淺論深基坑支護(hù)

宋 煒

煙臺富海怡景花苑職工住宅建設(shè)指揮部，山東 煙臺 264000

隨著城市建設(shè)步伐的不斷加快,城市建設(shè)用地日益減少,使得我們更多地向高度上尋找發(fā)展空間。建筑高度越高，隨之而來的是基坑深度越來越深，并且很多建筑工程基坑邊坡緊鄰建筑物，使得深基坑支護(hù)的安全性變得尤為重要。

2010年施工的煙臺富海怡景花苑工程，地下室一層， 29600m2，±0.00相當(dāng)于黃海高程-0.60m，場地原自然地面高程為3.2m，基坑開挖深度車庫為5.4m，主樓為5.75m，按建設(shè)部建質(zhì)[2009]87號文關(guān)于印發(fā)《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法的通知》規(guī)定屬深基坑范疇。并且開挖范圍內(nèi)以粉細(xì)砂為主，常年地下水位高，造成基坑開挖難度增加，為解決此問題，分別從設(shè)計、施工、使用三個角度進(jìn)行控制，最終達(dá)到理想的支護(hù)效果。

1 深基坑支護(hù)的設(shè)計

1.1 場地情況說明

項目設(shè)計地下車庫為整體式，且占地面積達(dá)到總用地面積的73%，東側(cè)距離圍墻10m（圍墻外3m處有一排樓房，均為淺基礎(chǔ)），西側(cè)距離鐵路貨物高站臺8m，北側(cè)距離圍墻17m。因此，基坑的支護(hù)設(shè)計必須充分考慮到施工期間場地的布置。

1.2 項目的地質(zhì)勘察情況

深基坑支護(hù)的設(shè)計，應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性及合理性雙重要求，必須依據(jù)工程巖土工程勘察報告進(jìn)行。在項目方案設(shè)計批準(zhǔn)之后，進(jìn)行了詳勘工作。地質(zhì)分層情況具體如下：1）雜填土，2）細(xì)砂，3）粉細(xì)砂，4）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，5）粉質(zhì)粘土，6）粉質(zhì)粘土，7）中砂，8）粉質(zhì)粘土，9）粗礫砂，10）全風(fēng)化云母片巖，11）強(qiáng)風(fēng)化云母片巖。穩(wěn)定水位深度在0.7m～1.4m之間。

1.3 方案設(shè)計

在方案設(shè)計階段，根據(jù)以往類似工程的深基坑設(shè)計，做出兩種方案作為備選方案，第一種為排樁錨桿支護(hù)，水泥攪拌樁作止水帷幕；第二種為西側(cè)排樁錨桿支護(hù)，其余土釘墻支護(hù)，水泥攪拌樁作止水帷幕。備選方案確定后，邀請煙臺市有相關(guān)經(jīng)驗的兩位專家與指揮部、監(jiān)理、施工單位共同對方案從經(jīng)濟(jì)角度、適用性角度進(jìn)行比較，最終確定采用第一種方案。排樁支護(hù)采用鉆孔灌注樁，樁徑650mm，樁距1500mm～1800mm，樁長16m～18m，鉆孔灌注樁頂部設(shè)650×600冠梁一道作連結(jié)。在相鄰兩個鉆孔灌注樁之間冠梁下設(shè)置錨桿一道。水泥攪拌樁樁徑為500mm，相鄰樁間咬合200mm，在東西兩側(cè)對水位要求較高的部位，采用三排，南北兩側(cè)采用兩排，樁底進(jìn)入相對隔水層第5）層粉質(zhì)粘土層不小于1m～1.5m，樁長15m～16m。

2 深基坑支護(hù)的施工

2.1 鉆孔灌注樁的施工

本工程排樁設(shè)計為鉆孔灌注樁，采用CFG25型長螺旋打樁機(jī)，施工時螺旋樁機(jī)鉆孔至設(shè)計標(biāo)高后，通過卷揚(yáng)機(jī)上提鉆桿取土，同時砼泵通過中空鉆桿向孔內(nèi)泵入超流態(tài)細(xì)石砼成樁。砼采用水下灌注砼配比，標(biāo)號為C25。現(xiàn)場使用商品砼，砼坍落度控制在160mm～200mm，灌注時采用HBT-40A型砼泵向樁孔內(nèi)直接泵送。

鉆孔灌注樁施工中控制事項：

1）測量放線位置必須準(zhǔn)確，且對樁位要有保護(hù)，以免產(chǎn)生位移；

2）鉆機(jī)就位后，技術(shù)人員必須對樁位進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行鉆孔；

