德州万佳学院商城基坑支护与降水设计

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摘要：本文介绍了德州万佳学院商城不同支护单元内，桩锚支护体系、普通土钉及自然放坡等支护相结合的基坑支护形式的结构设计特点及基坑的降排水措施。

关键词：支护单元基坑支护 桩锚支护 土钉 放坡

中图分类号：TV551文献标识码： A

1前言

拟建场区位于德州市德州学院西邻，大学路北侧。基坑开挖深度约7.0m，基坑呈不规则矩形，上部为步行街。

2基坑场地工程地质条件

基坑场地地势比较平坦，场地西侧有二层沿街商业楼，采用条形基础型式，基础埋深约1.5m，东侧为德州学院，内部较空旷，建筑物距基坑大于20m，上部有架空高压线路；东侧4米-7米处分别有南北走向燃气管道、暖气管道。

根据工程勘察报告结果，勘察场区上部地下水为第四系孔隙潜水―微承压水，对混凝土有微腐蚀性，地下水年变幅1.50米左右；设计时地下水位埋深按3.90m考虑。

基坑开挖范围内的土层主要有①素填土、②粉土、②-1粉质粘土、③粉土、③-1粉质粘土、④粉质粘土、④-1粉土、⑤粉土、⑥粉质粘土。其中①素填土物理力学性质较差，基坑开挖时易引起坑壁坍塌。

3基坑支护设计

1、根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）的有关规定，综合考虑基坑开挖深度、场地地层条件及周围环境状况，确定基坑侧壁安全等级为一级、部分二级，基坑重要性系数取1.1、1.0，基坑支护为临时性工程，设计使用时间为1年。

2、场地四周基坑顶面附加荷载除已有建筑物部分外，按照均布荷载20kPa考虑，周围建筑物荷载按每层15～20kpa考虑（筏板基础建筑物按15kpa/层，条形基础按20 kpa/层）。

3、场地采用各土层的物理力学参数详见下表：

4、根据基坑周边环境及场地地层条件，将基坑支护分为5个支护单元，基坑底边线距地下商城基础外边线留1.0米的施工面。

（1）第一支护单元：

该段基坑深度7.0m，按地表均布荷载40-60kPa考虑，采用桩锚支护体系，桩长12.0m，桩径700mm，桩间距1.2m，桩顶采用800×800mm钢筋混凝土冠梁连接，支护桩间采用高压旋喷止水，桩身设预应力锚索2道，第二道为自钻式锚杆。

（2）第二支护单元：

该段基坑深度7.0m，采用钢管桩+锚喷支护体系，钢管桩桩体采用φ127热轧无缝钢管（壁厚4mm），成孔直径150mm，桩长9m，间距0.8m，桩身设3道土钉，其中第2道为微预应力锚杆，施加预应力50KN，桩顶采用400×400mm钢筋混凝土冠梁连接，紧靠钢管桩外侧设置双排搅拌桩止水帷幕止水。

（3）第三支护单元：

该段基坑深度7.0m，地表按均布荷载15kPa考虑，该段采用土钉支护体系，垂直支护，共设3道土钉，其中第2道为微预应力锚杆，施加预应力50KN，并采用双排桩止水帷幕止水。

（4）第四支护单元：

该段基坑深度7.0m，基坑顶部较开阔，地表按均布荷载15kPa考虑，该段采用土钉支护体系，土体适当放坡，共设3道土钉，第2道为微预应力锚杆，施加预应力50KN，外侧设置双排搅拌桩止水帷幕止水。

（5）第五支护单元：

该段基坑深度7.0m，基坑顶部较开阔，地表按均布荷载15kPa考虑，该段周围无特殊要求，采用自然放坡，挂网喷护，外侧设置双排搅拌桩止水帷幕止水。

5、注意事项：

（1）鉴于本基坑边坡岩土工程条件较复杂，基坑侧壁安全等级为一级、部分二级，本次基坑工程拟采用动态设计、信息化施工方案，发现任何异常情况时，都应立即停止本工序施工，查清原因并采取措施后，方可进行下一步工作。

（2）基坑开挖过程中，应及时对边坡岩土层进行喷射混凝土保护，防止雨水浸泡和施工扰动土层，减少土层曝露时间。

（3）工程所用材料施工前提出试验报告，验收合格后方可使用。

（4）基坑施工及使用过程中，加强施工用水及地表水的管理工作。杜绝基坑周围水管及地表水的入渗。

（5）灌注桩上部浇筑纵向冠梁，灌注桩和冠梁配筋见详图，灌注桩及冠梁的主筋采用机械连接或焊接，单面焊接焊缝长度10d，灌注桩进入冠梁100mm，灌注桩主筋应锚入冠梁600mm，其中竖向锚固长度不少于400mm。

