混凝土结构无腐蚀性2. 3工程分析(1) 基坑四周的环境相对比较简单，其中西侧道路距离 西坡上口线13m,北坡已有建筑物距离边坡上口线12.6m, 距离南坡上口线5m为材料运输通道，坡顶无堆载；(2) 基坑开挖深度范围内的土层主要由黏质粉土、细砂、 中砂及卵石组成，表层为杂填土，层厚1.6m,状态均为稍密〜 中密，地质条件较好，在支护中主要预防在砂层段发生流砂 现象；(3) 地下水水位在基底标高以下，因而在开挖前无需降 水，对于局部上层滞水可采取明沟排水及坡面引流的方法将 其疏干；(4) 要进行总体布局，充分考虑基坑形状特点及其与周 边的关系，制定合理的施工方案。

2.4支护方案的选定通常根据基坑周边环境的严峻程度，结合基坑开挖深 度、工程地质和水文地质条件来确定支护方式结合工程分 析，本工程选择土钉墙与桩锚相结合的复合支护型式，基坑 上部黏质粉土层深度范围采用土钉墙支护法，考虑土钉间排 距布置的合理性，支护深度确定为6.7 m,放坡系数0.2, 充分利用基坑四周的空间而基坑6. 7m深度以下部分，则 采用“护坡桩+锚杆”的组合式改良支护法，该法在悬臂结 构上加设一排或多排锚杆（索），支护系统可简化为简支（外 伸）梁或超静定（外伸）梁，挡土效果好，土体变形可得到有 效限制3、支护方案设计3. 1 土钉墙支护设计3. 1. 1设计方法按照相关规程所提供的土钉墙设计原理进行设计，并进 行整体稳定性验算土钉设计内力计算：1.25Y0TjkWTuj （1）其中，Tjk 二 g e qjkS xjSzj/ cos a jTuj = n dnj 工qsikli式（1）中各参数含义见相关规程土钉墙整体稳定性分 析方法：圆弧滑动条分法，取安全系数Fs 21.53.1.2设计结果土层参数采用表1提供的数据，根据规范法进行计算后，针对土钉的设计长度进行优化，最后得出：土钉钢筋采 用二级螺纹钢筋，设计参数见表2,整体稳定性安全系数Fs=1. 77o表2 土钉设计参数层序锚孔直径 /mm间距X排距 /(mXm)倾角 /( ) 土钉直径 /mm 土钉长度 /m设计拉力 /kN1001. 6X0. 9101635.81001.6X1.41520954.21001.6X1.31520966.91001.6X1.31520942.61001.6X1.31516631.812345坡面铺设巾6 mm@200 mmX200 mm钢筋网片，并设置 1 4)16 mm横向压筋及1 4)16 mm竖向压筋，面层喷射C20细 石混凝土，喷层厚80mm,混凝土配合比为水泥:砂子：石屑二1：2：2O3.2桩锚支护设计3. 2. 1护坡桩成桩工艺选择本工程一15m以下为卵石层，总层厚13.1m,基坑深度 范围内层厚约3. 7m,其中局部含有粒径较大的漂石。

对于这 种地层，机械成孔相当困难，参考类似地层桩孔施工的教训, 若选用机械成孔势必造成施工人员严重窝工、施工效率低， 甚至个别桩位无法成孔的后果而人工挖孔法可控性强，在 地层条件和周边环境允许的前提下，专业的作业队伍其工作 效率是很高的，并可以有效解决场区内卵石层较厚、机械施 工无法成孔的问题因此，护坡桩采用人工挖孔灌注桩。