某工程基坑支護(hù)位移沉降原因分析及其處理

湯云海 宦冬櫻

1 工程概況

該基坑支護(hù)工程位于某市區(qū)中心位置,原址為該市酒廠。工程為高檔住宅小區(qū),總建筑面積114 778.8 m2,占地面積為30 994.1 m2,框架結(jié)構(gòu),設(shè)1層地下室,基坑深度5.45 m。

2 巖土工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、坑周環(huán)境

2.1 巖土工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件

支護(hù)設(shè)計(jì)涉及土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 支護(hù)設(shè)計(jì)涉及土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)一覽表

2.2 場地地下水類型

場地地下水類型為潛水,潛水主要賦存于①層雜填土、②層粉質(zhì)黏土、③層粉土及④層淤泥質(zhì)粉土中,水位深度位于自然地面下0.2 m～1.2 m左右。

2.3 坑周環(huán)境

基坑?xùn)|側(cè):為民房(磚混結(jié)構(gòu)),最近處約4 m;基坑南側(cè):為住宅樓,距離基坑約17 m;基坑西側(cè):50 m以內(nèi)無建筑,西北局部距離道路約6 m;基坑北側(cè):為河道,距離約25 m。

3 設(shè)計(jì)要求

3.1 本工程高程

±0.00相當(dāng)于絕對標(biāo)高(黃海高程)6.80 m,除東側(cè)消防水池區(qū)段開挖深度為6.85 m外,其余區(qū)段均為5.45 m。基坑?xùn)|側(cè)局部基坑安全等級為一級,即 r0=1.1,基坑其余段安全等級為二級,即 r0=1.0。

3.2 支護(hù)方案

1)基坑?xùn)|段:采用雙排雙軸深層攪拌樁+輕型井點(diǎn)降水+土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu),坑底加設(shè)雙軸深層攪拌樁暗墩。2)基坑南段:采用1∶0.5放坡+雙排雙軸深層攪拌樁+輕型井點(diǎn)降水+土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu),坡腳采用木樁加固。3)基坑其余段:采用 1∶1放坡+雙排雙軸深層攪拌樁+輕型井點(diǎn)降水+掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)。4)坑內(nèi)采用明排水+輕型井點(diǎn)降水。

3.3 警戒值

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)位移預(yù)警值為15 mm,報(bào)警值為25 mm,坑周建筑物沉降預(yù)警值為12 mm,報(bào)警值為20 mm。

4 基坑位移沉降過程介紹

4.1 施工順序

土方出土口設(shè)置在西北角,基坑從東南向西向北開始施工。

4.2 基坑位移沉降情況

施工過程中東側(cè)位移超出警戒值,部分民房出現(xiàn)險(xiǎn)情,其余段位移沉降未超警戒值。下面就針對出現(xiàn)險(xiǎn)情的東段(DD1段)基坑進(jìn)行詳細(xì)介紹:

1)基坑位移沉降監(jiān)測工作至關(guān)重要,施工前對位移沉降觀測點(diǎn)進(jìn)行了布設(shè),布置位置詳見圖1,并且施工過程中對位移沉降進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測,具體數(shù)值見圖2,因沉降未超警戒值,這里就不再列述。

2)基坑施工過程中出現(xiàn)的其他情況。a.該段圍墻上增設(shè)沉降觀測點(diǎn),儀器監(jiān)測發(fā)現(xiàn)沒有明顯沉降,未出現(xiàn)裂縫。b.對地下水位進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測,每戶居民家設(shè)有水井,在不使用井水的前提下,對水位進(jìn)行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)地下水位沒有明顯變化。c.基坑內(nèi)井點(diǎn)降水出水量很少。d.Ⅰ區(qū)因拆遷滯后,留有少許樁基未施工完畢,距離 D1點(diǎn)100 m左右,基坑支護(hù)施工至D1點(diǎn)時(shí),靜壓樁才開始施工,施工時(shí)間為第28天～第38天(見圖2)。e.靜壓樁施工前施工了應(yīng)力釋放孔,孔徑600,孔深15 m,布設(shè)2排。

