随着我国经济建设的迅猛发展,各个城市的大型和超高层建筑大量涌现。迄今为止,全国高度超过200米的超高层建筑已达20余幢。基坑工程呈现出紧(场地紧凑)、近(工程距离近)、深(越来越深)、大(规模和尺寸大)等特点。目前国内高层建筑地下室最深的福州新世纪大厦地下六层,深度为—26.2m.即将建成的国家大剧院,地下室为三层,基坑深度达—32.5m.深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的环节,而深基坑支护结构技术无疑是保证深基础顺利施工的关键。
深基坑的衡量标准,国外有的把深度20ft(约6.1m)作为深基坑的界限,我国的施工及验收规范对深基坑未作明确的界定。按照山东省《建筑施工现场管理标准》,深基坑是指开挖深度超过5m或地下室三层以上,或深度虽未超过5m,但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程。
基坑支护设计与施工要综合考虑工程地质与水文条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素。基坑支护施工控制的关键是基坑的稳定性、地面变形及地下水的控制、防止基坑隆起、管涌与流砂等险情,并要根据地质、环境因素的变化适时地调整支护方案。
深基坑支护的基本要求:(1)技术先进,结构简单,受力可靠,确保基坑围护体系能起到挡土作用,使基坑四周边坡保持稳定。(2)确保基坑四周相邻建(构)筑物,地下管线、道路等的安全,在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害。(3)通过排水、降水、截水等措施,使基础施工在地下水位以上进行。(4)经济上合理,保护环境,保证施工安全。
深基坑支护的基本要求:(1)技术先进,结构简单,受力可靠,确保基坑围护体系能起到挡土作用,使基坑四周边坡保持稳定。(2)确保基坑四周相邻建(构)筑物、地下管线、道路等的安全,在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害。(3)通过排水、降水、截水等措施,使基础施工在地下水位以上进行。(4)经济上合理,保护环境,保证施工安全。
深基坑支护结构的主要作用是挡土,使基坑在开挖和基础施工的全过程中能安全顺利地进行,并保证对临近建筑和周边环境不产生危害。目前国内深基坑支护技术有:地下连续墙排柱支护、水泥搅拌柱、土钉墙及复合土钉墙、喷锚网支护、逆作法与半逆作法施工、环形支护结构等等。实践中根据土质条件、基坑深度、地下水情况等,结合不同支护方式的优缺点,选择经济合理的方案。
喷锚网支护是目前深基坑支护工程中采用较多的一种支护方式。它是喷射混凝土、锚杆、钢筋网联合支护的简称,作为一种先进的支护加固技术,在岩土质高边坡和大跨度地下工程,特别是在不良地质条件下,国内外已进行了广泛而成功的应用。喷锚网支护,是通过在岩土体内施工一定长度和分布的锚杆,与岩土体共同作用形成复合体,弥补岩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。其施工的工艺流程为:开挖土石方、修坡→钻孔→锚杆(索)安装→压力注浆→挂设钢筋网→焊加强筋→喷射混凝土→(锚索预应力张拉、锚固)→开挖下层。对不稳定土层,开挖修坡后,还应增加喷射第一次混凝土。
为做到及时支护、有效地保持土体强度,喷锚网支护的施工要“紧跟开挖,随挖随支”,每层开挖高度,随地质条件而定,一般为1.5m~2.5m。
采用喷锚网支护的主要特点是:结构简单,承载力高,安全可靠:可用于多种土层,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,不占用绝对工期:本身不需要打桩,支护费用相对较低。
1 工程实例
我公司监理的某工程项目,由A、B、C三座超高层(最高58层)及裙房组成,建筑面积22万?O,地下三层,每层面积1.7万?O,基坑深16m,基坑周边长约550m.建设基地位于城市主干道南侧,东、南、西侧既有建筑,场地放坡空间有限。基坑边坡岩土性自上而下基本为填土层、淤泥质粘土、残积土、全风化岩、强风化岩、中风化岩。稳定水位埋深1.35m~2.45m.根据岩土工程勘察资料,经计算并结合类似工程经验,施工单位选用了喷锚网支护方式。锚杆自上而下共7排,孔径110mm,第2、3,4层锚杆采用预应力锚索2①s15.24,其余为直径为25螺纹钢,锚杆用压浆袋封孔压力注浆。锚杆尾部设横向加强筋,而层挂钢筋网直径为6.5??250,喷射混凝土C20平均厚10cm.对直立开挖部分,开挖前打设水泥搅拌桩,桩底打至风化岩。
2 监理依据
建筑工程施工质量验收统一标准GB503002001;建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002;锚杆喷射混凝土支护技术规程 GB50086-2001;建筑边坡工程技术规范GB50330-2002;建筑基坑支护技术规程JGJ120-99;高层建筑箱形与筏形基础技术规范 JGJ6-99.