某復雜環(huán)境條件下深基坑圍護樁施工

羅曉偉 劉斯全

(1.浙江省贊成集團有限公司，浙江 杭州 310008; 2.浙江省地礦建設(shè)有限公司，浙江 杭州 310012)

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某復雜環(huán)境條件下深基坑圍護樁施工

羅曉偉1劉斯全2*

(1.浙江省贊成集團有限公司，浙江 杭州 310008; 2.浙江省地礦建設(shè)有限公司，浙江 杭州 310012)

介紹了杭州某工程的特點及地質(zhì)條件，根據(jù)該項目場地的普查情況，提出了兩種基坑圍護工程施工方案，并從安全性、造價、工期三方面比選出了最優(yōu)的方案，經(jīng)實踐證明，所選方案達到了預(yù)期的施工效果。

基坑，圍護樁，止水帷幕，造價

0 引言

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，中心城區(qū)地下空間的利用率越來越高，深基坑圍護工程的施工條件也越來越復雜、越來越難。比如施工場地狹小、距周邊已有建(構(gòu))筑物、道路管線間距小等，相應(yīng)的基坑安全等級要求更高，對位移變形控制要求也更嚴格，而新建工程基坑圍護施工時遇到臨近已有建(構(gòu))筑物的老基坑圍護體的情況也越來越多，老工程的圍護體成了新建工程的障礙物。如何采用合適而經(jīng)濟的施工方法、手段解決復雜條件下深基坑圍護施工過程中遇到的問題，滿足建設(shè)工程的需要，確保基坑工程的安全，是地基基礎(chǔ)工程施工單位廣大技術(shù)人員應(yīng)重視的一個問題。本文介紹了杭州一中心城區(qū)復雜條件下基坑圍護樁工程的施工情況，以供同行參考。

1 工程概況

1.1 工程簡況

某擬建工程位于杭州市西湖區(qū)學院路，項目由一幢新建大樓(16層)和新建會議廳(1層)組成，建筑面積22 646 m2。框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)2層地下室，基坑開挖深度9.30 m～9.90 m。采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

1.2 工程地質(zhì)

場地地貌屬第四紀沖海積平原，在基坑開挖深度及圍護樁長所及深度范圍內(nèi)的土層力學指標見表1。

表1 各土層物理力學指標

1.3 工程特點

1)基坑開挖深度較深，周邊場地狹小。擬建工程基坑開挖深度9.30 m～9.90 m，屬深基坑，場地地處中心城區(qū)，施工場地狹小，用地面積為5 598 m2，基坑面積為4 850 m2，呈長方形，尺寸約為65 m×75 m。

2)基坑周邊環(huán)境復雜。基坑四周均分布有建筑物，地下管線多。場地北側(cè)為一辦公大樓(17層)，樁基礎(chǔ)并有一層地下室。基坑邊距其地下室最近2.5 m，距其底板外邊緣最近1.8 m。東側(cè)為高新數(shù)碼城(13層)，樁基礎(chǔ)并有一層地下室，基坑邊距紅線4.5 m。南側(cè)為5層小學教學樓及6層飯店樓房，均為樁基礎(chǔ)，基坑邊距紅線3.3 m～5.6 m。西北角為一住宅公寓樓(11層)，樁基礎(chǔ)，基坑邊距該樓9.0 m，距紅線5.6 m。西側(cè)還有一5層舊廠房，沉管灌注樁基礎(chǔ)，基坑邊距其8.0 m，該房較為老舊，對位移較為敏感。基坑周邊環(huán)境如圖1所示。

3)土質(zhì)條件復雜。基坑深度范圍內(nèi)，上部淺層部分填土層厚度大，成分復雜，障礙物多。③層淤泥質(zhì)土土質(zhì)差、厚度大，該層土對基坑位移、穩(wěn)定有較大影響。

1.4 工程設(shè)計

基坑圍護結(jié)構(gòu)形式：一排φ800鉆孔灌注樁+兩道鋼混凝土水平內(nèi)支撐作支護結(jié)構(gòu)，一排連續(xù)搭接φ700雙頭水泥攪拌樁作止水帷幕，被動土、坑中坑加固采用φ700雙頭水泥攪拌樁，見圖2。