（6）灌注桩施工完毕20d(达到设计强度的80%)后方可进行土方开挖，边坡土方须分层、分段开挖，开挖必须配合锚索及喷射混凝土面层施工，开挖一层，锚索施工一层，预应力锚索施工完成15d(达到设计强度的80%)后方可进行下一层土方的开挖，每层开挖底面位于各层锚索以下应不超过500mm；边坡开挖过程中，挖斗机具严禁碰撞支护结构，严禁超挖。

（7）预应力锚索与水平向夹角为15°，锚索孔位和孔深允许偏差均为50mm，锚索成孔直径130mm；采用压力注浆注纯水泥浆，采用多次注浆工艺，注浆压力为0.2～0.4MPa，水灰比0.5，必要时可加入一定量的外加剂；锚索孔注浆必须密实饱满，注浆管应插至距孔底部控制在50-100mm；孔口溢出浆液或排气管停止排气时，可停止注浆，浆体硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆。

（8）预应力锚索锚头采用钢垫板+锚具，张拉应在锚固体强度达到设计值80%后进行，并应间隔进行张拉，张拉至设计预应力值的1.1倍，保持10min，卸荷至设计荷载，锁定锚固，锚头锚具需经除锈、涂防腐漆三度，锚固后浇筑混凝土进行封锚。预应力锚杆施工所使用的材料应符合相关规范规定。

（9）土钉成孔直径130mm，与水平向夹角为15°，采用多次注浆工艺，注纯水泥浆，注浆压力0.2～0.4MPa，水灰比0.5，沿土钉主体每2.0m设置对中支架，采用圆6钢筋与主体焊接。非预应力锚杆端部采用16加强筋与钢筋网有效连接。

（10）预应力锚索施工前应进行锚索基本试验，用作基本试验的锚索参数、材料及施工工艺必须和本工程锚索一致，试验数量应为锚杆总数的1%且不少于3根。

4 基坑降排水

（一）止水帷幕及高压旋喷

采用双排水泥土搅拌桩止水帷幕及高压旋喷进行坑外止水，疏干井疏干坑内地下水的方案进行地下水控制。

（二）疏干井

基坑周边已设计双排搅拌桩止水帷幕+高压旋喷阻水，为疏干基坑内地下水，方便土方开挖及基础施工，在基坑内按间距35.0m左右共布置疏干井 。

为保证降水效果，可采用基坑内明沟排水方案辅助疏干井疏干坑内地下水。

（三）回灌孔及监测井

为检验止水帷幕止水效果，同时为保证帷幕漏水时及时回灌地下水，在止水帷幕及桩锚支护外侧按间距35.0m左右共设置回灌孔及监测井 。

（四）坡面排水

基坑坡面按间距2.0m×2.0m于设置泄水管，坡面渗水严重地段可适当加密，具置可根据渗水点位置进行调整 。

5、施工与检测

1、基坑支护施工应严格执行《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99中的有关规定。施工中应加强信息化管理，并应委派有经验的地质人员在基坑开挖过程中做好巡视、勘查工作。

2、施工顺序：施工时，应先施工支护桩及钢管桩，待桩身达到一定强度后再进行土方开挖。邻近建筑物处的土方在有条件的情况下后开挖，开挖后应立即进行地下室的施工，然后回填。

3、土方开挖应分层开挖，每层土方开挖深度为设计工况以下0.50米，严禁超挖；开挖后，应人工修整坡面。

4、支护桩及钢管桩宜采用隔桩施工，并应在灌注混凝土及注浆24小时后进行邻桩施工；

5、锚索施工孔位偏差应小于100mm，偏斜度偏差±3％，钢筋保护层厚度不小于20mm。

6、基坑开挖过程中及基坑使用期间，基坑四周严禁超载，不得行走重型车辆。

7、基坑开挖前，必须在现场确定周围管线、地沟、建筑物基础及化粪池等的具置和埋深，并将其标示，避免土钉和锚索触及。

8、土钉、锚索采用抗拉试验检测承载力，每一工况中的每层试验数量为3根；墙面喷射混凝土厚度采用钻孔检测，每100m2为一组，每组不少于3点。

10、应采用低应变动测法检测桩身完整性，检测数量不宜少于总桩数的10%，且不得少于5根。