支護(hù)與止水帷幕聯(lián)合樁在深基坑工程中的應(yīng)用探討

高沖

【摘 要】在深基坑開挖時(shí)，需要來用基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)以保證基坑邊坡土體的穩(wěn)定以及周圍鄰近建筑物的安全和地下結(jié)構(gòu)的正常施工。止水帷幕是在深基坑開挖和地下構(gòu)筑物施工時(shí)防止地下水滲流的作業(yè)措施，以保證基坑干燥，使基境開挖和地下構(gòu)筑物施工得以順利地進(jìn)行和基坑周邊不因土體中地下水滲流而產(chǎn)生過大的位移變形。本文以某工程為實(shí)例，通過對(duì)工程地質(zhì)條件進(jìn)行分析，提出了支護(hù)與止水帷幕聯(lián)合樁，介紹了該工法的工藝原理、流程、施工要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】支護(hù)樁 帷幕樁 深基坑

現(xiàn)以某深基坑支護(hù)的工程實(shí)例，對(duì)支護(hù)與止水帷幕聯(lián)合樁方案進(jìn)行計(jì)算與分析，證明其良好效果。

1 工程概況

工程位置原地面標(biāo)高為+2.9m。承臺(tái)平面尺寸為62×33m，厚5.5m，承臺(tái)頂標(biāo)高+2.0m，承臺(tái)底標(biāo)高為–3.5m。基坑底標(biāo)高為–4.0m，基坑最大深度為6.9m，基坑采用φ610×8mm（間距為710mm）的鋼管樁圍護(hù)，鋼管樁中心離承臺(tái)邊距離≥1.5m，索塔承臺(tái)基坑大小為65.0×36.0m，面積2340m2左右，開挖方量約16146m3。基坑周邊環(huán)境情況簡述如下：承臺(tái)東側(cè)邊線距離工地變壓器為29.50m左右；承臺(tái)南側(cè)邊線距離甬江大堤最近約為6.80m左右；承臺(tái)西側(cè)邊線距離施工道路最近為25.00m左右；承臺(tái)北側(cè)邊線距離施工道路最近為4.9m左右。

2 場(chǎng)地地質(zhì)條件

根據(jù)地勘報(bào)告，在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)深度內(nèi)的地基土，由淺至深主要有以下幾層：

（1）I1填土：層厚0.7～1.7m。（2）I2亞粘土。灰黃色、灰褐色，軟塑～硬塑，層厚0.3～2.6m。地基土容許承載力[σ0]=70～80Kpa。天然孔隙比0.938，飽和度91.6%，液性指數(shù)0.63，塑性指數(shù)15.7。（3）II1淤泥質(zhì)亞粘土。灰色、流塑、飽和，多呈薄層狀，局部相變?yōu)橛倌噘|(zhì)粘土。頂板埋深1.4～4.8m。地基土容許承載力[σ0]=55～60Kpa。天然孔隙比1.177，飽和度96.4%，液性指數(shù)1.31，塑性指數(shù)14.0，粘聚力8.3kPa，內(nèi)摩擦角2.6°。高含水量、高壓縮性，物理力學(xué)性質(zhì)差，易變形和失穩(wěn)。（4）II2淤泥質(zhì)粘土。灰色、飽和、流塑，薄層狀～鱗片狀結(jié)構(gòu)。頂板埋深1.9～17.3m，層厚4.0m～22.5m。地基土容許承載力[σ0]=60～65Kpa。天然孔隙比1.312，飽和度96.0，液性指數(shù)1.23，塑性指數(shù)18.4，粘聚力15.8kPa，內(nèi)摩擦角1.9°。高含水量、高壓縮性，物理力學(xué)性質(zhì)差，易變形和失穩(wěn)。（5）III2亞粘土。灰色，流塑～軟塑，薄層，夾亞砂土薄層。頂板埋深20.5～35.5m，層厚3.1～13.5m。地基土容許承載力[σ0]=90Kpa。天然孔隙比1.131，飽和度93.2，液性指數(shù)1.06，塑性指數(shù)16.2，粘聚力16.0Pa，內(nèi)摩擦角14.6°。