3）商品混凝土在工地現(xiàn)場按規(guī)定進(jìn)行驗收，每車均應(yīng)核對隨車單據(jù)，與設(shè)計相符后方可用于工程當(dāng)中；

4）樁基鋼筋籠的制作、安裝應(yīng)符合設(shè)計、施工規(guī)范要求；

5）鋼筋籠吊運(yùn)要豎直，須平穩(wěn)放入剛施工完的樁孔中，保持骨架完好，在震動沉入過程中也必須保持豎直，嵌入冠梁中的錨固鋼筋長度應(yīng)滿足設(shè)計要求，不得小于規(guī)范的最小錨固長度要求。

2.2 錨桿的施工

本工程設(shè)計為鋼鉸線錨索，入射角15°～20°，錨索總長度17m，自由段長6m，配2φS12.7鋼鉸線，錨索預(yù)加力值為100kN。錨固體一次注漿漿液及二次高壓注漿均為M25純水泥漿，水灰比為0.5，水泥采用42.5R復(fù)合硅酸鹽水泥。腰梁采用2根14#槽鋼。

錨桿施工控制事項：

1）鉆孔過程中要保證位置正確，要隨時注意調(diào)整好錨孔位置。鉆孔時要根據(jù)不同地層隨時調(diào)節(jié)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)速度，鉆孔孔深應(yīng)比設(shè)計深度長0.5m左右；

2）鋼絞線使用前要檢查各項性能，檢查有無油污、銹蝕、缺股斷絲等情況。一次和二次注漿管與錨索一并安設(shè)，安設(shè)長度應(yīng)大于錨桿長度的95%，且不得超深，注漿管接口處要處理牢固；

3）錨索安裝前要檢查導(dǎo)向帽、箍筋環(huán)及定位托架是否準(zhǔn)確牢靠，錨桿自由段外加PVC軟管，軟管長度不能超過自由段，PVC軟管靠錨固端需堵塞牢靠；

4）第一次注漿至孔口溢漿，注漿壓力為0.4MPa左右。第二次注漿時間根據(jù)試驗孔試驗確定，一般應(yīng)在一次注漿24小時以后進(jìn)行，壓力在2.0MPa～2.5MPa之間。注漿后自然養(yǎng)護(hù)不少于7天，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度等級的85%以上，方可進(jìn)行張拉工藝；

5）按順序?qū)ψ{強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求的錨桿進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉實行雙向控制，以油壓表為主，以伸長量進(jìn)行校核，并控制在-3%～+6%之內(nèi)；

6）在鉆孔、注漿、高壓注漿、錨桿（錨索）張拉過程中派專人管理并作詳細(xì)的施工記錄，并在每道工序完成后，經(jīng)監(jiān)理檢查簽認(rèn)后方可進(jìn)行下道工序的施工。

2.3 止水帷幕的施工

本工程設(shè)計為水泥攪拌樁止水帷幕。但實際施工時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與地質(zhì)報告中稍在差距，經(jīng)設(shè)計現(xiàn)場確定變更為高壓旋噴止水帷幕。采用三重管施工工藝成樁，主要工作原理是利用高壓射流水，對地層進(jìn)行切割，將地層按設(shè)計要求切割成一定形狀的地坑，同時進(jìn)行灌漿，邊切割邊灌漿，水泥漿液在地坑形成水泥土圓柱體，達(dá)到加固地基和止水防滲的作用。

1）樁機(jī)就位：按照設(shè)計樁位平面圖仔細(xì)復(fù)核放樣樁位與距離，經(jīng)過復(fù)測無誤后安放鉆機(jī)；

2）施工前，調(diào)試水泵、空壓機(jī)、泥漿泵，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。高壓清水泵壓力表必須靈敏有效；

3）施工前應(yīng)對鉆桿長度進(jìn)行校驗。并用紅油漆在鉆塔旁標(biāo)注深度線，保證樁體頂、底標(biāo)高滿足設(shè)計要求；

4）鉆機(jī)造孔時，應(yīng)調(diào)整鉆機(jī)的垂直度，保證鉆機(jī)的垂直度誤差小于1%；

5）為防止相鄰孔施工時有串漿現(xiàn)象，應(yīng)跳孔施工；

6）采用P32.5普硅水泥作加固料，每批水泥進(jìn)場必須出具合格證明，現(xiàn)場抽樣外檢，合格后方能使用；

7）施工現(xiàn)場配備比重計，勤量漿液比重。實行單樁定量加灰制，嚴(yán)格控制水泥用量；

8）供漿壓力1.0MPa，水壓力≥25.0MPa，氣壓力0.7MPa～1.0MPa，提升速度 0.15m/min；

9）噴漿過程應(yīng)連續(xù)均勻，若出現(xiàn)孔內(nèi)故障，提鉆頭出地表排除故障后，復(fù)噴接樁長度加深0.4m重復(fù)噴射，防止出現(xiàn)斷樁；

