雙排樁被動(dòng)區(qū)土層加固復(fù)合支護(hù)方式在深基坑中的應(yīng)用

崔 來 當(dāng)

(山西新田房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，山西 侯馬 043000)

1 工程概況

某房地產(chǎn)開發(fā)有限公司擬在漢口后湖興業(yè)路與后湖二路交匯處建特大商場項(xiàng)目，本項(xiàng)目基坑設(shè)計(jì)開挖深度為4.95 m～9.65 m，開挖面積約為22 900 m2，周長約640 m。本基坑設(shè)計(jì)使用年限：12個(gè)月屬一級(jí)基坑。

2 周邊環(huán)境狀況

擬建場地位于漢口后湖興業(yè)路與后湖二路交匯處。場地周邊分布有道路、民房、市政管線等，具體如下：

東側(cè)：地下室外邊線距離用地紅線最近處約為7.1 m，紅線外約14.8 m為場地圍墻，圍墻內(nèi)為空地，圍墻外為住宅小區(qū)。

南側(cè)：地下室外邊線距離用地紅線(圍墻)最近處約為20.7 m，紅線內(nèi)均為空地，紅線外為興業(yè)路。

西側(cè)：地下室外邊線距離用地紅線最近處約為12 m，紅線外為后湖二路。

北側(cè)：地下室外邊線距離用地紅線最近處約為6.0 m，紅線外約10.2 m～14.8 m為場地圍墻，圍墻內(nèi)為空地，圍墻外為住宅小區(qū)的8層樓房。

2.1 巖土工程條件

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，各巖土層具體特征分述如下：1)基坑開挖深度為5.45 m～9.55 m。2)工程地質(zhì)條件一般，基坑開挖深度范圍內(nèi)周邊土層為：①層雜填土、②層粘土、③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④層粉質(zhì)粘土夾粉土、⑤層粉砂等。基坑底部坐落在粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土上，基坑邊坡各土層支護(hù)參數(shù)見表1。

表1 基坑邊坡各土層支護(hù)參數(shù)

2.2 場地地下水情況

依據(jù)該場地巖土工程勘察報(bào)告，場地地下水可分為兩層。上層地下水主要為上層滯水主要分布于雜填土中，水量較少。下層地下水主要為賦存于⑤層、⑥層中的承壓水，與長江水體有水力聯(lián)系，其水位變化受長江水位變化影響，水量豐富。勘察期間測得場地上層滯水穩(wěn)定水位埋深0.8 m～1.5 m。

2.3 方案優(yōu)選

本次基坑支護(hù)方案比選的原則為：依據(jù)場地條件因地制宜本著安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用并與合理工期相結(jié)合的原則。由于該場地嚴(yán)格控制支護(hù)范圍不得超越建筑紅線，故采用“放坡卸載+雙排樁+被動(dòng)區(qū)加固+噴錨”的復(fù)合支護(hù)方式，坑中坑采用“放坡+掛網(wǎng)噴射混凝土”的支護(hù)方式，局部地下水控制采用“攪拌樁止水帷幕+管井降水”。

3 支護(hù)設(shè)計(jì)

1)放坡卸載。

為有效減少主動(dòng)土壓力，基坑需先行降水施工，基坑水位降至地平下3 m時(shí)，坡頂至樁頂?shù)囟尾捎梅牌滦遁d支護(hù)，邊坡坡面掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土。

2)支護(hù)樁設(shè)計(jì)。

因周邊場地沒有足夠的錨固場地，本次支護(hù)采用直徑800 mm的混凝土灌注樁，樁長16 m～20 m，雙排樁前后排樁頂設(shè)置連梁，冠梁連梁澆筑成整板結(jié)構(gòu)；冠梁、連梁尺寸為1.0×0.8 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。為增加排樁支護(hù)的抗變形能力，在排樁外側(cè)每個(gè)13.2 m側(cè)緊貼排樁設(shè)置樁垛。

