2018主动区卸土在基坑围护中锚杆失效后的应用

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　　【摘要】在基坑支护中排桩+锚杆支护由于其占用空间少，经济效益好，被广泛采用。此种支护形式锚杆的质量起决定作用，由于锚杆施工影响因素较多质量难以控制 ，在局部锚杆施工质量差失效后在施工空间允许情况下采用坑外放坡卸土的补救方法，在几乎不影响施工进度计划的同时使增加费用较少，具有良好的技术、经济效果。
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　　【关键词】排桩 锚杆 支护 失效 放坡 卸土
　　一、前言
　　近年来随着经济的发展，社会的进步，我国城市建设规模逐渐加大，高层建筑，地下建筑，隧道等工程大幅增加。为节约地上空间，充分利用土地，深基坑工程随之增加，这使得基坑工程施工问题在技术上和经济上对整个建筑施工起着举足轻重的影响。
　　目前绍兴地区常用的基坑支护形式有：①原状土放坡开挖。②土钉墙支护。③悬臂桩支护。④排桩+锚杆支护。⑤排桩+混凝土支撑支护。⑥排桩+钢管支撑支护。基坑止、排水形式有⑴水泥搅拌桩止水帷幕。⑵明沟排水。⑶深井排水。⑷轻型井点排水。
　　二、工程概况
　　某体育中心工程主体结构分体育馆和会展馆两部分，体育馆部分无地下室，地上两层看台，局部设备用房四层。会展馆部分一层地下室，地上二层局部有夹层。本工程采用钻孔灌注桩基础，±0.000相当于黄海高程6.60，自然地面标高取黄海高程5.00即相对标高-1.60m。会展馆部分采用承台筏板基础，基坑实际开挖深度为3.75m、5.45m，局部承台位置加深450、950mm。
　　
　　图1基坑东侧位移过大前现场情况
　　三、土层性质及基坑支护设计方案
　　3.1、土层性质
　　本基坑开挖深度范围土层主要为（1）-2粉 质 粘 土（lQ43），揭露层厚1.00～2.40m、（2）-1粉 质 粘 土（hQ43），揭露层厚0.40～3.40m、（2）-2粘质粉土（hQ43），揭露层厚0.40～3.00m、（3）淤 泥 质 粘 土（mQ42），其中3层淤泥质粘土揭露层厚2.00～14.50m，具有高压缩性、易触变。
　　表1各主要土层物理力学指标表
　　
　　
　　
　　3.2、会展馆基坑支护设计
　　1-1剖面（开挖深度5.45m）采用Φ700@1000排桩+两道预应力锚杆；
　　3-3剖面（开挖深度3.75m）采用Φ600@1000排桩+ 一道预应力锚杆；
　　2-2剖面（开挖深度3.75m）采用放坡+三道土钉；
　　2a-2a剖面（有两桩承台）采用放坡+三道土钉+2排松木桩。
　　四、某基坑东侧位移过大情况介绍
　　2011年5月26日上午9时许，某基坑会展基坑东侧（靠近水泥硬化道路）局部基坑位移增大比较迅速，地面及冠梁出现裂缝；情况发生后，项目部管理人员立即停止了相关的施工活动，疏散基坑内的施工人员，加强基坑水平位移监测，同时停止硬化道路上车辆通行。经过现场勘测，此区域围护桩发生较严重的水平位移，最大水平位移达20cm。冠梁裂缝达到1cm，路面裂缝达3cm。
　　基坑位移较大后，立即采用对支护结构进行坑内回填反压+坑外挖土卸荷的方式进行了处理，并且调运了钢管在基坑东南角支设2道钢管角撑。经过处理后基坑水平位移得到控制，基坑稳定，险情得到了有效的控制，之后再未出现进一步扩大的迹象。
　　
　　图2基坑东侧位移过大后坑外卸土、坑内反压及钢管角撑设置平面
　　五、基坑出现较大位移原因分析
　　5.1、由于基坑边上道路有重车通行，重车实际荷载超过设计荷载，重车动载使土体松动致锚杆松动失效。
　　5.2、预应力锚杆施工队伍施工不当，注浆压力不足，锚杆混凝土锚固段不足。
　　5.3、由于实际围护桩不在一个平面上，第二道锚杆腰梁施工不能连通，整体刚度不足，不能整体受力。
　　5.4、为确保进度，土方开挖面过大，预应力锚杆养护时间不足。
　　5.5、现场地质条件复杂，实际勘察报告未能全面反映细部情况，该坍塌处杂填土实际比较厚。
