簡(jiǎn)述某工程深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

文/吳華　建業(yè)恒安工程管理股份有限公司　江蘇南京　210036

文/閻愛榮　陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司　江蘇南京　210046

簡(jiǎn)述某工程深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

文/吳華建業(yè)恒安工程管理股份有限公司江蘇南京210036

文/閻愛榮陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司江蘇南京210046

本文通過工程實(shí)例，淺述施工場(chǎng)地較小、基坑形狀不規(guī)則、挖深又較大的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理念與施工技術(shù)。該工程工期緊，為加快施工進(jìn)度，采用旋挖施工支護(hù)樁。由于穿過軟～流塑層的土，防止干挖塌孔，先采取深攪樁加固措施后再進(jìn)行旋挖；對(duì)于局部雜填土層較厚情況，采用長(zhǎng)護(hù)筒護(hù)壁等方法，順利完成了支護(hù)施工。

深基坑；軟弱土；旋挖；長(zhǎng)護(hù)筒；深攪樁；巖土方

1、概述

1.1工程概況

該項(xiàng)目由一幢22層辦公樓及三層地下室組成。辦公樓為剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑物高度96.3m，擬采用樁基礎(chǔ)?；悠矫娉嗜切畏植迹_挖面積約3710㎡，基坑周長(zhǎng)約240米，基坑開挖深度16.8-17.5米。

北側(cè)地下室距紅線3.0米左右，距堯佳路約6.5米，堯佳路為城市主干道，地下管線較多，有φ1500污水管、φ300供水管及電信電纜等。西側(cè)距六層辦公樓約6.5米，該辦公樓為框架結(jié)構(gòu)，鋼筋砼樁基礎(chǔ)；東南側(cè)距城市道路約6.0米，路下管線較多?；又苓叚h(huán)境較復(fù)雜。

基坑環(huán)境附圖：

1.2水文、工程地質(zhì)條件

（1）、地形、地貌

擬建場(chǎng)地隸屬丘陵崗地～崗前洼地地貌單元，經(jīng)人類長(zhǎng)期生產(chǎn)、生活的改造，原始地貌已不復(fù)存在，現(xiàn)有地勢(shì)較為平坦，勘探孔孔口高程在28.66～30.01米之間，最大相對(duì)高差為1.35米。

（2）、水文地質(zhì)條件

根據(jù)地下水的賦存、埋藏條件，結(jié)合近鄰場(chǎng)地水文地質(zhì)資料，場(chǎng)地地下水類型主要為孔隙水和微承壓水?？障稘撍饕x存在①層填土中，富水性一般；微承壓水主要賦存于④層碎石土和⑤層基巖裂隙發(fā)育段，水量較小。

（3）、工程地質(zhì)條件

基坑開挖影響范圍內(nèi)土層自上而下分為：

2、巖土層分布

①層雜填土，結(jié)構(gòu)松散，非均質(zhì)，夾較多的生活垃圾和碎磚瓦礫，工程地質(zhì)性狀差，厚度一般在4.0米左右，局部達(dá)7.5米；

②-1層粉質(zhì)粘土，可塑，局部硬塑，中壓縮性，中低強(qiáng)度，欠均質(zhì)，工程地質(zhì)性能一般，場(chǎng)內(nèi)普遍分布，層厚0.6～5.2米；

②-2層粉質(zhì)粘土，軟塑，局部流塑，中高壓縮性，低強(qiáng)度，欠均質(zhì)，具軟土特性，工程地質(zhì)性差，層厚0.0～4.0米，場(chǎng)地西側(cè)缺失；

②-3層粉質(zhì)粘土，可塑，中高壓縮性，中低強(qiáng)度，欠均質(zhì)，工程地質(zhì)性能一般，層厚0.0～3.4米，場(chǎng)地西側(cè)缺失；

