礫石富水地層基坑樁錨支護(hù)及帷幕隔滲技術(shù)

李 文

(重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，重慶 400074)

0 引言

礫石地層具有結(jié)構(gòu)松散、滲透系數(shù)大等特點(diǎn)，基坑穩(wěn)定性差，必須合理選用基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式以及止水體系。在圓礫石地層且近接建筑物的條件下，開展深基坑圍護(hù)體系的應(yīng)用研究，為今后類似工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)和合理施工提供參考作用。

1 工程概況

新建的云嶺桂園基坑工程位于云南省曲靖市南片區(qū)彩云路以北，銀屯路以東，由3棟15層～18層主樓和2層～3層裙樓組成(地下1層)，開挖深度4.7 m ～6.5 m，周長379.0 m。基坑周邊環(huán)境較復(fù)雜，東北兩面緊挨多棟建筑物(最近距離為7.0 m)，西南兩面緊鄰道路及人行道(最近距離為3.9 m)，工程總平面布置如圖1所示。

基坑影響范圍內(nèi)由地表向下主要地層為:耕植土、素填土、粉土及圓礫等。其中圓礫層厚3.9 m ～30.8 m，平均厚18.82 m，層頂埋深3.1 m～7.4 m，全場區(qū)分布。主要由礫石、細(xì)砂、粉砂及礫砂組成，礫徑以1.0 cm ×1.50 cm ～1.5 cm ×2.5 cm 居多，最大礫徑110 mm。礫石占56.59%，砂粒占29.47%，粉粒占3.70%，粘粒占10.20%，松散～密實(shí)狀，透水性較好。場區(qū)地下水屬第四系沖洪積圓礫、粉土中孔隙水類型，地下水位埋藏較淺，靜止水位為孔口下2.6 m～3.1 m(平均2.85 m)。地下水為潛水類型，水量較大，主要靠大氣降水補(bǔ)給和地層間地下水互補(bǔ)以及瀟湘河水體補(bǔ)給(距基坑約700 m)。

圖1 基坑支護(hù)總平面布置圖（含監(jiān)測點(diǎn)）（單位：m）

2 基坑支護(hù)及止水方案設(shè)計(jì)

2.1 基坑支護(hù)方案

根據(jù)場地周邊環(huán)境及地質(zhì)條件，基坑支護(hù)方案2—2～5—5，7—7支護(hù)剖面具有放坡條件，采用“土釘+掛網(wǎng)噴射混凝土”支護(hù)形式，放坡系數(shù)1∶0.6，基坑3—3剖面的構(gòu)造如圖2所示。土釘為 φ48鋼管，長度為 6.0 m ～12.0 m，豎向排距為 1.5 m ～1.6 m，水平間距1.5 m，入射角度 10°～15°。注漿材料為水泥凈漿M10;鋼筋網(wǎng)為φ6.5@200 mm×200 mm;噴射混凝土為C20，厚度為80 mm～100 mm。

圖2 3—3土釘+掛網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)

基坑1—1，6—6支護(hù)剖面不具備放坡條件，采用“長螺旋鉆孔灌注樁+預(yù)緊錨桿”支護(hù)形式，如圖3所示。支護(hù)樁:1—1剖面樁長L=9.0 m，樁徑 φ =600 mm，樁間距 1.2 m;6—6 剖面樁長L=10.0 m，樁徑 φ =600 mm，樁間距1.1 m;樁身混凝土 C25。預(yù)應(yīng)力錨桿:錨桿為φ48鋼管，1—1剖面設(shè)2道，6—6剖面設(shè)3道;入射角度10°～15°，注漿材料為水泥凈漿M10。

圖3 6—6長螺旋鉆孔灌注樁+預(yù)緊錨桿支護(hù)

2.2 基坑止水方案

降排水方案采用“長螺旋深攪樁止水帷幕+坑內(nèi)降水井及排水盲溝降排水”組成的降排水系統(tǒng)。止水帷幕為:長螺旋深攪樁相互咬合形成懸掛式止水帷幕，樁長 L=9.0 m～10.0 m，樁徑φ=600 mm，樁間距350 mm，樁間咬合搭接250 mm。排水盲溝尺寸:780 mm×500 mm，沿周邊每隔35 m設(shè)1個(gè)集水井，共12口，井深進(jìn)入基坑底1.0 m，降低水位至基坑底下0.5 m;坑外設(shè)置10口觀測井，觀測井兼作回灌井，井深7.5 m～8.5 m，以進(jìn)入層圓礫1.5 m以下。

