・１４４・ 第３６卷第３期 ２ ０ １ ０年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ（ ＵＲＥ Ｖ０Ｉ＿３６ Ｎｏ．３ Ｊａｎ．２０１０ 文章编号：１００９—６８２５１２０１０）０３—０１４４—０２ 排桩与钢管土钉墙组合支护在深基坑中的应用 马倬勋 刘志萍 摘要：以某市人民医院新建医疗中心大楼工程为实例，阐述了在深基坑紧邻建筑物的条件下，采用排桩与钢管土钉墙 组合支护，能有效控制支护结构的变形和周边建筑物的沉降，从而确保基坑开挖的安全和周边建筑物的正常使用。 关键词：深基坑，排桩，钢管土钉墙，组合支护 中图分类号：ＴＵ４６３ 文献标识码：Ａ １ 工程特点及地质条件 某市人民医院新建医疗中心大楼位于市区繁华地段，高２３ ｍ， 为７层框架一剪力墙结构，筏板基础，基坑平面尺寸１５ ｍ×４７ ｍ， 开挖深度４．８ ｍ～５．９ ｍ。该工程场地狭小，地下室几乎满布整个 富存于岩溶裂隙中，水量丰富且具承压性。 表１主要土层的物理力学性质指标 土层 ①填土 ②可塑状黏土 ⑧硬塑状黏土 厚度／ｍ Ｉ．５ ３．５ ８ 重度／ｋＮ・ｍ ３ 粘聚力／ｋＰａ 内摩擦角／（’） ｌ８ １８ １９ ８．７ ２３．６ ３６．３ １４ １６．３ ｌ９．５ 施工现场。特别是基坑东面紧邻该院的检验楼和门诊楼，基坑支 护结构设计好坏不仅影响工程地下室能否顺利施工，还关系到周 边建筑物的正常使用和安全。根据地质勘察报告，场地内岩土层 主要组成为：杂填土、素填土、黏土（含可塑状黏土层和硬塑状黏 土层）、灰岩。从支护设计角度考虑，场地的岩土层情况可简化 为：①填土，②可塑状黏土，③硬塑状黏土。各土层的物理力学性 质指标见表１。 地下水位在地表下２．４ ｍ～５．８ ｍ，地下水类型为上层滞水和 ２深基坑支护设计方案 基坑平面布置如图ｌ所示，根据基坑周边建筑物、城市道路 及地下管线的分布情况，从技术、经济和进度等方面进行比较，本 工程基坑支护采用以下设计方案：１）基坑南面、北面、西面和基坑 东面的中段距周围电缆沟、工棚较近，基坑支护采用土钉墙，造价 低、施工工艺简单。２）支护结构设计的重点是基坑东面的南段和 北段。基坑侧壁紧邻医院的检验楼和门诊大楼，这两幢大楼均为 岩溶裂隙水，前者富存于上部土层中，主要来源为大气降水；后者 ５．２土钉墙支护形式施工 阶段，要每天监测１次，在完成坑开挖，变形趋于稳定的情况下， 直到支护退出工作为止。对降水引起沉降 南北基坑东侧段采用土钉墙支护，按８０。放坡；当基坑顶面有 可适当减少监测次数，包括水平 放坡的余地时，放坡的坡角尽量放缓，锚杆自上而下设五排。锚 的观测主要设置在邻近建筑物上。对支护位移的监测，测点设在基坑四周，每边３个。另外应特别加强雨 杆施工参数见表３。锚杆成孔施工各技术参数允许偏差为：孔深： 和垂直沉降，±５０ ｍｍ，孔径：±５ Ｉｎｍ，孔距：±１００ ｍｍ，成孔倾角：±５％。支 天和雨后监测，以及对各种危及支护安全的水害来源进行仔细观 发现问题分析原因并及时采取有效措施予以解决。 护要求分层自上而下进行基坑开挖，边挖边支护。第一层挖深 察，实践证明，多种基坑支护方式的联合使用，在本工程的实施 ２．０ ｍ，往下每层挖深不超过１．８ ｍ，基坑侧面留０．１０ ｍ以便修土 坡，坡度为１：０．２５。施工工艺流程：放线修坡一凿孔一安装锚杆一 过程中取得很好的效果，成功地解决了深基坑支护问题，确保了 注浆一挂钢筋网一焊接加强筋一喷射混凝土一养护一测量。当 施工质量和安全。 锚杆完成注浆后，在坑壁上挂嘶．５钢筋网，网孔２００×２００，并通 参考文献： １２０—９９，建筑基坑支护技术规程［ｓ］． 过０１６＠ｌ ８００×１ ８００加强筋与锚杆主筋焊牢，然后喷射混凝土， ［１］ＪＧＪＪ５０００７—２００２，建筑地基基础设计规范［ｓ］． 喷射作业层分段施工，喷层厚度为１００ ｍｍ，一次喷射厚度为 ［２］ＧＢ ９４—９４，建筑桩基技术规范［ｓ］． ５０ ｍｍ，分两层喷射。混凝土标号为Ｃ２０，及时加强养护，使其强 ［３］ＪＧＪ［４］ＣＥＣＳ ２２：９０，土层锚杆设计规范［Ｓ］． 度稳定，不至于出现裂缝。 ５．３施工安全监测 ［５］ＧＢ ５０３３０—２００２，建筑边坡工程技术规范Ｉｓ３． 监测内容：地下水位、邻近建筑物和道路的水平位移、支护结 ［６］李自明，彭文祥，何忠明．土钉支护在基坑工程中的应用 ［Ｊ］．山西建筑，２００７，３３（７）：１１５—１１６． 构水平位移及坡顶沉降，预应力锚杆的预应力监测。