10）噴射結(jié)束后，應(yīng)用含水泥較多的冒漿回填孔口，防止因漿液凝固后體積收縮，樁頂面下降。保證樁頂標(biāo)高滿足設(shè)計要求；

11）因地下孔隙等原因造成返漿不正常、漏漿時，應(yīng)停止提升，原地靜壓注漿，直至返漿正常后才能提升。

3 深基坑支護(hù)的使用

當(dāng)鉆孔灌注樁、冠梁混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度、錨桿經(jīng)過質(zhì)監(jiān)站試驗室檢測通過且基坑內(nèi)水位降至設(shè)計基底標(biāo)高以下后，即可進(jìn)入基坑土方開挖工作，深基坑支護(hù)也就進(jìn)入了使用階段。使用階段應(yīng)做好如下幾方面工作：

1）為防止土方開挖期間，土方短期釋放集中應(yīng)力過大，對排樁及止水帷幕造成較大影響，每天開挖沿支護(hù)邊連續(xù)長度不得超過20m；

2）因為高壓旋噴止水帷幕所在處塊石不可避免的存在，也就造成砼止水帷幕必然有漏水之處。對于較小的漏點，可使用市面常用的堵漏劑進(jìn)行堵漏；對于較大漏點，可先填充棉絮之類物品，外側(cè)使用木板固定在兩側(cè)排樁上；

3）自基坑開挖起，必須對基坑支護(hù)做好嚴(yán)密的監(jiān)測，監(jiān)測工作分為3部分：

（1）基坑支護(hù)的水平及豎向位移的監(jiān)測

本項目冠梁總長度712m，在冠梁上設(shè)置觀測點36個，土方開挖期間，每天至少保證一次觀測，若達(dá)到報警值，每天增加一次觀測，待支護(hù)變形穩(wěn)定后改為三天一次，直至土方回填完成。本工程在基坑開挖期間，開挖當(dāng)天開挖部位對應(yīng)觀測點的觀測值大多稍微超過報警值，因此，我們每天進(jìn)行兩次觀測，并通過繪制支護(hù)變形程度曲線方法，觀察其變化趨勢，發(fā)現(xiàn)基坑支護(hù)變形僅在第一天超過報警值，第二天就明顯下降，第三天基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。據(jù)此分析，開挖時土方短期釋放應(yīng)力過大造成排樁及旋噴混凝土止水帷幕的瞬間變形，待排樁與錨桿作用達(dá)到穩(wěn)定時，基坑支護(hù)便不再發(fā)生變形。

（2）基坑外水位的監(jiān)測

因臨近建筑物均為淺基礎(chǔ)磚混結(jié)構(gòu)，為保證臨近建筑物的安全，必須對基坑外水位進(jìn)行監(jiān)測。我們在基坑外共設(shè)置觀測井8眼，設(shè)置原則為東西兩側(cè)靠近房屋建筑物處多設(shè)，必要時可作為回灌井使用。基坑外觀測井水位監(jiān)測同基坑內(nèi)降水井水位測量一并進(jìn)行，降水持續(xù)期間，每天上、下午各一次。

（3）項目臨近房屋建筑物沉降的監(jiān)測

本項目東側(cè)既有樓房、西側(cè)貨物高站臺離支護(hù)較近，基坑開挖后支護(hù)的變形以及降水均對房屋及建筑物有較高影響。為及時了解影響程度，唯一的方法就是對房屋建筑物進(jìn)行沉降觀測。觀測可隨基坑支護(hù)觀測一同進(jìn)行，后期觀測頻率可降為每周一次。

通過對深基坑設(shè)計方案的認(rèn)真考慮、施工過程中工程質(zhì)量的嚴(yán)密控制以及使用過程中的不斷解決施工中的遺留問題，加強(qiáng)觀測，煙臺富海怡景花苑項目深基坑支護(hù)在使用過程中未出現(xiàn)質(zhì)量及安全事故，既保證了新建建筑基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行，又保證了周邊建筑物的安全使用。