格栅倒挂联合内支撑在城市基坑支护中的应用

苏钟琴 郭兰杰

摘要：随着城市的快速发展，土地资源越发紧张，深基坑是未来基坑的发展趋势。本文以北京城区内某深基坑项目为例，以格栅倒挂联合内支撑的方式对有管线穿过的深基坑进行了基坑支护设计，并按此施工，达到了预期的效果。

关键词：格栅倒挂   内支撑  地下管道  基坑支护

1 前沿

常规建筑基坑支护越来越不能满足城市基坑支护的需求，诸如管线保护、周边建筑、构筑物的安全。在近几年的城市基坑支护中越来越多的采用格栅倒挂联合内支撑的方式来加固深基坑。但影响基坑稳定的因素除了土层性质、设计等因素外，施工工艺、材料选择、管理等因素同样会影响基坑稳定。

2 工程概况

本文结合北京城区内某工程竖井支护的相关方案及数据来说明影响基坑稳定的因素。

竖井平面范围对基槽开挖造成影响的共包括3条管线，依次为φ1500污水管线、φ500燃气管线、φ350自来水管线，管线埋深1～2m，基坑支护中需对上述管线进行保护。

2.1 地层情况

开挖深度范围内依次为杂填土、第四纪沉积的粉质粘土、粘质粉土③层和砂质粉土、粘质粉土③1层，局部为粉砂、细砂③2层及重粉质粘土③3层。

2.2 地下水

开挖深度共2层地下水。第一层地下水类型为上层滞水，稳定水位埋深为3.24～4.60m;第二层为潜水，稳定水位埋深为7.50～9.50m。

3 基坑支护工程设计

3.1基坑支护设计

竖井基坑侧壁安全等级为一级，重要性系数为1.1。基坑上口线2m范围内不得堆载，2m-8.5m范围堆载不得超过20kPa。

（2）竖井剖面，基坑支护深度约8.5m，采用格栅倒挂+锁脚锚杆土钉+内支撑支护形式。

① 锁口圈梁：在井口设C25现浇混凝土锁口圈梁一道，断面尺寸为0.8m（宽）×0.6m（高）。在锁口圈梁上砌240mm厚维护墙，高出现状地面0.4m。

② 水平钢隔栅：竖井的锁口圈梁以下部分采用喷射混凝土+水平钢格栅+钢筋网片的结构。水平钢格栅上部4.5m范围竖向每0.5m设一榀，下部4.0m范围竖向每0.75m设一榀。竖向连接筋采用1C20连接，水平间距1.0m，与锁口圈梁钢筋焊为一体，端头嵌入地面不小于0.3m。

③ 支护深度范围内共设置9排缩脚锚杆土钉，土钉长度为2.0m，端头设弯钩与格栅电焊连接。土钉杆选用1C18螺纹钢。上部4.5m土钉垂直间距1.0m，下部4m垂直间距0.75m，水平间距1.5m，孔径Ф100mm，倾角为10°，常压灌注水灰比为0.5的水泥浆，浆体强度等级不小于M20。

④ 面板采用φ6@300mm×300mm钢筋网，钢筋网位于竖向连接筋外侧，面层喷射50mm厚的C20混凝土。

⑤深度范围内布设两道横撑，竖向间距2.0m，水平间距2.5m-3.0m。横撑采用1根25b工字钢。支撑件采用2×2 C 20螺纹钢预埋件，螺纹钢插入支护结构背后土体不小于1.0m，钢筋上下均设置一根 75×75×6角钢，角钢长度不小于0.4m，与预埋螺纹钢单面焊接相连，每侧角钢布设一排M10*70的膨胀螺栓，水平间距10cm，端头截断，使之与角钢平面一致。在角钢上放置1根25b工字钢，两侧端头与角钢焊接相连。

（3）竖井与明开挖段连接部位，采用直立土钉墙支护。

设置3排土钉，土钉长度均为4.0m。土钉杆选用1C18螺纹钢。土钉间距为1.5m（垂直）×1.0m（水平），孔径Ф100mm，倾角10°，常壓灌注水灰比0.5的水泥浆，浆体强度等级不小于M20。

面板采用φ6@250mm×250mm钢筋网，钢筋网外每道土钉与C 14横向压筋，横向压筋与土钉锚头采用双“L”弯钩焊接相连，土钉墙面层喷射80mm厚的C20混凝土。

3.2管线保护设计

为保证通过竖井的污水、燃气、自来水管线在施工过程中正常使用，对其采用如下措施进行保护：

（1）污水管悬吊设计

悬吊系统由桥架、横梁、吊筋、锚桩组成。在格栅支护后设置锚桩，锚桩为φ800的人工挖孔灌注桩，桩长9.5m，7Φ20通长配筋，中间插入一根Φ108钢管，桩顶设置一δ10厚钢板。每侧横梁采用2根30B的工字钢，每端超出锚桩桩边不小于1.0m。吊筋采用1根Φ11的钢丝绳，间距为0.5m，用不少于3个Y11的钢丝卡固定，每根吊绳上均设置一个松紧器，保证吊绳正常发挥作用。桥架采用1根25b工字钢，间距为0.5m。

（2）燃气管线悬吊设计

悬吊系统由桥架、横梁、吊筋组成。横梁采用2根30B的工字钢，每端超出基坑上口不小于2.0m。吊筋采用1根Φ11的钢丝绳，间距为1.0m，用不少于3个Y11的钢丝卡固定，每根吊绳上均设置一个松紧器，保证吊绳正常发挥作用。桥架采用1根18b槽钢，上部与燃气管线相接位置设置橡胶垫，间距为1.0m。

燃气管线为DN500的钢管，燃气管线被揭露后，外刷防腐涂料，防止钢管锈蚀。管线外侧采用1根DN559*6钢管，长4m，剖开后套在现状燃气管线上，焊接相连。

（3）自来水管线悬吊设计

悬吊系统由桥架、横梁、吊筋组成。横梁采用2根30B的工字钢，每端超出基坑上口不小于2.0m。吊筋采用1根Φ11的钢丝绳，间距为1.0m，用不少于3个Y11的钢丝卡固定，每根吊绳上均设置一个松紧器，保证吊绳正常发挥作用。桥架采用1根18b槽钢，间距为1.0m。

4工程难点

4.1基坑支护平面及剖面布置图

根据造价控制指标及支护要求，本方案设计三面封闭，北侧开口。如图所示：

4.2本工程难点

上述基坑平面布置图，北侧开口增加基坑不稳定性。如有超载或降水过大将会影响基坑的稳定性。

5结束语

本项目完成按此设计方案施工，实现了在不对既有管线进行改移的前提下，完成了项目的基坑支护工作。在城市基坑支护中，施工场地狭小且基坑深度深，使得格栅倒挂和内支撑必然成为基坑支护发展趋势之一。特别是在地下管线较多的土层中，管线保护以及管线漏水防护也是此类基坑支护项目的重点。

参考文献

[1] JGJ 120-2012.建筑基坑支护技术规程

[2] GB50202-2018 建筑地基基础工程施工质量验收标准

[3] DBJ11-501-2009（2016年版）北京地区建筑地基基础勘察设计规范

[4] DB11/489-2016建筑基坑支护技术规程

[5] GB50007-2011建筑地基基础设计规范

[6] JGJ94-2008建筑桩基技术规范

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