微型钢管桩加植筋锚杆相结合的基坑支护工程实例

江西省勘察设计研究院 江西 南昌 330000

1 工程概况

新城悦隽中央公园B地块基坑工程位于九江市濂溪区浔南大道以北九江站以南,位置如图1所示。B地块基坑呈不规则矩形,长约226米,宽约125米,周长约700m,地下室面积约36000m2。B地块地下室设计底板标高为40.0～42.8m,底板+垫层厚0.45m,基坑底开挖标高39.55～42.35m,基坑顶设计地坪标高为43.60～47.25m,基坑开挖深度4.05～4.90m。

本文重点介绍基坑周边存在建筑物的东侧基坑分段HI段,基坑东侧为广场西路,其中HI段紧靠售楼部3F,地下室轮廓线距离售楼部最近2.73m。基坑开挖深度范围内涉及地层为:素填土、粉质粘土和卵石。场地地下水主要为第四系松散岩类孔隙水,赋存于④卵石中,勘察期间为丰水期,稳定水位标高为36.0～39.36m,在基坑底板以下。

图1 基坑支护设计平面图

2 基坑支护方案设计

2.1 方案设计的比选 综合分析本基坑分段HI段地质条件、基坑开挖深度和周边环境条件,根据相关规定确定基坑支护结构安全等级为二级,结构重要性系数取1.0,HI段基坑支护设计的关键点是基坑侧壁安全的控制和售楼部沉降变形控制。常用的支护方法有排桩支护、地下连续墙支护、桩撑支护、桩锚支护、水泥土挡土墙、土钉墙支护、自然放坡等支护技术。HI段基坑开挖深度4.9m,地下室轮廓线距离售楼部最近2.73m,不具备土钉墙支护和自然放坡支护的放坡空间,只能采用垂直支护,而地下连续墙、现浇混凝土灌注桩等排桩支护需要大型机械设备且存在费用高和工期长等特点,故建议选用微型钢管桩加锚杆的支护方法。传统的桩锚支护体系的锚杆一般按照15°～25°的角度由浅入深的方式深入土层中,而基坑边存在的售楼部基础使这种传统锚杆的施工无法进行,所以本基坑HI分段最终采用微型钢管桩加植筋锚杆相结合的支护方案。

2.2 方案设计 HI段基坑开挖深度4.9m,坡顶0.5m采用1:1自然放坡加挂网喷射混凝土护面,底部4.4m采用微型钢管桩支护,微型钢管桩采用Q235φ168mm钢管(壁厚6mm),桩长9m,桩中心距500mm,桩顶标高44.95m,桩顶设置500×400mmC30冠梁。为减小微型钢管桩顶部的水平位移,采用植筋锚杆锚拉微型钢管桩,植筋锚杆采用HRB400直径d=22mm钢筋,钢筋一头植入售楼部圈梁内,植入长度不少于15d,另一头锁定在微型钢管桩顶冠梁上,钢筋长度按实际情况而定。微型钢管桩外侧采用挂网喷射混凝土护面。坡顶至售楼部间采用混凝土硬化并设置排水沟,坡底设置排水沟及集水井,坡面设置泄水孔。详见图2 HI段基坑支护断面图。

图2 HI段基坑支护断面图

3 基坑支护施工及监测

根据设计图纸进行微型钢管桩定位施工,由于桩端须进入卵石层一定深度,常规打压方法无法使微型钢管桩到达设计深度,先采用地质钻探设备引孔,孔径略大于微型钢管桩桩径,钻好孔洞后将微型钢管桩插入并灌入水泥砂浆。然后从地面开挖基坑至0.5m处进行冠梁施工。再进行植筋锚杆的施工:首先利用钻孔设备在售楼部圈梁上钻孔,钻孔孔径35mm,孔深330mm,然后在孔内注满A级植筋胶,立即插入植筋锚杆,植筋锚杆的钢筋长度4m左右。然后将植筋锚杆的另一头与冠梁连接,具体做法是在冠梁上用钻孔设备钻孔,然后将植筋锚杆从冠梁的钻孔内穿出,根据植筋锚杆的不同倾斜角度套上不同形状厚度的钢垫板,然后拉直植筋锚杆,最后将植筋锚杆用螺母进行锁定,即完成了单根植筋锚杆的施工。

在冠梁上每隔20m设置一个桩顶水平位移和沉降监测点,在售楼部四个角点和每侧中间各设置一个沉降监测点。等水泥砂浆和A级植筋胶到达设计强度后进行基坑开挖,并按规范要求进行基坑监测工作。本工程实测桩顶水平位移最大15mm,桩顶最大沉降9mm,售楼部最大沉降6mm,基坑监测数据均在安全范围以内。

结论

(1)遇到坚硬地层,微型钢管桩可采用地质钻探设备钻孔成孔,无需大型机械设备,能够在狭小的空间内施工作业,适应性较强,和水泥砂浆结合后桩的性能和质量较好。

(2)本文所采取的植筋锚杆能应用在基坑周边存在建筑物的基坑中,解决了传统锚入土层中的锚杆在该工况下无法施工的问题。

(3)对于一层地下室且周边存在建筑物的基坑,综合比较各种基坑支护形式,采用微型钢管桩加植筋锚杆相结合的支护方法,支护结构施工速度较快,基坑开挖过程位移变形控制很理想即对周边环境影响较小,且植筋锚杆在基坑回填后可进行回收利用,相比于混凝土灌注桩该支护结构成本较低。