袁 荣

由于本支护开挖地处繁华路段,周边建筑物及地下管线较多,因此支护设计首先重点考虑了支护边坡的安全与稳定,确保支护周边建筑物的安全,控制支护边坡变形,保证周边建筑物及管线不会变形破坏。其次,要考虑工期及经济问题。在工期上确保业主总体工期目标的实现,造价合理。

1 工程概况

新开河护坡工程左右两岸共长2 220 m,其中205 m为放坡开挖,不需要支护,在其余2 047 m的范围内,由于上部杂填土及淤泥质土层的影响,加之开挖河道周边建筑物林立,距离支护距离不等,为保证整个支护及周边建筑物和地下管线的安全,必须进行支护。

2 支护工艺选择及比较

钻孔灌注桩结合锚杆的桩锚支护方式,以其安定可靠的支护性能,在我国的地基与基础领域占有着举足轻重的地位。但在施工上依然存在着施工效率低、造价偏高、工序复杂、对环境污染较大的缺点,在本工程中建议应用于支护开挖深度较大,离周边建筑物较近的位置,一方面能够充分保证周围建筑物、地下管线和支护的安全,另一方面能够相应的降低工程的投入,降低成本。

土钉支护是通过在土体内施工一定长度和分布的土钉,与土体共同作用形成复合体,弥补土体强度不足并发挥锚拉作用,使岩土体自身结构强度潜力得到充分发挥,保证边坡的稳定。坡面设置钢筋网喷射混凝土,起到约束坡面变形的作用,使整个坡面形成一个整体。以其结构简单,适应性强,施工机具简单,施工灵活,污染小,噪声低,对周围环境的影响小,可与土方开挖同步进行,支护费用相对较低的优点在支护领域得到广泛应用。但因受其被动受力的作用机理影响,对于较深的支护,尤其在离建筑物较近的位置,为保证周边建筑物和地下管线的安全,特别是在软土地基,受土质及地下水的影响,与当地岩土经验有较大关系。

SMW工法是使用搅拌叶片和螺旋钻搅拌待加固土体的技术,使水泥类悬浊液在原地层中与土体(Soil)搅拌混合(Maxing)形成墙体(Wall)的原位加固技术(简称SMW 工法),由于其插入的型钢可以回收,施工造价相对比较便宜,而且工作效率高,可以大大缩短工期,对于在市区施工的本工程具有明显优势,可以在离建筑物较远,支护开挖深度超过7 m的范围内采用该方法进行支护。

在本工程的工效比较见表1。

表1 在本工程的工效比较(以连续的307 m的桩锚支护段为例)

3 支护选型的确定

经设计计算和类比,根据不同工况选择以下支护形式:浅支护采用土钉墙支护、较深支护且离周边建筑物较远区段采用SMW工法支护、支护深且周边建筑物较近区段采用大直径灌注桩加锚杆支护形式。

4 典型区段设计成果

4.1 土钉墙支护

该段为里程号0+054～0+503段的支护形式,支护深度4.5 m～6.2 m,支护设计维持原设计方案。其支护简图及设计成果如图1,表2所示。

表2 土钉墙支护设计成果表

边坡支护前最危险滑弧K=0.593,支护后最危险滑弧K=1.316＞1.3(规范值)。

4.2 SMW工法支护

该支护类型支护范围内,按支护深度及地层条件不同分为3种情况,地面均布载荷取15 kPa,条形载荷按周边8 m距离外楼房载荷取值155 kPa,采用SMW工法与预应力锚杆结合的支护体系。其支护简图及设计成果如图2,表3所示。

表3 SMW工法支护设计成果表

表4 桩锚支护设计结果表

4.3 桩锚支护

该支护类型支护范围为周边建筑物距离较近的区段,在原有支护设计成果上进行优化设计,桩体用1 000 mm直径灌注桩,桩间距为1.2 m,桩间土可采用短土钉加排水结构支护,此项措施可避免帷幕施工困难,工期拖长的弊端,同时节约造价。支护深度9 m,地面均布载荷取15 kPa,条形载荷按周边3 m距离外楼房载荷取值150 kPa,采用灌注桩加两道预应力锚杆支护体系。其支护简图及设计成果如图3,表4所示。

5 结语

边坡支护的本质要点就是止水挡土以供坑内安全施工。土钉墙成功解决了支护边坡的强度及稳定性问题;桩锚支护整体刚度好,控制变形能力强,支护安全可靠,位移小,工艺成熟,质量较易控制;SMW法由于插入的型钢可以回收,相对施工造价合理,整体刚度好,控制变形较强,设备、人员投入少,施工效率高,环境污染少,机械化程度高,操作及控制手段简单。针对不同的边坡采取的支护形式完全满足了临近建筑物稳定要求及周围管线变形要求;尽管施工期处于雨季,但仍按预定工期顺利进行,满足了工期要求;工程造价在预算范围内,造价可控。

[1]薛志锋.公路边坡常见支护方法简介[J].山西建筑,2008,34(26):279-280.

[2]CECA 96∶97,基坑土钉支护技术规程[S].

[3]JGJ 120-99,建筑基坑支护技术规程[S].