特殊情況下深基坑支護加固措施

范方平，王成薈

（1.馬鞍山市建設工程質量監(jiān)督站，安徽 馬鞍山 243000；2.中建八局第三建設有限公司，江蘇 南京 210046）

0 引 言

隨著我國城市化進程的不斷加快，高層建筑不斷增加，建筑正向著大型化、高層化快速發(fā)展，這對高層建筑施工的基礎設計要求越來越高，于是深基坑的施工安全技術的重要性日益凸顯。本文主要闡述在深基坑支護施工中，根據(jù)不同的地質情況，選擇不同的支護形式和相關要求，由于地質情況的復雜性和外部因素的影響，施工中出現(xiàn)不同的問題，針對出現(xiàn)的問題對深基坑支護采取了加固措施，從而取得了良好的效果。

1 工程概況

馬鞍山萬達廣場工程位于太白大道與銀杏路交匯處，本工程場地東西長271.11m。南北長566.2m，項目地塊總用地面積約15.2×104m2。是集住宅、大商業(yè)、酒店、寫字樓為一體的城市綜合體，地下2層，基坑面積12.4×104m2，開挖深度10.7m。根據(jù)土質不同形式采用了：樁錨支護；樁錨、土釘墻聯(lián)合支護；土釘墻支護三種支護形式。由于地質復雜，局部土質情況較差，出現(xiàn)了樁頂水平位移報警、上部土釘墻坡面土體滑塌、土釘墻坡頂土體裂縫等情況，針對不同情況，采取了增加錨索、增設擋土墻、卸方二次支護等加固形式，使上述問題得以解決，確保了基坑安全。

圖1 樁錨支護斷面圖

預應力錨頭詳圖

高壓旋噴樁與支護樁位置關系詳圖

圖2 樁錨支護局部加固斷面圖

圖3 樁錨、土釘墻聯(lián)合支護斷面圖

土釘墻鋼筋網(wǎng)片詳圖

2 基坑支護情況及加固處理技術措施

本基坑從北向南地質情況總體上越來越好，根據(jù)各地段土質的不同情況，本基坑圍護結構經(jīng)多次優(yōu)化，最終按照不同的土質采用了：樁錨支護；樁錨、土釘墻聯(lián)合支護；土釘墻支護等三種最經(jīng)濟的支護形式。

2.1 樁錨支護的加固

2.1.1 土質情況

在基坑北部區(qū)域土質情況見表1。

2.1.2 支護情況

北部區(qū)域范圍內，在開挖深度范圍內土質情況較差，經(jīng)多次論證優(yōu)化后，采用樁錨+高壓旋噴止水帷幕支護，見圖1。

該段主要以填土、粉質粘土和淤泥質粉質粘土為主，土質呈松散、流塑狀，考慮到基坑安全，采用全樁錨結構支護，灌注樁為ф800@1500，樁間采用2ф600高壓旋噴樁咬合灌注樁做為止水帷幕，錨索為兩道2фS15.2預應力鋼絞線，長度至上而下依次為26m、24m，一樁一錨，錨孔直徑150mm，傾角15°，成孔時采用旋噴土錨工藝，注漿材料采用普通42.5級硅酸鹽水泥，水灰比0.7，施工時水泥漿攪拌均勻，一次拌合的水泥漿應在初凝前用完，旋噴壓力應為10～18MPa，旋噴樁施工的同時將鋼絞線帶入樁內。面層采用采用掛1.0×50×50鋼板網(wǎng)80厚C20噴射面層。

2.1.3 施工過程中出現(xiàn)的問題

該段局部施工至第二道錨索張拉鎖定后，開挖下一層土方時，在北部基坑拐角局部8m范圍冠梁邊出現(xiàn)明顯裂縫，通過基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示樁頂水平位移日變化量達到26mm，已超過報警值。