3)雙軸攪拌樁設(shè)計(jì)。

止水帷幕、雙排樁樁間土加固以及被動(dòng)區(qū)加固采用φ700雙軸攪拌樁，雙軸攪拌樁采用標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)方式施工，止水帷幕幅間搭接寬度為150 mm，樁間土加固及被動(dòng)區(qū)加固幅間搭接詳見設(shè)計(jì)圖紙。水泥采用42.5水泥，水泥摻入比15%，水泥土設(shè)計(jì)強(qiáng)度400 kPa。

被動(dòng)區(qū)加固雙軸攪拌樁頂面以上的坑內(nèi)留土，也采用雙軸攪拌樁加固，水泥摻入比8%。此舉增大了被動(dòng)區(qū)被動(dòng)土抗壓強(qiáng)度，減短了支護(hù)樁錨固長度有較好的安全效果和經(jīng)濟(jì)效益。

4)坑中坑支護(hù)設(shè)計(jì)。

坑中坑采用放坡，坡率1∶0.75。坡面防護(hù)采用噴射混凝土，內(nèi)配鋼筋網(wǎng)片Q235 φ6.5 mm@200 mm×200 mm，掛網(wǎng)土釘為φ16鋼筋，長度為1.0 m，噴射混凝土厚度80 mm～100 mm，噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20，水泥采用32.5水泥，水泥∶砂∶石為1∶2∶1.5，噴射混凝土內(nèi)粗骨料采用米石，施工過程中可摻速凝劑。

5)基坑的防水設(shè)計(jì)。

為防止地表水體流入基坑，在基坑坡頂線外2.0 m處坡底各設(shè)置排水溝一道，坡度為3‰，溝底、溝壁采用防水面層，規(guī)格為300 mm×300 mm。

6)基坑降水。

基坑第二層水為承壓水，根據(jù)勘察報(bào)告的結(jié)論，基坑開挖后將產(chǎn)生突涌現(xiàn)象。從計(jì)算結(jié)果看,在高水位時(shí)基坑2層地下室部分均不能滿足抗突涌安全的要求，需設(shè)計(jì)減壓降水。各部分要滿足抗突涌安全要求，根據(jù)計(jì)算所得安全水位如下綜合取安全水位為14.50 m。

降水參數(shù)：取綜合滲透系數(shù)14 m/d，影響半徑為225 m。勘察報(bào)告未提供滲透系數(shù)及影響半徑，以上參數(shù)根據(jù)武漢地區(qū)經(jīng)驗(yàn)選取，正式施工前應(yīng)進(jìn)行抽水試驗(yàn)確定相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)。采用天漢軟件。主要計(jì)算結(jié)果：基坑總涌水量6 899.67 m3/d，在單井出水量為1 200 m3/d的情況下，需要8口抽水井。同時(shí)根據(jù)水位降深要求，通過計(jì)算，布設(shè)10口出水量為1 200 m3/d的井可滿足上述降深要求，關(guān)于井結(jié)構(gòu)：井深35.0 m，管徑250 mm，孔徑取500 mm，濾水段范圍18.0 m～35.0 m。井管濾水段長度約為17.0 m，濾水管段開孔率不小于30%，包60目不銹鋼濾網(wǎng)三層，濾水管投砂(1.0 mm～3.0 mm)礫砂，投礫頂標(biāo)高到基坑底面以下3.0 m。單井出水量：大于1 200 m3/d，選用抽水量50 m3/h的深井泵。管外從地面到基坑底面以下3.0 m投風(fēng)干粘土球止水。降水是關(guān)系基坑安全的關(guān)鍵措施，宜經(jīng)過1口井進(jìn)行抽水試驗(yàn)，校驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)成井工藝后，方能進(jìn)行其他降水井的施工。降水井抽水的含砂量嚴(yán)格控制在十萬分之一內(nèi)(抽水30 min取水樣)。

4 基坑施工工況步序

4.1 施工工序

依次施工雙軸攪拌樁→支護(hù)樁、降水井→冠梁底面以上土方開挖施工掛網(wǎng)噴射混凝土→冠梁→掛網(wǎng)噴射混凝土施工。

4.2 土方開挖

原則上土方開挖必須服從基坑安全大局，施工方案應(yīng)結(jié)合基坑支護(hù)方案編制，作業(yè)人員應(yīng)服從支護(hù)隊(duì)伍的指揮。