3 基坑施工工藝

“土釘+掛網(wǎng)噴射混凝土”支護(hù)采用的施工流程:平整場地→定位放線，確定基坑開挖線、止水樁軸線→定樁位，施工止水帷幕→止水樁施工完成后，土方開挖至第一道土釘下30 cm→機(jī)械打入土釘或機(jī)械成孔后置土釘，灌漿→掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土→第一道土釘施工養(yǎng)護(hù)完成以后開挖土方至第二道土釘下30 cm，施工第二道土釘→重復(fù)土釘施工，完成后開挖土方至坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高。

“長螺旋鉆孔灌注樁+預(yù)緊固錨桿”支護(hù)采用的施工流程:平整場地→定位放線，確定支護(hù)樁、止水樁軸線→定樁位，先施工止水樁，再施工支護(hù)樁，交叉施工降排水系統(tǒng)→人工鑿樁頭、開挖樁頂冠梁土方，施工樁頂冠梁→樁頂冠梁養(yǎng)護(hù)完成以后，土方開挖至第一排錨桿下30 cm，施工第一排錨桿→第一層腰梁施工養(yǎng)護(hù)完成以后，張拉鎖定第一排錨桿→開挖土方至第二排錨桿下30 cm，施工第二排錨桿→第二層腰梁施工養(yǎng)護(hù)完成以后，張拉鎖定第二排錨桿→如此往復(fù)施工錨桿后開挖土方至坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高。

4 基坑監(jiān)控量測

基坑工程觀測點(diǎn)布置如圖1所示，包括:1)圍護(hù)墻(邊坡)頂部水平位移及沉降監(jiān)測:設(shè)置在基坑壁內(nèi)側(cè)，按20 m間距沿基坑開挖線方向布置在基坑頂以下0.30 m處;2)周邊道路及建筑物沉降監(jiān)測:基坑邊緣以外1倍～2倍開挖深度范圍內(nèi)的道路及建筑物均作為監(jiān)測對象。監(jiān)測點(diǎn)設(shè)在道路中線及建筑物四角、中點(diǎn)及拐角處。基坑變形監(jiān)控報(bào)警值:相鄰建筑物或道路及建筑物沉降累計(jì)達(dá)到20 mm或單日變形大于3 mm。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示:北側(cè)房屋最大沉降量為10.1 mm;東側(cè)房屋北面監(jiān)測點(diǎn)最大沉降量為17.7 mm;西側(cè)公路監(jiān)測點(diǎn)，最大沉降量為23.9 mm;南側(cè)房屋監(jiān)測點(diǎn)，最大總沉降量為6.0 mm。可見基坑變形均未超過報(bào)警值，位移變化速率相對平穩(wěn)，保證了基坑的施工安全和周邊狀況的穩(wěn)定。

5 結(jié)語

綜合考慮基坑技術(shù)安全、臨近建筑物安全、施工工期和工程環(huán)境條件等因素，本工程采用的“土釘+掛網(wǎng)噴射混凝土”(放坡)、“長螺旋鉆孔灌注樁+預(yù)緊錨桿”，再加長螺旋深攪樁止水帷幕的組合體系，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，合理的施工工藝保證了施工質(zhì)量，保證了基坑的施工安全和周邊狀況的穩(wěn)定，使整個(gè)工程高質(zhì)量、快速、低成本順利竣工。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示表明本項(xiàng)目采用的復(fù)合支護(hù)體系可以控制素填土、砂礫石地層中深基坑止水和水平變形，基坑止水達(dá)到設(shè)計(jì)及施工要求，且成本較低，適用于地質(zhì)條件和周邊環(huán)境復(fù)雜、深度較大的基坑支護(hù)中。

［1］ 李路明，周宗義.樁錨支護(hù)技術(shù)在羅湖司法大廈深基坑支護(hù)中的應(yīng)用［J］.建筑技術(shù)，2005(12):40-41.

［2］ 胡玉國.基坑支護(hù)工程事故綜合分析及對策［J］.遼寧建材，2004(6):76-78.

［3］ 史佩棟.實(shí)用樁基工程手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1999.

［4］ 中國建筑科學(xué)研究院.建筑樁基技術(shù)規(guī)范［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1995.