成都市某深基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)

雒永憲，龐甲輝，粟 蘭

(1．西南石油大學(xué)資環(huán)院，四川新都610500;2．成都市工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)校土木系，四川新都610500;3．中節(jié)能建設(shè)工程設(shè)計(jì)院有限公司，四川成都610510)

成都市某醫(yī)藥公司擬建科研用房，場(chǎng)地位于成都市金牛工業(yè)園區(qū)內(nèi)。該工程規(guī)劃總建筑面積30 832.99m2，±0.00為520.15m。本基坑工程長(zhǎng)約80m，寬約70m，深約9.3m，周長(zhǎng)約290m，基坑面積約5 430m2。由于場(chǎng)地周邊緊臨公路，無放坡開挖空間，所以基坑開挖時(shí)必須進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)。文章在詳細(xì)分析場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，采用排樁+錨索支護(hù)方案，對(duì)基坑進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，為同類工程提供參考與借鑒。

1 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

1.1 地層結(jié)構(gòu)

擬建場(chǎng)地位于岷江水系Ⅰ級(jí)階地，場(chǎng)地地層主要由第四系人工堆積(Qml4)雜填土、素填土和第四系全新統(tǒng)沖積(Qal4)的粉質(zhì)黏土、粉土、細(xì)砂、中砂和卵石構(gòu)成，場(chǎng)地內(nèi)各巖土層主要分布詳見圖1，各土層主要物理力學(xué)指標(biāo)見表1所示。

表1 地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值表

1.2 場(chǎng)地地下水

場(chǎng)地地下水為賦存于第四系砂卵石層中的孔隙型潛水，受地下徑流、大氣降水補(bǔ)給;排泄方式以地面蒸發(fā)、地下徑流為主。

根據(jù)勘察地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可知，受場(chǎng)地周圍施工降水影響，場(chǎng)地靜止水位埋深11.50～12.10m，相對(duì)應(yīng)高程508.03～507.950m，水位平均高程507.99m。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，場(chǎng)地地下水位豐、枯水期年變幅為1.00～2.00m。當(dāng)場(chǎng)地周圍停止施工降水地下水位將上升。根據(jù)場(chǎng)地地形地貌，地下水補(bǔ)償和排泄條件，結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)資料綜合考慮，擬建場(chǎng)地的歷年最高水位標(biāo)高為517.50m，砂卵石層富水性和透水性均較好，滲透系數(shù)K=22m/d，屬強(qiáng)透水層。上部的人工填土、粉質(zhì)黏土、粉土透水性較弱，屬弱透水層。

1.3 場(chǎng)地及其周邊環(huán)境情況

擬建場(chǎng)地地處成都市金牛區(qū)工業(yè)園區(qū)內(nèi)，場(chǎng)地較開闊，交通便利。場(chǎng)地與鄰近已有建筑物距離較遠(yuǎn)，但緊臨市政道路、管網(wǎng)等(圖2)，其周邊環(huán)境條件較復(fù)雜。場(chǎng)地原始地貌高程在519.93～520.09m之間，高差0.16m，地形起伏較 小，地形整體比較平坦。

圖1 場(chǎng)地工程地質(zhì)剖面

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 護(hù)壁技術(shù)要求

基坑開挖深度為9.3m。根據(jù)國(guó)家規(guī)范，基坑安全等級(jí)為二級(jí)，其允許變形值:25mm。基坑頂面水平位移警示值:20mm;連續(xù)三天變形速率≥2mm/d。本基坑工程基坑支護(hù)有效期為12個(gè)月。

2.2 排樁+錨索支護(hù)方案設(shè)計(jì)

2.2.1 方案選擇

根據(jù)國(guó)家規(guī)范，結(jié)合場(chǎng)地巖土構(gòu)成可知，在基坑支護(hù)措施中，水泥土墻和放坡不適合本場(chǎng)。逆作拱墻在成都地區(qū)鮮有使用，地區(qū)經(jīng)驗(yàn)不足。由于場(chǎng)地下伏卵石層為稍密～中密，土釘施工難度大，而且土釘墻支護(hù)時(shí)，其基坑頂部位移大，容易對(duì)臨近公路、市政管網(wǎng)產(chǎn)生不良影響，所以也不適合。綜上所述，場(chǎng)地支護(hù)方案采用排樁+錨索的聯(lián)合支護(hù)措施，排樁可采用旋挖樁方法施工，成樁速度快，加上錨索，可以減少樁頂位移，還可以節(jié)約樁長(zhǎng)。所以排樁+錨索是本場(chǎng)地最佳支護(hù)方案。