根據(jù)浙江省標準《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定和周圍環(huán)境的特點，本基坑屬一級基坑工程，相應(yīng)基坑工程安全等級的重要性系數(shù)γ0=1.1。設(shè)計要求的圍護體最大側(cè)向位移報警值為3.5 cm或連續(xù)3 d變形超過3 mm/d，坑外水位監(jiān)測報警值為一天內(nèi)水位變化超過50 cm或累計水位變化超過100 cm。

2 基坑圍護工程施工

2.1 場地普查過程中遇到的問題

根據(jù)相關(guān)施工經(jīng)驗和本工程的特點，基坑施工前應(yīng)首先進行場地普查，主要查明地基淺層障礙物的種類、分布及埋藏深度，場地內(nèi)外管網(wǎng)分布情況等。經(jīng)探查發(fā)現(xiàn)本工程上部雜填土成分復雜，障礙物多，具體為：1)北側(cè)圍護體坐落在老辦公樓地下室圍護體上，老圍護采用放坡加土層錨桿(φ48鋼管、φ22螺紋鋼)結(jié)合鋼網(wǎng)(φ6.5)噴射混凝土護坡。其中⑥軸～⑩軸圍護樁中心線與老辦公樓地下室水箱外墻距離最小處為927 mm，最大為1 327 mm，水箱基礎(chǔ)底板邊界與圍護樁連線部分重疊，如圖3所示。2)西側(cè)軸以北雜填土性質(zhì)最為復雜，石塊、鋼筋混凝土塊遍布，分布深度達4.50 m～7.50 m。其中：軸～軸段原有5層樓基礎(chǔ)(φ426沉管灌注樁)分布，如圖4所示；軸～軸段原為一化糞池，池底填土更雜；軸～軸段圍護體落在臨近住宅公寓老圍護體上，該建筑圍護體采用放坡加土層錨桿(φ48鋼管、φ22螺紋鋼)結(jié)合鋼網(wǎng)(φ6.5)噴射混凝土護坡。

2.2 施工難點分析

2.3 解決方案

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，必須調(diào)整設(shè)計，我方提出兩種施工方案：

1)方案一。支護樁型不變，止水帷幕更改樁型。

采用清障換土、安放內(nèi)置長鋼護筒隔離上部填、換土層施工支護鉆孔灌注樁，止水帷幕改樁型：a.改為二重管普通高壓旋噴樁；b.改為RJP雙高壓旋噴樁。

2)方案二。a.北側(cè)：圍護體區(qū)域內(nèi)障礙物不予以清除，采用全套管咬合樁，支護、止水二合為一。b.西側(cè)軸以北：同方案一，更改止水帷幕樁型。

3)兩種方案經(jīng)濟分析。兩種方案造價對比見表2。

表2 兩種方案造價對比表 萬元

4)方案確定。經(jīng)多方分析、論證，從基坑安全性、增加造價、工期三方面進行對比，對我方提出的方案進一步優(yōu)化，設(shè)計最終確定的方案為：北側(cè)全段清障換土，西側(cè)分段清障不換土，支護樁樁型不變，止水帷幕北側(cè)、西側(cè)軸以北均改為二重管普通高壓旋噴樁。具體為：a.圍護鉆孔灌注樁：北側(cè)全段清障換土回填，增設(shè)內(nèi)置鋼護筒；西側(cè)不宜全段清障，宜逐段清障分段施工，如遇老基礎(chǔ)沉管樁清拔不能徹底，采取局部調(diào)整樁位增加壓頂梁寬度的辦法解決。b.止水帷幕將一排φ700@500雙頭水泥攪拌樁改為二重管高壓旋噴樁，北側(cè)為一排φ600@350加樁間嵌縫，西側(cè)為兩排(內(nèi)長外短)φ600@350加樁間嵌縫，為防止上部雜填土層止水效果不徹底，局部出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，迎坑面增加噴錨：80厚C20噴射混凝土，內(nèi)配φ6.5@250×250鋼筋網(wǎng)。