③層粉質(zhì)粘土，硬塑，局部可塑，中壓縮性，中等強(qiáng)度，工程地質(zhì)性能良好，層厚2.0米左右，局部缺失；

④層碎石土，稍密～中密，土質(zhì)不均，工程性能較好，局部分布。

下伏基巖為侏羅紀(jì)中下統(tǒng)象山群粉砂巖，其中⑤-1層強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)，為低強(qiáng)度巖石地基，遇水易軟化；⑤-2層中風(fēng)化粉砂巖，屬較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)，為中等強(qiáng)度巖石地基。

1.3地質(zhì)計(jì)算參數(shù)

根據(jù)本工程的巖土工程勘察報(bào)告，選取各土層的直剪固快指標(biāo)作為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)，并按照朗肯土壓力計(jì)算理論作為土側(cè)向壓力設(shè)計(jì)的計(jì)算依據(jù)。

基坑設(shè)計(jì)參數(shù)表

2、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1本基坑工程具有如下特點(diǎn)：

（1）基坑開挖面積較小，開挖深度大。

（2）基坑平面形狀不規(guī)則，周邊環(huán)境較為復(fù)雜。

（3）土層起伏變化較大，場(chǎng)地西南部分基巖埋深較淺，西北角填土較厚，其余段均有②-2層軟土分布，土質(zhì)差。

2.2支護(hù)結(jié)構(gòu)選型

根據(jù)工程的地質(zhì)條件和環(huán)境情況，本著“安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便”的設(shè)計(jì)原則，支護(hù)型式選擇如下：

本基坑形狀呈三角形，開挖面積不大，但挖深達(dá)16.8-17.5米，且有巖方，基坑巖土方開挖難度很大。為方便挖土，設(shè)計(jì)采用大直徑鋼筋灌注樁加二層混凝土支撐的形式進(jìn)行支護(hù)，支撐平面布置采用圓環(huán)和角撐，且在基坑西南角首層支撐設(shè)置鋼筋砼出土棧橋。對(duì)于填土層和②-2層軟～流塑粉質(zhì)粘土采用三軸深攪樁止水，內(nèi)側(cè)明溝排水。為加快施工進(jìn)度，支護(hù)樁采用旋挖施工工藝。

典型支護(hù)剖面附圖：

2.3支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算說明

①在保證基坑及周邊環(huán)境安全穩(wěn)定的前提下充分考慮節(jié)約工程造價(jià)，根據(jù)不同地質(zhì)條件及挖深選取8個(gè)段，按照每段的最不利荷載計(jì)算，避免統(tǒng)一按照整個(gè)基坑最不利效應(yīng)組合計(jì)算造成投資浪費(fèi)。

②土壓力計(jì)算：設(shè)計(jì)充分考慮到各巖土層的透水性以及場(chǎng)地的其它巖土工程條件，在土壓力計(jì)算時(shí)，采用“朗肯”土壓力公式水土合算。

3、基坑主要支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工

3.1深攪樁加固設(shè)計(jì)與施工

為了加快施工進(jìn)度，工程采用了旋挖施工工藝?？紤]②-2層為軟～流塑土，干挖會(huì)導(dǎo)致塌孔，因此先采用三軸深攪樁加固，然后再旋挖。

設(shè)計(jì)采用二排三軸深攪樁對(duì)填土層和②-2層軟土進(jìn)行加固（同時(shí)起止水作用），三軸深攪樁Φ850@1300搭接250mm，長(zhǎng)度為穿過填土層和②-2層軟土進(jìn)入下部良好土層內(nèi)1.5米，三軸水泥攪拌樁采用P42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比1.0，水泥摻入比不小于20%，即每立方米被攪拌土體中水泥摻入量不小于360Kg。水泥攪拌樁28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu不小于1.0MPa。

內(nèi)外側(cè)雙排三軸深攪樁

支護(hù)樁周土體加固大樣圖

（1）施工前首先試樁，以確定實(shí)際水泥投放量，漿液水灰比、漿液泵送時(shí)間、下沉及提升速度時(shí)間 、以確定正常施工控制標(biāo)準(zhǔn)；