圖2 場(chǎng)地環(huán)境及排樁平面布置

2.2.2 設(shè)計(jì)結(jié)果

根據(jù)場(chǎng)地的具體工程地質(zhì)條件及基坑周邊建構(gòu)筑物及道路等附加荷載的不同，本工程采用分段設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)成果圖見圖2。

2.2.2.1 排樁+錨索設(shè)計(jì)

(1)基坑ABCDEF段，共設(shè)63根排樁，排樁直徑1.20m，樁長(zhǎng)13.8m，嵌固段深度4.5m。排樁樁心距2.50m。在樁頂下3.0m處，設(shè)一排預(yù)應(yīng)力錨索，長(zhǎng)13.5m，預(yù)應(yīng)力為100kN，錨索為3S15.2鋼絞線。

(2)基坑FGHA段，共設(shè)54根排樁，排樁直徑1.20m，樁長(zhǎng)12.8m，嵌固段深度3.5m。排樁樁心距2.50m。在樁頂下3.0m處，設(shè)一排預(yù)應(yīng)力錨索，長(zhǎng)16.0m，預(yù)應(yīng)力為150kN，錨索為3S15.2鋼絞線。

2.2.2.2 樁間支護(hù)設(shè)計(jì)

樁間采用6.5@200mm×200mm鋼筋網(wǎng)與植筋連接，噴混凝土護(hù)壁。噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20，厚度80mm。

2.2.2.3 冠梁設(shè)計(jì)

排樁樁頂設(shè)一道1.2m×0.8m冠梁，樁頂連梁混凝土強(qiáng)度C25。

3 施工注意事項(xiàng)

采用排樁+錨索方案的基坑段土方開挖需采用分層開挖方式進(jìn)行，設(shè)置錨索的位置施工至錨頭以下0.5m停止土方開挖，待錨索施工完成，灌漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的70%強(qiáng)度時(shí)向下開挖。為了滿足工期要求，根據(jù)本工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，土方分層開挖采用“中心島”式開挖，即每層土方開挖時(shí)，先沿基坑四周10m范圍內(nèi)開挖出帶形工作面，優(yōu)先為護(hù)壁施工(錨索、樁間護(hù)壁施工)創(chuàng)造條件。在錨索、樁間護(hù)壁施工及養(yǎng)護(hù)的同時(shí)，進(jìn)行基坑“中心島”土方的開挖。

本工程沒有如傳統(tǒng)樁錨結(jié)構(gòu)一樣將錨索設(shè)置在樁間，再通過鋼腰梁將預(yù)應(yīng)力傳遞給支護(hù)樁，而是將錨索直接設(shè)置在支護(hù)樁上，以顯著減少錨索預(yù)應(yīng)力在傳遞途徑過程中的損失，充分發(fā)揮錨索的作用，使樁錨結(jié)構(gòu)控制變形的能力得以維持;同時(shí)降低了工程造價(jià)。 但由于本工程采用旋挖樁施工工藝，錨索成孔需穿過旋挖護(hù)壁樁，存在施工難度增大、可能造成樁上錨孔處鋼筋籠主筋在成孔過程中受損、截面混凝土受損，樁在該處的抗彎能力有所削弱等問題。因此，在樁錨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工中，應(yīng)采取增加鋼筋籠配筋、錨孔灌漿、混凝土封等措施，以補(bǔ)償樁身受損等問題。

基坑回填完成前，基坑頂部3.0m范圍內(nèi)不宜增加地面堆載，以免造成不良后果。基坑段開挖至回填結(jié)束前，應(yīng)由業(yè)主委托第三方專業(yè)測(cè)量單位對(duì)基坑位移進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，隨時(shí)將觀測(cè)結(jié)果交付工程技術(shù)負(fù)責(zé)人，使其得以系統(tǒng)化，并根據(jù)需要會(huì)同設(shè)計(jì)人員及時(shí)修正設(shè)計(jì)方案，確保基坑安全。

4 結(jié)論

(1)該基坑工程在地質(zhì)條件、周圍環(huán)境較復(fù)雜，基坑深度、變形要求高的情況下，采用排樁+錨索的聯(lián)合支護(hù)措施方案，既保證了基坑的穩(wěn)定性和變形要求，也為工程早日完成投入使用創(chuàng)造了條件。

(2)本工程將錨索直接設(shè)置在排樁上，既顯著減少錨索預(yù)應(yīng)力在傳遞途徑過程中的損失，充分發(fā)揮錨索的作用，使樁錨結(jié)構(gòu)控制變形的能力得以維持，也減少了工程投資。

[1]劉國(guó)斌，王衛(wèi)東．基坑工程手冊(cè)[M］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009

[2]古欽．對(duì)某工程基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)方案及施工問題分析[J］．建材與裝飾，2008(1)

[3]JGJ120－99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S］