在支护施工 Ｉｎｉｔｉａｌ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｎｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｗａｙ ＷＡＮＧ Ｆｅｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｒｅａｍｎａｂｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｆｉｅｌｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｏｎｅ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｇｅｔｓ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ａｓｐｅｃｔ ｏｆ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｕｓ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｎｇ ａ ｓｅｒｉｏｕｓ ｏｆ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ，ｄ￣ｓｉｇｎ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 收稿日期：２００９—０９．１８ 作者简介：马倬勋（１９６６ ），男，工程师，济钢集团有限公司装备部，山东济南２５０１０１ 刘志萍（１９６１一），女，工程师，济钢集团有限公司装备部，山东济南２５０１０１ 雾 背 马倬勋等：排桩与钢管土钉墙组合支护在深基坑中的应用 ・１４５・ ４层砖混结构，片石条形基础，基底埋深１．６ ｍ，基础外边线距基 到７５％后，再进行注浆钢管土钉墙的施工。２）基坑开挖和土钉墙 坑边缘仅１．２ ｍ，对基坑的变形十分敏感。为保证建筑物的正常 施工按自上而下分段分层进行。机械开挖后辅以人工修整坡面。 使用和安全，对支护结构的设计和基坑开挖提出了很高的要求。 每层的开挖深度为１．５ ｍ。３）土钉注浆采用配合比１：１水泥砂 经多方比较，从以下几方面考虑，决定采用排桩与钢管土钉墙组 浆，待钢管打入设计长度后，采用压浆机用０．１ ＭＰａ～０．３ ＭＰａ压 合支护：ａ．场地狭小，基坑开挖无放坡可能，土钉支护安全稳定性 力注入钢管内。注浆过程中应严格控制注浆压力，以防地面起拱 不足。ｂ．基坑底部土质较好，基坑开挖深度不大，为采用悬臂式 和不均匀沉降。４）混凝土面层采用单层 ＠２００双向钢筋网，８０ Ｃ２０混凝土。钢管端头与２００×２００×１０钢板焊接。焊接方法 排桩支护结构提供了可能性。同时，排桩支护可紧邻建筑物基础 厚，施工，满足场地狭小的施工条件。Ｃ．基坑周围建筑物距坑边距离 为：钢板中心氧割 ３ ｎ帅孔洞，钢管穿过孔洞，周边与钢板满焊。 小于基坑深度，位于受基坑工程扰动的敏感区，基坑支护安全等 为提高钢板下混凝土的局部抗压强度，在钢板与钢筋网之间增设 级为一级，由以往的工程经验可知，悬臂式排桩支护桩顶水平位 ２×２ｑｑ２加强筋，长６００ ｍｍ。５）排水措施：ａ．土钉墙顶采用砂浆 移相对较大，建筑物容易因沉降而产生裂缝。因此，决定采用排 或混凝土护面；ｂ．为排除积聚在基坑内的渗水，在坑底设置排水 桩与钢管土钉墙组合支护，以有效控制支护结构的变形，保证建 沟及排水井，距坑壁０．５ ｍ；ｃ．设置幅０～６１ｏｏ水平塑料泄水管， 筑物的安全。 长３００ ｍｍ，插入土层，２×２铅丝网封口，内填砂砾滤水层，间距 １ ２００７０ｏ ｈ————＿ ２ ｍ×２ ｍ。 ３０×３０×４ ８工 加翼段长度 非加翼段长度 图３加翼钢管 ５施工监测 在基坑东面医院的门诊楼和检验楼各设置了３个沉降观测 点，分别位于大楼外墙的两个大角和中间。经监测，其最大沉降 量为５ ｍｍ，满足施工规范规定一级基坑地面最大沉降监测值为 ：： 电缆沟 ＩＩ ｒ—————一 ：二二： 二：：二：：：二：二：：：：二：：二：：：：二｝ ３ ＣＩＴＩ的要求。在组合支护边坡土体顶部设置了４个观测点，经监 图ｌ基坑平面布置图 土熬 磊 图 测，其向外水平位移最大值为７ ｍｍ。 ６结语 ３组合支护结构内力分析及截面设计 悬臂式排桩支护结构因桩顶水平位移相对较大，通常情况下 排桩与土钉墙组合支护的计算，采用理正深基坑支护结构设 只适用于基坑开挖深度不大，且对支护结构变形要求不高的基坑 计软件ＦＳＰＷ５．３，该软件系统是国家行业标准ＪＧＪ １２０—９９建筑 支护工程。某市人民医院新建医疗中心大楼在基坑开挖场地狭 基坑支护技术规程的配套软件。基坑支护不考虑水位影响（采用 小，在紧邻建筑物的条件下，采用了排桩与注浆钢管土钉墙组合 降水措施），基坑侧壁重要性系数取１．１，排桩的混凝土强度等级 支护的形式。该工程基坑支护施工正值雨季，经过雨季大暴雨的 为Ｃ３０。排桩与注浆土钉组合支护的典型剖面如图２所示，排桩 冲刷，基础施工振动荷载的作用，基坑坡面完整，坡体稳定。目 采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径８００ ｍｍ，间距１ ０００ ｍｍ；土钉布 前，该工程已通过主体验收，根据施工动态监测结果，相邻建筑物 置于桩问土中，横向间距１ ０００ ｍｍ，竖向间距１ ２００ ｍｉｌｌ，土钉水 的主体结构没有因基坑开挖而出现裂缝，说明该支护方案在工程 平倾角为１０。。土钉采用 ０钢管，端头２ ｍ～３ ｍ长度范围内加 实践中是可行的，达到了预期的目的，产生了较好的社会效益。 翼，形成锚刺。钢管管面预留，ｂｌＯ注浆孔，间距２００ ｍｍ，呈梅花 参考文献： 形布置。采用加翼土钉可以扩大钢管周边注浆土体的范围，在土 ［１］ＪＧＪ １２０—９９，建筑基坑支护技术规程［ｓ］． 钉周围形成“十”字形水泥柱，从而提高了土钉的抗拔力，加翼钢 ［２］侯学渊，刘建航．基坑工程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出 管见图３。 版社．１９９５． ４组合支护的施工 ［３］魏焕卫，孙剑平，陈启辉，等．基坑边坡变形的理论计算方法 １）施工顺序：基坑开挖前先施工护壁桩，待桩身混凝土强度达 ［Ｊ］．水文地质工程地质，２００６（２）：７５—８０． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｗ ｐｉｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ ｓｏｉｌ ｎａｉｌ ｗａｌｌ ｏｎ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ＭＡ Ｚｈｕｏ－ｘｕｎ ＬＩＵ Ｚｈｉ－ｐｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅｗ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｍｅｄｉｃａｌ ｃｅｎｔｅｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｅｏｐｌｅ’Ｓ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｉｎ ｏｎｅ ｃｉｔｙ ａＳ ｅｘａｍｐｌｅ．ｉｔ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｎｅａｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ａｄｏｐｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｗ ｐｉｌｅ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ ｓｏｉｌ ｎａｉｌ ｗａｌｌ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ０ｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｔｈｕｓ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎ＇ｌｉＴｌｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ，ｒｏｗ ｐｉｌｅ，ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ ｓｏｉｌ ｎａｉｌ ｗａｌｌ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