3)基坑位移沉降對周邊建筑的影響。

a.DD1段1號民房(見圖1),中間隔墻從上而下出現(xiàn)貫通縫,縫寬達(dá)12 mm,前后屋檐墻也出現(xiàn)裂縫,縫寬達(dá)8 mm,經(jīng)鑒定為危房。b.DD1段民房外地坪均出現(xiàn)不同程度輕微裂縫,經(jīng)檢測不影響房屋結(jié)構(gòu)安全。

5 基坑位移沉降原因分析

5.1 深攪樁漏水的原因

如上所述基坑外地下水位沒有明顯變化,且基坑內(nèi)井點(diǎn)降水出水量很少,可以斷定深層攪拌樁止水效果良好,因此排除了深層攪拌樁漏水的原因。

5.2 基坑開挖應(yīng)力釋放的原因

根據(jù)工程地質(zhì)報(bào)告顯示基坑底部為④層淤泥質(zhì)粉土,該土層為:灰色,飽和,流塑,含有機(jī)質(zhì)。雖經(jīng)降水處理,但土質(zhì)難以在短時(shí)間內(nèi)得到改善,基坑開挖后,坑內(nèi)土應(yīng)力釋放,導(dǎo)致基坑出現(xiàn)側(cè)向位移。

5.3 靜壓樁應(yīng)力釋放孔的影響

為減輕擠土效應(yīng),壓樁前施工了應(yīng)力釋放孔,東側(cè)由于坑外位置狹窄,釋放孔布置在基坑內(nèi)側(cè)。土方開挖后受坑內(nèi)應(yīng)力釋放孔的影響,基坑出現(xiàn)較大側(cè)向位移,出現(xiàn)在基坑開挖后10 d左右(見圖2),位移量達(dá)到第一階段峰值。在應(yīng)力得到釋放后,基坑位移進(jìn)入相對穩(wěn)定階段,除雨天對基坑位移有一定影響外,均沒有太大的變化,出現(xiàn)在基坑開挖后10 d～28 d左右。

5.4 靜壓樁施工影響的原因

第28天靜壓樁開始施工,第38天靜壓樁施工結(jié)束。相對應(yīng)4號,5號,6號點(diǎn)位移量在第30天時(shí)明顯增大,而基坑在第40天后趨于穩(wěn)定(見圖2),說明樁基施工雖然布設(shè)了應(yīng)力釋放孔,但擠土效應(yīng)依然明顯,對基坑位移產(chǎn)生較大的影響,而1號,2號,3號點(diǎn)距離Ⅰ區(qū)較遠(yuǎn)(150 m左右),位移量并不明顯。因此,樁基施工是第二階段基坑位移的主要原因。

綜上所述,基坑開挖應(yīng)力釋放和坑內(nèi)應(yīng)力釋放孔是導(dǎo)致第一階段位移的原因;樁基施工的擠土效應(yīng)是第二階段位移的原因,也是基坑位移的主要原因。

6 處理方案

為防止未施工的基坑出現(xiàn)險(xiǎn)情,圖1中D1D2E段進(jìn)行了加強(qiáng)處理:1)坑外加設(shè)高壓旋噴樁、坑內(nèi)加設(shè)預(yù)應(yīng)力土釘。2)高壓旋噴樁:φ 600@500,樁長10.0 m,2排。3)高壓旋噴樁施工順序:采用跳躍間隔式方法施工。4)預(yù)應(yīng)力土釘:布設(shè)在原第二層土釘標(biāo)高處,與原土釘間隔布設(shè);注漿采用二次灌漿工藝,第一次注漿壓力為 0.4 MPa～0.6 MPa,第二次注漿壓力為1.0 MPa～1.5 MPa;D1D2段長度為9.00 m,D2E段為12.00 m,D1D2段張拉值 N張=80 kN,鎖定值 N鎖=50 kN;D2E段N張=100 kN,N鎖=70 kN。5)其余要求同原方案。依據(jù)加強(qiáng)方案,基坑D1D2E段施工后,位移量沒有超出報(bào)警值,加強(qiáng)方案較為成功。

7 結(jié)語

當(dāng)前深基坑工程較為普遍,往往存在著像本文所述的樁基未施工完畢就開始基坑施工的情況,這給工程質(zhì)量控制帶來了困難,因此,合理安排進(jìn)度計(jì)劃對于基坑工程質(zhì)量控制尤為重要。

[1] JGJ 120-99,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] GBJ 50007-2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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

[4] CECS 22∶90,土層錨桿設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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