5)優(yōu)化方案造價對比。實際取消雙頭水泥攪拌樁120組，增加高壓旋噴樁嵌縫樁125根、內(nèi)排358根、外排187根。增加造價：止水帷幕樁型更改后增加費用計154.686 9萬元；清障換土費用15.096萬元；內(nèi)置長鋼護筒材料費5.258萬元，鋼護筒安放技術(shù)措施費3.000萬元；上述費用合計178.040 9萬元，如圖5所示。

2.4 根據(jù)方案合理施工

1)北側(cè)分段清障、換土回填。按20 m一段，分三段，采用PC200挖掘機挖拔清除老圍護體中鋼筋、鋼管和塊石等障礙物，換好土回填，隔一周后，待回填土密實性稍好后施工支護圍護鉆孔灌注樁。鉆進成孔時泥漿比重適當加大，成孔完畢提鉆后下入內(nèi)置長鋼護筒，而后下鋼筋籠、灌混凝土成樁，待樁身混凝土初凝后拔出內(nèi)置鋼護筒。2)西側(cè)臨近住宅公寓樓小區(qū)道路，不宜大開挖清障，沿圍護樁方向約5 m一小段，邊清障邊施工，個別深度大、清障不徹底的，采用筒式鉆頭慢磨、套撈相結(jié)合的方法清除障礙物。3)高壓旋噴樁施工。先施工圍護鉆孔樁間嵌縫樁，后施工外排連續(xù)搭接樁。參數(shù)控制：漿液壓力26 MPa，空氣壓力0.7 MPa，提噴速度12 cm/min～15 cm/min。

按最終優(yōu)化后的方案，投入3臺GPS-10鉆機、2臺XP30B高壓旋噴樁機、1臺PC200挖掘機、內(nèi)置長鋼護筒18只，30 d完成圍護鉆孔樁施工、39 d完成旋噴樁施工，僅比原定工期延后7 d。施工過程基本順利，達到了預(yù)期的目標。

3 基坑開挖后情況

基坑開挖后，圍護鉆孔樁施工質(zhì)量比預(yù)計的效果要好，外觀質(zhì)量雜填土厚、清障深度大的樁型較差，但支護作用達到了設(shè)計要求，基坑變形位移監(jiān)測總體穩(wěn)定，見表3。

止水效果方面除北西角上部局部有細小的滲漏點外，整個西北兩邊止水效果均較好，沒有出現(xiàn)基坑漏水情況，水位監(jiān)測數(shù)據(jù)符合設(shè)計要求。基坑開挖后西北角圍護樁實景見圖6。

表3 基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

4 結(jié)語

1)在施工空間狹小，周邊地下條件復雜，基坑圍護工程施工遇到臨近建筑老圍護體時，采用分段開挖清障、換土處理是經(jīng)濟、合理的一種清障施工方式。

2)二重管高壓旋噴樁在開挖深度10 m左右、下部為粘性土的深基坑工程中用作止水帷幕效果是可以保證的。

3)內(nèi)置長鋼護筒在雜填土層厚度大的基坑圍護鉆孔樁施工中值得推行，其最好的效果是直徑比樁徑大5 cm，在鉆進至原土層前放入效果比成孔完成后放入同樁徑的要好。只要掌握好混凝土初凝時間，可以順利拔出，重復使用。

[1] 王英銳，董紅霞，黃新林.上海中心城區(qū)復雜地質(zhì)條件下基坑圍護設(shè)計與施工[J].施工技術(shù)，2011(1)：25-26.

[2] 陳 東.浙江省人民檢察院辦案和專業(yè)技術(shù)用房基坑圍護工程設(shè)計文件[Z].2013.

On fender post construction of deep foundation pits under some complicated environment

Luo Xiaowei1Liu Siquan2*

(1.ZanchengGroupCo.,LtdinZhejiang,Hangzhou310008,China; 2.ZhejiangGeologicalMineConstructionCo.,Ltd,Hangzhou310012,China)

The paper introduces the features and geological conditions of some project in Hangzhou, points out the two foundation pit fender projects according to the census of the site, selects the optimal scheme from the safety, cost, and construction period, and proves by the practice that the scheme can achieve the expected results.

foundation pit, fender pile, waterproof curtain, cost

1009-6825(2016)31-0093-03

2016-08-24

羅曉偉(1971- )，男，工程師

劉斯全(1968- )，男，高級工程師

TU463

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