（2）搭接間隔大于24H的冷縫外側(cè)應(yīng)采取高壓旋噴樁處理；

（3）中途因故斷漿應(yīng)在恢復(fù)壓漿前樁機(jī)下沉50cm后再注漿攪拌施工，以保證攪拌樁的連續(xù)性。

（4）二排三軸深攪樁施工結(jié)束養(yǎng)護(hù)7天后方可施工旋挖樁。

3.2支護(hù)樁設(shè)計(jì)與施工

設(shè)計(jì)支護(hù)樁：樁徑1000@1300灌注樁67根，樁徑 1200@1500 灌注樁113根，立柱樁樁徑1000設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)入中風(fēng)化巖不小于2.0米，共37根。

（1）采取預(yù)先打入鋼護(hù)筒穿過填土層，然后旋挖成孔。

（2）護(hù)筒定位后及時(shí)復(fù)測(cè)其位置及其與地層鑲嵌的密實(shí)性。護(hù)筒中心與樁位中心線偏差應(yīng)小于50mm。

（3）混凝土的灌注：首批混凝土灌注時(shí)，在漏斗底口處設(shè)置隔離塞，待混凝土將漏斗填充滿時(shí)，拔除隔離塞使混凝土經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入樁孔內(nèi)。灌注開始后，應(yīng)緊湊連續(xù)地進(jìn)行灌注，嚴(yán)禁中途停工。

（4）立柱樁端沉渣厚度不得大于50mm，成孔后應(yīng)不換漿持續(xù)清孔不小于1小時(shí)，并隨時(shí)檢查隨漿液帶出的渣粒情況，循環(huán)清孔泥漿至1.2時(shí)完成一清，吊放鋼筋籠。

施工立柱樁時(shí)，為了防止塌孔，制作長(zhǎng)護(hù)筒5～10米，用CAT336挖掘機(jī)配振動(dòng)液壓錘拔插護(hù)筒

4、基坑巖土方開挖

巖土方開挖方向由基坑?xùn)|北角向西南角退挖。第二層支撐以上土體裝土車通過坑內(nèi)挖土通道直接進(jìn)入坑內(nèi)圓環(huán)支撐部位裝土運(yùn)走。對(duì)于第二層支撐以下巖土體，裝土車停在西南角首層支撐出土棧橋板上，通過挖機(jī)接力倒運(yùn)將巖土方挖運(yùn)至西南角裝車運(yùn)走。

基坑土方開挖對(duì)基坑和環(huán)境影響很大，必須加強(qiáng)管理，嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，重視對(duì)支護(hù)樁、支撐、立柱、工程樁、基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)等保護(hù)工作。

結(jié)語(yǔ)：

該基坑工程已順利按時(shí)完成，支護(hù)結(jié)構(gòu)最大位移21mm ，道路最大沉降14mm，未發(fā)生報(bào)警搶險(xiǎn)情況。通過該基坑工程實(shí)例得到以下二點(diǎn)主要經(jīng)驗(yàn)：西南角

（1）基坑支護(hù)設(shè)計(jì)必須根據(jù)具體工程特點(diǎn)，因地制宜，在保證基坑安全和控制造價(jià)前提下為支護(hù)施工、基坑開挖提供方便。對(duì)于小而深的基坑，采用圓環(huán)支撐并設(shè)置出土棧橋是非常好的設(shè)計(jì)。

（2）對(duì)于軟弱土層在采用深攪樁加固后再進(jìn)行旋挖成孔是一種有效的施工方措施。

參照文獻(xiàn)：

［1］林宗元主編《巖土工程治理手冊(cè)》1993年遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.

［2］劉建航，侯學(xué)淵主編《基坑工程手冊(cè)》1997年中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

［3］《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120～2012.