本工程地下土層沒有承壓水。

3 支護(hù)方案的確定

經(jīng)過圍護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)力、位移、抗傾覆性，防汛大堤及周邊土體沉降、整體穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，基坑整體穩(wěn)定性、坑底抗隆起，以變形控制為主。并經(jīng)過造價(jià)比較，選用了支護(hù)與止水帷幕聯(lián)合樁的設(shè)計(jì)方案。支護(hù)樁采用φ610δ8螺旋電焊鋼管，根據(jù)不同地段土層情況，樁長24.00m～27.00m。支護(hù)樁外設(shè)Φ700@600SMW工法水泥土攪拌樁止水，底標(biāo)高為–6.0m。水泥土攪拌樁采用P.O325水泥，水泥摻入量為加固土體的15%。水泥攪拌樁緊貼支護(hù)樁，以阻止坑外部土體流入基坑。水平支撐系統(tǒng)全部采用鋼管水平支撐，分為角撐和對(duì)撐，設(shè)置立柱來控制水平支撐的平面外穩(wěn)定。水平支撐與鋼管樁之間設(shè)型鋼圍檁，鋼管樁與圍檁之間用素混凝土充實(shí)。本基坑坑邊有放坡的空間，支護(hù)鋼管樁頂標(biāo)高設(shè)置在+1.3m（原地面標(biāo)高為+2.9m，靠防汛大堤側(cè)支護(hù)鋼管樁頂標(biāo)高設(shè)置在+2.2m），水平支撐中心設(shè)置在+0.3m，在水平支撐下設(shè)置必要的立柱，臨時(shí)立柱為打入土層的豎直鋼管樁，在混凝土墊層全部完成后，轉(zhuǎn)換為格構(gòu)立柱，格構(gòu)立柱固結(jié)在鉆孔灌注樁樁頭。

4 支護(hù)樁的施工

在施工前做好施工組織設(shè)計(jì)，有利于施工和各項(xiàng)管理順利進(jìn)行 。要對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查調(diào)試，確保在施工中設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。認(rèn)真做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)的記錄工作，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員隨時(shí)檢査整理，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，確保質(zhì)量。

（1）鋼管樁施工、施工流程：樁位放樣→安裝、固定導(dǎo)向架→鋼管樁就位→開動(dòng)液壓振動(dòng)錘施打→施打至設(shè)計(jì)高程。樁位放樣平面偏差：20mm范圍內(nèi)。在鋼管樁的沉樁過程中，應(yīng)該注意控制樁的垂直度，這一點(diǎn)比較重要，因?yàn)橹挥泻芎玫谋ＷC了垂直度，才能使鋼管樁按照預(yù)定的樁位進(jìn)行沉樁，否則一旦施打的鋼管樁發(fā)生了傾斜，就有可能與相鄰鋼管相互干擾，從而導(dǎo)致相鄰成樁鋼管下沉，或者導(dǎo)致水平圍檁設(shè)置困難。沉樁過程中，若遇到貫入度劇變，樁身突然發(fā)生傾斜、位移或有嚴(yán)重回彈，應(yīng)暫停沉樁，分析原因，采取有效措施。樁身焊縫開裂時(shí)，應(yīng)拔除。（2）水泥攪拌樁施工：在鋼管樁達(dá)到標(biāo)高后，方可進(jìn)行水泥攪拌樁施工，要保證質(zhì)量。水泥攪拌樁的施工必須配備性能可靠、符合標(biāo)準(zhǔn)、種類齊全的施工機(jī)械和設(shè)備，在施工前做好機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)、試機(jī)工作，確保在施工期間正常作業(yè)。機(jī)械和設(shè)備如下：深層攪拌機(jī)、灰漿拌制機(jī)、集料斗、灰漿泵、控制柜、自動(dòng)記錄噴漿量設(shè)備、其他輔助設(shè)備等。配合比：水泥摻入量為加固土體的15%，水灰比0.45～0.50。

5 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果

施工過程中要對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)做嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，確保準(zhǔn)確無誤，監(jiān)測(cè)報(bào)警指標(biāo)表1所示。

經(jīng)監(jiān)測(cè)基坑開挖及施工過程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)合格，均未見明顯的滲水、漏水現(xiàn)象，止水效果理想。

6 結(jié)語

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)證明，支護(hù)與止水帷幕聯(lián)合樁效果好，深基坑開指后保持穩(wěn)定狀態(tài)。隨著建筑物高度的不斷提高，地下開挖深度越來越深，施工場(chǎng)地越來越小，深基坑支護(hù)與止水工程要求不斷提高，支護(hù)與止水帷幕聯(lián)合樁造價(jià)不高工期不長是較為理想的一種形式，很值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁偉芳.探究灌注樁與高壓旋噴樁聯(lián)合止水支護(hù)施工技術(shù)[J].建筑知識(shí)學(xué)術(shù)刊，2014：344.

[2] 李娟，吳書義，劉玉利.旋噴樁止水帷幕與樁錨聯(lián)合支護(hù)在深基坑施工中的應(yīng)用[J].建筑施工，2009（04）.