尚雅名都小区6号及4号楼基坑支护施工方案探讨

朱 波

(大同市建勋伟业建筑有限责任公司，山西 大同 037000)

尚雅名都小区6号及4号楼基坑支护施工方案探讨

朱 波

(大同市建勋伟业建筑有限责任公司，山西 大同 037000)

以大同市尚雅名都居住小区二期工程为例，对工程基坑支护方案的选择进行了研究，提出了采用土钉墙支护方案，并对土钉支护设计参数的计算过程作了阐述，说明了土钉墙的施工工艺与技术措施，确保了项目的顺利进行。

基坑，支护，土钉墙，方案

1 编制依据

1)根据尚雅名都居住小区设计图纸、总平面布置图及太原市兴华岩土工程勘察质量检测有限公司提供的地质勘察报告，结合现场的实际情况和周边地形、建筑物状况进行编制。

2)根据建设部建质[2009]87号关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知，遵循安全可靠、技术可行、经济合理、节约工期的原则进行编制。

2 工程概况

本工程为大同尚雅名都居住小区二期工程，工程地址位于大同市红旗南街，现开工项目为6号楼，4号楼后续开工，其北侧与6号楼相连，基坑深度与6号楼相近，支护方式相同。其中6号楼建筑面积为16 821.05 m2，地下2层，地上18层；4号楼地下2层，地上9层。结构形式均为框剪结构。6号楼基础采用梁式筏板基础，工程开工日期2014年4月1日，竣工日期2014年4月28日。本项目与其他建筑相邻较远，周围无地下管线影响。

3 支护方案的选择

1)根据现场地形状况及相邻建筑物的位置与尺寸，结合工期进度要求，经总包企业项目部论证和可行性研究后认为：该工程基坑支护主要集中在6号楼基坑的北侧、东侧，基坑深度在8.7 m左右，4号楼北侧与6号楼相连，基坑深度相近。

2)从经济适宜、工期短、施工方便、安全储备小的原则考虑，按照地勘报告提供的土质分布情况，采用土钉墙支护方案，以减少基坑边坡暴露时间长和雨季边坡受雨水冲刷而产生的溜坡现象。

4 基坑支护方案

4.1 技术准备

1)熟悉基坑支护部位的地质构造和土质情况，了解建筑物周边的环境情况，掌握各类地下设施(包括上、下水、电缆、煤气、热力管线)管道的分布状况，落实场地周边临近地区地表水汇流、排泄情况对基坑边坡的影响程度。

2)对进场的材料进行外观和物理性能检测，对砂石及水泥进行各项指标性能检测和复试工作，提前进行混凝土配合比的级配试验，完善混凝土配合比试验报关单。

3)喷射混凝土要求骨料的最大粒径不宜大于15 mm，砂子的含水率检测在5%～7%，使用中粗砂,其细度模数大于2.5。

4.2 土钉墙施工方案

本工程基坑开挖由东向西分段分层，先进行6号楼施工，后延续4号楼施工。土钉墙施工方法及顺序：

第一步：根据总平面布置图进行放线，并将建筑物的相对标高引至相邻建筑附近，做好控制基坑开挖深度的准备工作。从6号楼的东面(与7号楼东面相连)及北侧开始开挖，由东向西推进，共分五步完成开挖、支护过程。每步挖土深度控制在1.4 m～1.5 m之间，然后清除浮土，对边坡进行修整，布置成孔位置。随开挖随支护，跟进作业。

第二步：对暴露时间长的边坡采用塑料布覆盖，有流砂现象的部位喷刷一层薄水泥砂浆，对底端处出现砂层的部位，采取袋装土或砂压住，在确保坑壁稳定、安全的前提下，进行下道工序施工。

第三步：确定孔点凿孔，采用人工洛阳铲进行成孔，倾角为10°～15°，孔径控制在80 mm～100 mm。

第四步：安设土钉钢筋，按照土钉支护计算确定的Φ20钢筋穿钉。

第五步：注浆采用强度等级为M15的水泥净浆或水泥砂浆，水泥浆水灰比不宜超0.45～0.5，水泥砂浆的配合比宜为1∶1～1∶1.2(重量比)。

第六步：编网铺设钢筋网片，采用φ6钢筋，网眼规格250×250。

第七步：喷射混凝土面层，喷射的混凝土强度等级为C20，喷射平均厚度为100 mm。

第八步：6号楼土钉墙施工完毕后，后续 4号楼延续施工。其他施工程序同上。

4.3 土钉墙施工工艺

1)成孔前应根据土钉支护计算要求定出孔位并作出标记及编号，当成孔过程中遇到障碍物需调整孔位时，不得损害支护结构设计原定的安全强度。

2)插入土钉钢筋前要进行清孔检查，以保证钢筋的入孔深度和注浆后的保护层厚度不偏移。

3)注浆前要验收土钉钢筋的安设质量是否满足设计要求，水泥浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆应在初凝前用完。