2.1.4 原因分析

針對水平位移報警的問題，本工程組織業(yè)主、監(jiān)理、施工及設計四方對現(xiàn)場進行查看并進行研討分析，分析原因如下：

①離基坑3m處存在材料堆載；

②施工灌注樁及基坑土方開挖時，此處淤泥質粉質粘土層比地質勘探報告中埋深淺且土層厚；

圖4 樁錨支護局部加固斷面圖

局部擋土墻大樣

泄水孔大樣圖

圖6 土釘墻支護局部加固前后對比斷面圖

③據(jù)施工人員介紹，在開挖土方時挖出廢棄排污管道，且管內污水豐富。

2.1.5 處理措施

通過分析原因，采取以下方法進行加固:

①立即停止開挖，并在此段坑底進行土方回填并壓實，回填高度至第二道錨索以上1.8m處，且應找坡，防止雨水沖刷、浸泡，完成后應臨時覆蓋彩條布；

②立即將基坑周邊6m范圍內所有材料清理干凈；

③將坑邊至圍墻段場地內側的廢棄排污管道全部挖除，管道口采用混凝土封堵嚴密，管道周邊受泡擾動的土采用2∶8灰土置換；

④在第一道錨索與第二道錨索中間增補一道錨索，錨索為兩道3束7ф5預應力鋼絞線，長度為30mm，兩樁一錨，錨孔直徑150mm，傾角15°，成孔時采用旋噴土錨工藝（見圖2）；

⑤梁邊至圍墻之間采用混凝土硬化；

⑥增補的錨索張拉完畢后，分層分段開挖，每層開挖深度不大于1.5m，每段長度不大于15m。

2.2 樁錨、土釘墻聯(lián)合支護的加固

2.2.1 土質情況

在基坑中部區(qū)域土質情況見表2。

2.2.2 支護情況

此區(qū)域范圍內，在開挖深度內，上半部分土質情況較差，但下半部分土質情況好轉，經(jīng)多次論證優(yōu)化后，采用樁錨、土釘墻聯(lián)合支護，見圖3。

該段主要以填土、淤泥質粉質粘土和粉質粘土為主，上部土質呈松散、流塑狀，下部可塑，從基坑安全及節(jié)約成本上綜合考慮，采用樁錨、土釘墻聯(lián)合支護。上部3.7m采用土釘墻，土釘墻按照1∶1放坡，共布置兩排擊入型錨管土釘，長度均為6m，水平間距1.3m，豎向間距1.4m，沿土釘縱橫向通長布置1ф16加強鋼筋，面層布筋為ф6.5@200雙向鋼筋，面層采用80厚C20噴射混凝土；下部采用樁錨支護，灌注樁為ф800@1500，樁間采用2ф600高壓旋噴樁咬合灌注樁做為止水帷幕（見圖3所示），錨索為上下兩道，每道2束7ф5預應力鋼絞線，長度至上而下依次為22m、20m，一樁一錨，錨孔直徑150mm，傾角分別為15°、20°，成孔時采用高風壓錨桿鉆機干鉆孔工藝，鉆孔的同時利用高風壓將孔壁清理干凈，錨桿成孔完畢后及時進行一次灌漿，灌漿至孔口后置入加工好的錨索，6～8h后進行二次高壓注漿，二次高壓注漿壓力2.5～5.0MPa。

2.2.3 施工過程中出現(xiàn)的問題

該段局部剛開挖施工土釘墻時，發(fā)現(xiàn)局部為淤泥暗塘且含水量豐富，土質呈流塑狀，開挖時，坡面土方即出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象。

2.2.4 原因分析

針對坡面土方滑塌的問題，本工程組織業(yè)主、監(jiān)理、施工及設計四方對現(xiàn)場進行查看并進行研討分析，分析原因如下：

①此處土質為流塑性淤泥，含水量大，土質極差；

②施工灌注樁及基坑土方開挖時，此處暗淤泥塘是地質勘探時鉆探孔所未覆蓋的地方。

2.2.5 處理措施

通過分析原因，采取以下方法進行加固:

①查看打樁施工記錄，確定暗塘范圍及淤泥深度；

②通過查看記錄，范圍為12m,淤泥平均厚度為6m；

③針對上述情況，立即停止開挖，已開挖段將滑塌的淤泥挖除后，回填好土至原地面標高，采用兩排高壓旋噴樁先進行土體加固，后挖土施工冠梁時在冠梁頂做250厚1500高鋼筋混凝土擋墻，并將第一道錨索增加1束7ф5預應力鋼絞線，長度增長至26m，第二道錨索長度增長至24m（詳見圖4）。

④擋墻混凝土強度達到70%后，將擋墻與放坡段之間回填土方后澆筑80厚C20混凝土硬化；

⑤此段土方開挖時，應特別注意分層分段開挖，每層開挖深度不大于1.5m，每段長度不大于15m。

2.3 土釘墻支護的加固

2.3.1 土質情況

在基坑南部區(qū)域土質情況見表3。

2.3.2 支護情況

此區(qū)域范圍內，在開挖深度范圍內，土質情況較好，經(jīng)多次論證優(yōu)化后，采用土釘墻支護，見圖5。

該段主要以填土和粉質粘土為主，土質較中北部明顯好轉，采用土釘墻支護。土釘墻按照1∶0.5放坡，共布置6排土釘，從上至下長度依次為9m、10.5m、10.5m、9 m、7.5 m、7.5 m，水平方向間距1.4m，豎向間距1.7m，土釘采用1根HRB335ф20或ф18鋼筋，錨孔直徑100mm，傾角15°，孔內采用水灰比0.4～0.5的水泥凈漿注漿，注漿壓力控制在0.4～0.6MPa，沿土釘縱橫向通長布置1ф16加強鋼筋，面層布筋為ф6.5@200雙向鋼筋，面層采用80厚C20噴射混凝土。

土層物理力學指標 表1

土層物理力學指標 表2

土層物理力學指標 表3

2.3.3 施工過程中出現(xiàn)的問題

該段施工完畢后第6個月，由于暴雨影響，土釘墻坡體上口約10m范圍出現(xiàn)裂縫，通過基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示樁頂水平位移日變化量達到29mm，已超過報警值。

2.3.4 原因分析

針對水平位移報警的問題，本工程組織業(yè)主、監(jiān)理、施工及設計四方對現(xiàn)場進行查看并進行研討分析，分析原因如下：

①基坑外側土面未硬化處理，導致雨水從雜填土中滲入土體中；

②基坑由于業(yè)主原因，基礎未施工，坑底長期暴露，土釘墻坡底長時間受雨水沖刷。

2.3.5 處理措施通過分析原因，采取以下方法進行加固:

①立即將開裂的坡體上口段卸方至第三道土釘處，將露出的土釘剪斷，并重新采用1ф16加強鋼筋縱橫向通長布置與土釘焊牢；

②卸方的土方坡至坡腳；

③坡頂重新按1∶1放坡后掛網(wǎng)噴漿，與原土釘墻放坡形成二級坡；

④在坡面和坡頂2m范圍內采用細石混凝土噴漿硬化，在坡腳基坑內設置排水溝，防止雨水再次沖刷坡體，詳見圖6。

3 結 語

該工程本著經(jīng)濟實用的原則，針對不同土質采用了最經(jīng)濟的支護形式，且此支護形式有利于縮短工期，雖然施工過程中遇到了種種問題，但是通過分析問題原因后及時處理，最終確保了基坑安全，順利地完成了任務，施工中所遇到的問題的處理方法可供類似工程參考。該工程施工實踐說明了：依據(jù)基坑特性選擇合適的基坑支護形式，過程中注重收集各種與工程密切相關的信息，加強基坑監(jiān)測，遇到問題及時采取合適的應急保障措施，是保障工程質量和施工安全，降低成本的關鍵。

[1] JGJ120-2012,建筑基坑支護技術規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[2] 11SG814,建筑基坑支護結構構造[S].北京：中國計劃出版社,2011.

[3] 劉建航,侯學淵.基坑工程手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2011.

[4] 王慧英.某深基坑支護事故分析與處理[J].基礎工程設計,2008（5）.