　　六、基坑出现较大位移处理方案选择
　　6.1、提出选择方案
　　基坑东侧超深部位目前用回填土反压并在东南角支设2道钢管角撑，经多方考虑后，提出以下两种后续解决方案：
　　方案一：在位移较大的基坑东侧超深部位围护桩内支设钢管抛撑。
　　在现状下，先行施工基坑内反压土以外的垫层及基础筏板。在基坑内反压土处设一道施工缝，并设止水钢板，施工缝处浇筑抛撑牛腿。待混凝土达到设计强度后支设抛撑，抛撑一端支设在牛腿上，另一端支设在冠梁上。
　　抛撑支设完成后，人工挖除抛撑下的土方，后进行人工平整，浇筑混凝土垫层及砌筑承台砖胎膜，绑扎钢筋、浇筑抛撑下底板混凝土。
　　
　　图3抛撑平面布置图
　　方案二：在位移较大的基坑东侧超深部位围护桩外进行放坡卸土。
　　位移较大的基坑东侧超深部位围护桩外进行放坡卸土，卸土后把基坑内回土向北进行退挖，后进行人工平整，浇筑混凝土垫层及砌筑承台砖胎膜，绑扎钢筋、浇筑底板混凝土。
　　
　　图4 放坡卸土平面图
　　
　　图5 放坡卸土剖面图
　　6.2、方案比较
　　方案一：优点；利用抛撑承受水平土压力，抛撑施工面较小，基本不增加土方开挖量。缺点；在底板上加设一道施工缝需解决施工缝处止水问题；抛撑下土方开挖操作面小，施工难度大；后期此处地下室外墙在抛撑处需开洞，需解决开洞处封堵止水问题。
　　方案二：优点；围护桩外进行放坡卸土，不需要后期处理，施工进度快；坑内反压土可在坑外卸土后大面积退挖，随后浇筑垫层，施工简便。缺点；施工操作面大，需增加较大坑外土方开挖量。
　　6.3、方案确定
　　本工程施工场地较大，工期较紧，通过综合考虑，选择方案二。
　　考虑到东南角支设有2道钢管角撑，按方案二施工时，东侧进行放坡卸土，为平衡角部土压力，防止南部土在东侧卸土后往东侧位移，在基坑南侧角部也进行局部放坡卸土。
　　6.4、基坑监测
　　1）加密监测频率，超深部位施工期间，每天进行两次基坑水平位移监测，其余时间每天一次。
　　2）每次监测结果要及时向设计、建设单位等相关部门汇报，发现异常情况要及时通知相关各方。
　　3）雨季或出现水管爆裂等异常情况时，要加密监测次数，直至位移稳定、基坑安全有保障才能恢复正常观测。
　　3、加强对支护结构施工质量的监督，验收合格后方可挖土。土方开挖时，要有技术人员在场，对开挖深度、坑壁坡度进行监控，防止超挖。
　　4、加强对地表水的控制。基坑外侧设明沟进行排水，与原有排水设施连通。
　　6.5、处理效果
　　采用坑外放坡卸土的补救方法处理后，施工进度计划几乎不受影响，施工费用增加量较少，施工后不需要处理施工缝等问题。
　　七、总结
　　深基坑施工重在过程控制，一旦出现质量问题，事后纠正和补救比较困难。因此，必须严格管理，确保施工质量、安全。
　　7.1、认真编制施工方案，严格按设计方案组织施工。工程施工前，有关人员应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境。施工过程中不得随意改变放坡系数，锚杆位置、长度、型号、数量，钢筋网间距，加强筋范围等。施工前进行技术交底。
　　7.2、严格遵守先撑后挖、分层开挖、支护桩附近留土台、不使基坑卸载过快而造成支护变形过大。在基坑开挖至设计标高后，基础混凝土垫层应随浇随筑， 组织施工，减少基坑暴露时间。
　　7.3、做好隐蔽工程验收。施工过程中，应对锚杆位置，钻孔直径、深度及角度、锚杆插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚杆应力等进行检查。
　　7.4、加强地下水位控制。基坑施工期间周围地面应设置排水沟，避免漏水渗水进入坑内。采用排水或降水措施控制地下水位在开挖面以下。
　　7.5、施工中进行动态监测，推行信息化施工。在基坑施工期间应对周边环境及支护结构进行监测，通过监测及时掌握降水、支护结构的实际状态及周边环境情况，做到及时预报，防患于未然。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。