土方開挖嚴(yán)格按分段分層開挖嚴(yán)禁超挖，先開挖支護(hù)工作面，再開挖基坑內(nèi)土方這樣可節(jié)省總工期。

土方開挖施工后期，如遇基坑變形，可采取“盆式”開挖措施，即先開挖基坑內(nèi)土方，待基坑內(nèi)底板澆筑完畢再開挖四周土方。一方面防止基坑底部變形，同時(shí)為開挖邊坡可能產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)預(yù)留補(bǔ)救措施。

5 基坑監(jiān)測要求

由于地下施工的不可預(yù)見性和勘察資料的局限性,施工中肯定會(huì)遇到各種問題，這就要求我們采取信息施工法，隨時(shí)與設(shè)計(jì)單位保持溝通。為保證基坑施工安全，基坑需讓有資質(zhì)的第三方檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測。檢測前需報(bào)備監(jiān)測方案為監(jiān)理機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)。為保證基坑施工安全，特為監(jiān)測單位提以下建議。

5.1 監(jiān)測項(xiàng)目

本基坑為一級(jí)基坑(一層地下室及坑中坑為二級(jí)基坑)，監(jiān)測內(nèi)容需含以下項(xiàng)目：

1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的豎向和水平位移；

2)深層土層水平位移;

3)基坑周邊地表的位移；

4)基坑影響范圍內(nèi)建筑物及管線位移、傾斜、開裂;

5)地下水位變化情況。

5.2 監(jiān)測頻率

監(jiān)測頻率見表2。

表2 監(jiān)測頻率

當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)提高監(jiān)測頻率。

5.3 監(jiān)測報(bào)警值

監(jiān)測報(bào)警值見表3。

表3 監(jiān)測報(bào)警值

在監(jiān)測的同時(shí)施工單位也要派人每天定期巡視。巡視重點(diǎn)主要是基坑邊或基坑邊建筑物有無裂縫或新的裂縫產(chǎn)生發(fā)展情況如何。基坑有無漏水情況。基坑有無管涌噴沙情況等異常情況。

5.4 監(jiān)測點(diǎn)的布點(diǎn)要求

各監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測點(diǎn)要根據(jù)有關(guān)規(guī)范和規(guī)程，結(jié)合現(xiàn)場情況布置，基坑周邊的監(jiān)測項(xiàng)目的監(jiān)測及布點(diǎn)范圍不小于基坑深度3倍。

1)支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測：根據(jù)本基坑周邊環(huán)境條件，在基坑四周坡肩及支護(hù)樁頂布點(diǎn)，各自間距不大于20 m，交錯(cuò)布置。每條邊的中部必須加密布點(diǎn)。2)沉降監(jiān)測：對(duì)基坑影響區(qū)范圍內(nèi)原有樓房及道路進(jìn)行位移、沉降等監(jiān)測。本次基坑影響區(qū)定義為基坑邊緣向外30 m范圍內(nèi)的建(構(gòu))筑物均應(yīng)列為監(jiān)測對(duì)象。沉降點(diǎn)布點(diǎn)必須涵蓋周邊道路、房屋以及基坑坡頂，布點(diǎn)間距不大于20 m，原則上要求房屋四周角點(diǎn)及道路路沿均須布置沉降觀測點(diǎn)。3)測斜監(jiān)測：為掌握支護(hù)樁的狀態(tài)以及邊坡所在土體的狀態(tài)，需在支護(hù)樁及坡頂設(shè)置測斜孔，隨著土方開挖及時(shí)監(jiān)測，布點(diǎn)間距不大于20 m。所有監(jiān)測點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)需在基坑開挖前5天架設(shè)完畢，并測好初始值。

6 結(jié)語

被動(dòng)區(qū)加固技術(shù)在基坑支護(hù)中尚屬于新技術(shù)。經(jīng)過我們嚴(yán)密設(shè)計(jì)和施工單位精心施工，該商場基坑未出現(xiàn)任何險(xiǎn)情，商場也已投入使用。

[1] DB 42/159—2012,基坑工程技術(shù)規(guī)程[S].

[2] JGJ 120—2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[3] GB 50330—2002,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[4] JGJ 94—2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].