臨海工程深基坑支護與降水

袁 飛,李 巖,施立鑫

(大連渤海檢測有限公司,大連 116021)

1 工程周邊環境概況

某酒店工程北臨海峽,東側為一在建工程.酒店工程地下室底板標高-8.45m.開挖深度為7.45m.

工程場地北臨碼頭,與駁岸線最短距離為23.6m.海水水位距碼頭約3m,漲潮時距碼頭約1.0m,漲潮海水壓力對北側基坑開挖有不利影響.從駁岸線向南7～10m寬度范圍內地面有混凝土板,底部分布厚約4.6m玄武巖塊石,會給成樁施工造成很大困難.工程南側離高速公路5m,沿紅線有污水管,需要保護.

2 場地地質條件

(1)地層

根據勘察資料,基坑邊坡地層剖面自上而下為:①雜填土;②淤泥質粉質黏土;③黏土;④粉砂;⑤粉質黏土(表1).

表1 場地巖土埋深一覽表

(2)水文地質條件

場地地下水主要賦存于雜填土①、粉砂④和粗砂④-2層中,受降水及側向逕流補給.近海岸處水位受潮夕影響,水位變化幅度約1.0m.勘察期間為豐水季節,各鉆孔均遇地下潛水,各鉆孔穩定水位埋深為0.60～2.10m.

3 基坑支護設計

3.1 支護結構選型

基坑周長約400m,開挖范圍內主要為雜填土及淤泥質粉質黏土.依據場地的情況,選型圍護結構.

北側距海岸較近地段,需要保護駁岸.離駁岸有18m以上距離,因駁岸沿線范圍內地基下拋有約4.6m厚玄武巖塊石,成樁有困難.選用雙排D700@500高壓旋噴樁支護結構.旋噴樁前打入一排D700@900沖孔樁,承受水、土壓力作用.深坑部位沖孔樁直徑增大到D800@1000,局部加深坑設第2道鋼支撐.

支撐系統由一個直徑為90m的環梁與角撐組成,支承于鋼格構立柱上.鋼立柱插于專門打設的D800立柱樁內,并盡可能利用就近的工程樁.

3.2 支護設計

(1)高壓旋噴樁設計

①高壓旋噴樁設計樁長15m,樁徑Φ700mm,中心距@500mm,互相咬合200mm, 內外兩排樁交叉布置;

②注漿材料為42.5R普硅水泥,水灰比為1∶1;

③注漿壓力為20Mpa,流量80-120L/min;

④樁身強度要求大于1.0Mpa.

(2)水泥攪拌樁設計

①采用雙排單頭攪拌樁,樁徑500mm,間距300mm,互相咬合200mm,42.5R普硅水泥,水灰比為0.55∶1,水泥用量為加固體重量的13%,加固土體重度按18kN/m3計算;

②樁身平面定位偏差小于50mm,垂直偏差小于1/100;

③試塊強度要求0.6Mpa.

4 基坑降水設計

場地含水層為淤泥質粉細砂,顆粒細,淤泥層含水量較小.北側距海岸近,海水與淺層有水力聯系,坑內必須采用輕型井點降水與集水坑相結合的方式降排水,地面設排水溝.經多方案比較,選擇輕型井點降水比較理想.

(1)井排設計:沿基坑內布設輕型井點降水孔,孔深7m,間距1.2～1.5m.沿圍護四周設一排井點,坑內設十套輕型井點.

(2)井管設計:井管內徑φ48mm,L=7m,濾頭長1m,外包濾網;與離心泵連接的進、出水管(PVC)為φ50mm,出水管與沿坑邊布置的φ150排水管連接,出水管及水泵標高低于地面1.0m,以提高真空效果.

(3)降水井施工:成井直徑不小于φ300mm,邊沖孔邊沉管,下入φ48mm的鍍鋅管或PVC管,下端1m花管(孔徑5mm)包扎兩層25目的尼隆網;從孔口填入中、粗砂,形成過濾層,填砂應均勻,防止堵孔.

(4)降水運行:一般情況下,一臺離心泵與50個豎井連接,總排水管低于地面1.0m.

(5)檢查井況及設備維護:每天要填寫檢查日志,必要時進行水位、流量觀測.

(6)坑頂設磚砌排水明溝(M10砂漿抹平)對地表水和坑內抽出的水進行外排,排水溝底坡度應≥0.5%,使溝內水流順暢.

(7)基坑開挖階段在坑內保留周邊降水輕型井點,確保在基本疏干狀態下開挖施工.

5 周邊環境監測及應急措施

基坑開挖前應做出開挖監控方案.圍護樁位移報警值為30mm,超過變形限值應立即啟動應急治理措施.沿坑周及南側道路管線布置沉降及水平監測點.駁岸水平位移及沉降報警值為20mm.當變形速率較大時,應加密觀測次數,有險情出現時應連續監測.

由于本工程為軟土基坑,北側臨海極近,為了確保基坑的安全穩定,采取如下應急措施.

(1)基坑坑頂變形值超過報警值時采用如下措施處理:①在有條件卸載地段挖土卸荷;②駁岸前立即回填,設第二道支撐;③當發現坑底土有流砂、管涌隆起現象時,立即回填土壓腳或用砂袋反壓坡腳,用二級井點疏干土體.

(2)當坑壁出現滲漏水時,立即用膨脹水泥、水玻璃等防水材料封堵,或采用XPM抗滲堵漏劑封死.

(3)對沉降及變形過大的坑壁可增設一排錨桿支護.

(4)儲備砂袋、水泵、挖土設備現場隨時調用;

(5)臺風季節施工時,現場配備2～3臺大口徑水泵,做好坑周地面排水,防止積水.

通過基坑變形監測及周邊環境調查,及時采取措施確保施工基坑始終處于穩定狀態.

6 結語

深基坑開挖與支護,屬于地下結構施工力學范疇.具體設計時,應該掌握擬建場地土質特征,了解環境荷載因素、地下管線的特性,做好基坑支護工作.

[1] 趙同新.深基坑支護工程的設計與實踐[M],北京,地震出版社,2010.

[2] 沈保漢.樁基與深基坑支護技術進展[M],北京,水利水電出版社,2006.

[3] 陳鐘頤,周景星,王洪瑾.土力學[M],北京,清華大學出版社,1994.