4)喷射混凝土之前，应按计算要求的间距绑扎钢筋、固定钢筋网，并符合设计规定的保护层厚度要求，钢筋网片用插入土中的钢筋固定，保证在喷射混凝土时不出现松动现象。

5)喷射混凝土的配合比，应通过试验确定，为确保喷射混凝土厚度达到均匀的设计值，可在边坡上隔一定距离打入垂直短钢筋段，作为厚度标志。当喷射厚度超过100 mm时，混凝土应分两层喷射，一次喷射厚度不宜小于40 mm，且接缝错开。

4.4 土钉墙施工技术措施

1)成孔前根据计算设计要求确定孔位，并做好记录。

土钉水平方向孔距偏差不得大于50 mm，竖直方向孔距偏差不得大于100 mm。钻孔底部的偏斜尺寸不得大于杆的3%。孔深不得小于设计长度，也不得大于设计的1%。

2)成孔时遇砾石、砖块、管网或地下构筑物时，孔位及其下倾角可以调整，如遇到砾石层可改用钢管做锚杆。

3)土钉孔眼的位置必须根据受喷面实际情况和设计布置。

作土钉用的钢筋，使用前须除锈矫直，安装位置距孔眼中心、钢筋插入深度不得小于设计要求的90%，安装后不得敲击、碰撞。

4)挂钢筋网前必须将坡面清理平顺使钢筋网紧靠坡面，钢筋网与土钉的连接必须牢固可靠。

分层喷射混凝土时后层混凝土应在前层混凝土终凝后进行，如超终凝1 h以上时，则受喷面必须用水清洗；喷头应与受喷面垂直，其间距以0.6 m～1.2 m为宜。喷头应连续、缓慢横向移动，喷射厚度应均匀。喷射混凝土施工终凝2 h后及时进行湿润养护，养护时间不得少于14 d。

5)挂网的土钉端部应用Φ14的钢筋作为压网筋，固定在钢筋网上并与土钉钢筋焊接牢固。上下间距同土钉间距。

5 计算过程

1)土钉支护设计参数。

基坑挖深8.7 m左右，基坑深度H按8.7 m取值，土钉钻孔径为80 mm～100 mm，与水平面夹角为10°，土钉水平间距1.4 m，竖向间距为1.4 m(见图1)。

根据现场情况上部杂填土已取掉，土质分布及含量主要为粉质粘土，呈坚硬状态，故按粉质粘土计算土钉墙。粉质粘土的内摩擦角φ=25°,土的重度取r=19 kN/m3,土的内聚力取c=18 kPa，土钉与土体之间的界面粘贴强度取T=50 kPa，地面超荷载取q=10 kN/m2,根据粉质粘土的液性指数IL=1,取土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值为30 kPa，土钉抗拉分项系数取1.3。

2)计算单根土钉抗拉承载力设计值。

本工程以土层作为锚杆的持力层，根据工程情况，基坑侧壁的安全等级为三级，因此，单根土钉抗拉承载力设计值可按下列公式计算。

3)计算土钉在土体中所受的侧压力。

按以下公式计算：

4)计算土钉所受的拉力N。

其中，θ为土钉的倾角，取10°;Sx为土钉的水平间距,取1.4m；Sy为土钉的竖向间距，取1.4m。

5)计算土钉长度。

根据要求，取土钉的局部稳定性安全系数Fs·d=1.3。

土钉在破坏面一侧伸入稳定土体中的长度La。

经计算得出各土钉的长度，其长度由上而下分别为：

L1=12.18 m,取12 m，L2=11.36 m,取11 m，L3=10.56 m,取10 m，L4=9.74 m,取9 m，L5=8.93 m,取8 m，L6=8.11 m,取8 m。

6)计算土钉钢筋直径d。

取土钉的局部稳定安全系数Fs·d=1.3。

土钉采用HRB335钢筋取fy=335N/mm2。

7)边坡稳定性验算。

由于边坡粉质性粘土所占比例较大，呈坚硬状态，在土钉墙未施工前应对其进行必要的加固处理，因此只需进行外部整体稳定性验算。

其中，K1为抗滑移稳定系数;F1为抵抗滑移的力;∑N为引起滑移的力。

根据要求设土体墙宽度为8 m(按墙宽一般取基坑深度的0.4～0.8)。

F1=(8.7×8×19+8×10)tan25°=653.5 kN。

b.抗倾覆验算：

其中，MW为抗倾覆力矩；MO为倾覆力矩；K2为抗倾覆稳定系数。

土的自重平衡力矩：

6 结语

通过对本项目基坑支护方案的反复论证，满足了土体结构的安全及使用功能要求，为下一步基础施工奠定了良好的技术支持和安全保障，确保了本项目的顺利实施，取得了良好的经济和社会效益。

On exploration for foundation pit support construction scheme at No.6 and No.4 of Shangyamingdu Complex

ZHU Bo

(DatongJianxunweiyeArchitectureCo.,Ltd,Datong037000,China)

Taking the second period project of Shangyamingdu Complex as the example, the paper indicates the selection of engineering foundation pit scheme, points out the adoption of the retaining support scheme, illustrates the calculation process of the retaining support design parameter, and explains the construction craft and technical measures of retaining walls, so as to ensure the smooth construction.

foundation pit, support, retaining wall, scheme

1009-6825(2014)30-0083-03

2014-08-14

朱 波(1976- )，男，工程师

TU463

A