预应力锚钉支护在主干道旁深基坑中的应用

2010-07-20贾新发杨亚军

山西建筑 2010年17期

贾新发方勇杨亚军

1 工程概况

该工程为咸阳国际机场二期扩建T3A航站楼主楼工程。该场地位于西安咸阳国际机场内的西侧进场道路南侧。基坑面积45 696.00 m2,深度约10.00 m,靠近道路旁支护长度为136.00 m,支护面积为1 430.00 m2,此基坑上口线距道路边缘2.00 m,有交通动荷载连续作用。

2 工程地质及水文条件

1)地质情况。根据钻探及井探揭露,场地的地层从上至下依次为:①层填土Qml:主要由黏性土、粉土等组成,顶部含植物根系,成分不均,结构松散,层厚0.5 m～4.2 m,层底标高介于469.54 m～475.79 m。②层黄土:黄褐色,大孔结构,含少量钙质结核及零星蜗牛壳,硬塑状态,层厚5.4 m～10.1 m,层底标高介于460.41 m～467.18 m。③层古土壤:红褐色,具大孔隙,含钙质薄膜和少量钙质结核,底部钙质结核富集,碎块状结构。硬塑状态,层厚1.9 m～3.8 m,层底标高介于 457.41 m～463.98 m。④-1层黄土黄褐色,具针状小孔,含少量钙质结核及零星蜗牛壳,硬塑状态,层厚3.4 m～5.7 m,层底标高介于452.74 m～459.23 m。⑤-2层黄土:黄褐色,含少量钙质结核及零星蜗牛壳,可塑状态,层厚2.0 m～5.2 m,层底标高介于450.11 m～456.10 m。2)地下水文情况。勘察期间,少数勘探点遇到地下水,实测其稳定水位深度为21.50 m～31.80 m,相应标高443.52 m～450.79 m。该地下水属赋存于第四系松散层中的潜水,储水量不丰,含水层给水度较低。水位升降主要受周围蓄水池及大气降水补给影响。

3 基坑支护方案

3.1 各土层物理力学指标

计算选用的各土层物理力学指标见表1。

表1 各土层物理力学指标

3.2 设计计算说明

1)地面静荷载取20 kPa,考虑动荷载作用以及道路结构整体作用,选择动力系数为1.4。2)采用水土合算原则。3)土压力计算采用朗金土压力理论。4)采用PKPM基坑设计软件计算。

3.3 设计支护方案结果

1)根据现场场地情况进行1∶0.25逐层卸载放坡。2)土钉支护单元剖面见图1。3)墙体采用200×200 Φ 6.5钢筋网片进行挂网,钢筋网片外侧用HPB335 Φ 14钢筋进行横拉和斜拉。墙体混凝土采用C20喷射细石混凝土,厚度为60 mm～100 mm。4)逐层放坡示意图见图2。

3.4 监测

1)根据JGJ 167-2009湿陷性黄土地区建筑基坑安全技术规程以及JGJ 102-99建筑基坑支护技术规程的附录E进行锚杆的基本试验:第一层土钉极限承载力不小于46.44 kN;第二层预应力锚杆的极限承载力不小于85.92 kN;第三层土钉极限承载力不小于 77.69 kN;第四层土钉的极限承载力不小于88.31 kN;第五层土钉极限承载力不小于113.01 kN;第六层土钉的极限承载力不小于98.80 kN,见图3。2)当第二层预应力锚钉注浆体强度达到15 MPa且墙体混凝土质量达到20 MPa时,进行锚杆张拉与锁定。张拉力为60 kN锁定力至少达到50 kN。

3.5 排水方案

根据勘察报告,地下水位约为443.52 m～450.79 m(-32.48～-25.21),实测水位深度为21.50 m～31.80 m。地下水位对边坡不产生不利影响。

在基坑上口地表进行表水外排的排水方式(见图4):将基坑与道路用混凝土进行硬化并设置挡水墙,保证地表水既不流进基坑也不在边坡处渗漏。

3.6 变形监测

1)变形监测(布测点见检测平面布置图)。a.沉降监测。在基坑外侧20 m处设置4个基准点,进行沉降和位移监测,组成闭合环形作为首级控制。b.基坑壁水平位移监测。在护坡桩顶每间隔20 m左右设置1个水平位移监测点,共设置6个监测点。

2)变形监测周期。a.监测项目在基坑开挖前测得初始值,并实测两次;b.自基坑开挖至基坑底标高后一个月内每周监测一次,此后至回填期间每两周监测一次;c.当坡顶地面出现10 mm水平裂缝应及时通知设计单位,以10 mm作为预警值;d.通过监测数据分析:累计沉降和位移均较小,深基坑在动荷载作用下处于稳定安全状态,顶面地面未见明显开裂现象。监测数据见表2。

表2 监测数据分析表 mm

3.7 施工中主要问题及解决方法

1)地下管网:由于此次工程为扩建工程机场内的雨水、污水等管网横穿基坑,开挖前对管内进行封堵且积水进行排泄,支护时在管网底部设置泄水孔,使管内积水及时导泄。2)施工时处于雨期:首先在第一层开挖完成后对边坡顶进行混凝土罩面并砌筑挡水墙;施工遇到雨天要对边坡用彩条布和塑料薄膜进行边坡覆盖防止雨水浸入边坡;雨天对管网的封堵情况进行检查,防止管内存水。3)基坑局部含水量较大:AA边坡处局部有杂填土,对杂填土清理后,杂填土四周含水量较大。此处用PVC管开孔插入1.00 m左右按1.00 m间距布置对边坡内部饱和水进行释放和排泄,并对该处土钉孔进行晾晒后进行注浆施工。4)施工工期紧与土方施工、支护进行分层分段穿插施工的矛盾:在施工工期紧张的情况下且土方和支护施工必须进行分层分段逐层施工保证工程质量,施工中始终坚持合理、有序流水作业。