復(fù)雜環(huán)境下深基坑圍護(hù)案例分析

王云星

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地上、地下建筑物的日益增多，新建地下建筑不可避免的會與已有地下建筑物相互影響，這種影響是新建地下建筑物基坑圍護(hù)方案選擇的主要因素之一。為分析復(fù)雜環(huán)境下，基坑施工對已有建(構(gòu))筑物的影響，有學(xué)者建立了同時考慮基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、土體、地下管線、周邊建筑共同作用的分析模型，采用三維有限元方法對不同圍護(hù)形式的深基坑工程進(jìn)行了分析和研究［1-4］。本文對杭州地區(qū)某復(fù)雜環(huán)境下的深基坑支護(hù)工程進(jìn)行分析，介紹該項(xiàng)目的圍護(hù)設(shè)計(jì)思路與實(shí)施方法，為類似周圍環(huán)境復(fù)雜的建筑物深基坑設(shè)計(jì)提供參考。

1 工程概況

1.1 周邊環(huán)境

杭州市桐廬縣保障性住房地下室深基坑工程位于杭州市桐廬縣，擬建一層地下車庫，樁基礎(chǔ)為人工挖孔樁基礎(chǔ)，板底開挖深度為5.7 m～6.0m，靠水渠位置開挖深度7.7 m，電梯井坑開挖深度8.6 m。

基坑周邊有眾多的建(構(gòu))筑物需要保護(hù)，且距坑邊非常近:基坑北側(cè)為大奇山路，距離地下室外邊線約13 m;基坑南側(cè)為本項(xiàng)目施工場地，需要施工淺基礎(chǔ);基坑?xùn)|側(cè)為灌溉水渠、單層臨時倉庫與電線桿，水渠距離地下室外邊線0m～5 m、渠深4 m、渠寬10m，渠壩為壓實(shí)粘土，臨時倉庫距離地下室外邊線約4 m～6 m;基坑西側(cè)云棲路有電力管線與煤氣管線，距離地下室外邊線約0m～2 m。

1.2 工程地質(zhì)條件

地貌上屬山前殘坡積和山前沖洪積混合相，場地內(nèi)地基土分為3個工程地質(zhì)層，分述如下:

①素填土，層厚0.70m～6.20m，灰黃色，松散，稍濕。由強(qiáng)～中風(fēng)化的粉砂巖碎石、塊石混雜殘坡積土組成。②含碎石粉質(zhì)粘土，層厚1.40m～4.50m，灰黃色，中密，濕。以粉質(zhì)粘土為主，混雜較多的碎石，顆粒間由粉質(zhì)粘土充填。碎石含量在10%～35%左右，粒徑在3.0mm～30.0mm之間，最大可達(dá)14.0cm。③強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，層厚0.50m～4.30m?；尹S色，強(qiáng)風(fēng)化，濕。巖石部分風(fēng)化呈土狀，巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造清楚，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖芯樣呈碎塊狀為主。

1.3 地下水

地下水為①素填土孔隙潛水和②含碎石粉質(zhì)粘土的孔隙潛水?？辈炱陂g，測得場地內(nèi)地下水在0.10m～5.70m之間，場地的地下水水位主要受大氣降水和地表水補(bǔ)給，地下徑流排泄?；?xùn)|側(cè)灌溉水渠水位高出基坑開挖面約6 m，水量充沛。

2 基坑圍護(hù)方案

本工程開挖影響深度范圍內(nèi)主要以填土、含碎石粘土和風(fēng)化泥巖為主，土體力學(xué)較好，但場地用地條件非常緊張，西側(cè)云棲路地下管線緊靠地下室外邊線，距離僅0m～2 m，東部緊鄰水渠，水渠距離地下室外邊線僅0m～5 m，部分緊靠臨時倉庫和電線桿。為有效保護(hù)周邊道路、市政管線、水渠渠堤以及周邊建筑，需要嚴(yán)格控制基坑變形、防止地下水的運(yùn)移。由于場地用地非常緊張，沒有止水帷幕的用地空間，因此采用咬合樁作為擋土和止水帷幕，咬合樁樁型選用適合于本場地地質(zhì)條件的沖孔樁。其圍護(hù)剖面圖見圖1。

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

1)圍護(hù)樁采用φ800@600的沖孔咬合樁，兩根鋼筋混凝土樁中間鑲嵌一根素混凝土樁。2)先施工素混凝土樁，鋼筋混凝土灌注樁須在兩側(cè)混凝土嵌樁初凝前成孔，可根據(jù)施工進(jìn)度在嵌樁素混凝土中添加適量緩凝劑，端頭樁和施工間斷時接樁可用砂樁臨時替代，樁位水平偏差要求小于50mm。3)鋼筋混凝土樁樁底進(jìn)入中風(fēng)化巖層1.0m，素混凝土樁樁底進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層1.0m。4)咬合樁孔底沉渣應(yīng)小于200，樁身混凝土灌注充盈系數(shù)不得小于1.1，超灌高度大于0.5 m，混凝土強(qiáng)度C25。5)為控制變形對水渠渠壩的影響，樁頂設(shè)一道鋼筋混凝土支撐，冠梁尺寸為1000×700(高)，主支撐斷面700×700(高)，次支撐斷面500×700(高)。

2.2 降水施工

1)基坑內(nèi)采用自流深井降水，井底標(biāo)高為－8.500m，坑內(nèi)水位降至開挖面以下0.5 m。2)自流深井采用沖孔成孔，孔徑800mm，設(shè)250mm級配砂石過濾層，井管采用φ300 PVC波紋管，沿管長方向均勻布置 φ10@100圓孔。3)深井內(nèi)水泵功率不小于1.5 kW，深井應(yīng)由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)單位施工，確保降水效果。4)施工現(xiàn)場必須配備雙路供電或柴油發(fā)電機(jī)，確保井點(diǎn)降水的連續(xù)性。5)自流深井應(yīng)從自然地坪開始打設(shè)，降水一周后再行挖土。

3 結(jié)語

在城市中進(jìn)行深基坑開挖施工，基坑周圍往往存在大量的交通要道、房屋、地下管線、市政設(shè)施等已有建筑物。這些建筑物對基坑變形非常敏感，當(dāng)建筑物距離基坑邊很近的時候，必須安全、合理地選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)與止水帷幕形式，根據(jù)基坑工程的特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，采取足夠的措施減小基坑變形，防止土體位移和地下水的運(yùn)移對已有建筑物和基坑工程造成影響。本文對杭州地區(qū)某復(fù)雜環(huán)境下的深基坑支護(hù)工程進(jìn)行了分析，在圍護(hù)方案選擇時，著重考慮基坑施工對周圍環(huán)境的影響，提出采用沖孔咬合樁的圍護(hù)方式，對基坑周邊的水渠進(jìn)行保護(hù)，防止變形和滲漏對水渠產(chǎn)生影響，為類似周圍環(huán)境復(fù)雜的建筑物深基坑設(shè)計(jì)提供了參考。

［1］沈 磊，陸余年，岳建勇.超大深基坑變形特征的數(shù)值模擬及其實(shí)測分析［J］.地下空間與工程學(xué)報(bào)，2005，1(4):538-542.

［2］崔宏環(huán)，張立群，趙國景.深基坑開挖中雙排樁支護(hù)的三維有限元模擬［J］.巖土力學(xué)，2006，27(4):662-666.

［3］趙 杰，邵龍?zhí)?深基坑土釘支護(hù)的有限元數(shù)值模擬及穩(wěn)定性分析［J］.巖土力學(xué)，2008，29(4):984-988.

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