復雜地質下深基坑內支撐樁錨聯合支護施工技術

1 引言

近幾年，隨著我國城市建設速度的加快，對地下空間的開發與利用提出了更高的要求[1]。由于基坑開挖深度和周邊環境的復雜性，支錨式支護結構已被越來越多地采用。 支錨式排樁支護結構的支點形式有內支承和錨桿兩種類型， 適合于土質較差、對周邊環境有較高要求的基坑，而樁錨固法主要用于在允許設置錨桿、不受周邊建筑（構）圍巖的情況下，以及具有可靠錨固力的巖層[2]。 通過大量的工程實踐和資料的積累，目前的內支承和樁錨支護技術已經發展得比較成熟、標準化，區域的設計和施工也有一定的借鑒意義，但是在某些特定情況下，必須采取內支承樁錨支護的組合形式。 基于此，本文將以某工程項目為例， 開展對其深基坑內支撐樁錨聯合支護施工技術研究。

2 工程概況

依托工程項目主體結構包括兩層地下結構， 沒有上部結構，將筏板加抗浮樁作為結構基礎。 該工程項目為典型的地下空間開發項目。 項目施工區域地質條件復雜，本工程的相對標高為-0.60~3.40 m，而基坑的設計基本標高為-13.30~-14.30 m，深13.90~17.70 m。 本項目選址位置優越，地處鬧市區，西側、南側、北側緊鄰城區主干道，東側緊鄰居民小區，共18 層筏式居民樓和26 層樁基單元[3]。根據上述情況，確定了基坑側墻的安全級別。 擬建設的場地地貌單元為江淮山地， 微地貌為山岡、洼地，地勢北高南低，表1 為該工程所在區域地質層結構自上而下記錄表。

表1 工程所在區域地質層結構自上而下記錄表

從表1 可以看出， 該工程項目所在區域地質條件十分復雜，對此，為實現對上層建筑的施工，需要對其深基坑進行支護，采用內支撐樁錨聯合支護施工技術，下述將對這一施工技術的具體應用進行詳細的設計說明。

3 復雜地質下深基坑內支撐樁錨聯合支護施工

3.1 深基坑內支撐樁錨聯合支護結構設計

根據該基坑的開挖深度，當地多采用樁錨支護，但由于施工場地四面都是用地紅線，外圍又是城市道路、居民小區，若采用樁錨支護難以達到變形控制的要求， 而且錨索為隱蔽工程，施工質量較難把控，另外，市建委新出臺的文件中也明確指出，錨桿（索）的施工不能超過建筑規劃紅線，因此，將支護方案定為排樁內支護體系[4]。 圍護樁為φ1 000 mm 旋挖樁基，基坑為2 層鋼筋混凝土桁架，包括角撐桁架、對撐桁架和側桁架，共3 個大開口，并在桁架和桁架之間預留16 m 寬的棧橋，供物料搬運和處理。 按施工單位的要求，將63 型起重機安裝在棧橋上，并將其架設在一根臨時的柱子上。 臨時柱全部為鋼格板。 圖1 為該工程項目深基坑支護結構平面圖。

圖1 深基坑支護整體結構平面圖

根據排樁內支整體支護方案，本項目還設計了若干錨索，并與內支承系統進行了兩種組合。 第一種，平面組合：在基坑南側北端的中段，因角拉索網架不易覆蓋，采取樁錨支撐；第二種，垂直結合：由于兩層的地下室都是作為商業使用，所以有很高的層高[5]。 由于豎向跨度大，為了降低護樁的彎矩，在北、東、南三側二層支撐下方各設一列——3 列預應力錨索，如圖2 所示。

圖2 3 列預應力錨索結構剖面圖

通過該結構的支撐能夠進一步提升深基坑的承載力，并實現對支護結構變形的有效控制。

3.2 降水、止水處理

根據該工程項目所在區域的地下水條件， 在基坑開挖過程中，采取了不設封閉擋水帷幕的排水方案，只對東側進行了壓密注漿，從而降低了相鄰硬化路面和地面結構的開裂。 現場地下水位偏低， 根據周圍條件采取了高壓旋噴樁+ 管井+ 明排法進行止水。 為了減少地下水的影響，在基坑區設置雙管高壓旋噴樁，在基坑區安裝了兩根高壓旋噴樁，在-13 m 的粉砂層和-21 m 高的細沙層之間進行，樁徑600 mm，彎角90°，樁長7 m。 基坑周邊降水井30 個，基坑內降水井3 個。 在基坑開挖后，在基坑的底部設一道排水渠。該排水渠與基坑邊緣50 cm，深度30 cm，寬40 cm，在施工期間，對積水坑的涌水量進行嚴密監控，并根據勘察報告，確定了具體的含水層，在不設旋噴樁的情況下，在-4.5 m 以下設置泄水孔。

3.3 土方均勻對撐開挖與樁結構施工

本項目在西北方向只有一處出土孔， 土方從南到北退臺開挖，東西方向為中央和兩側的盆狀開挖，以保證兩側的土方均勻地對撐。 在開挖之前，要對原有地形進行重新測量，上報監理工程師審批，并按設計圖紙要求，完成圍堰附近的排水工程。 在建筑物周圍布置必要的水平面標點， 并與固定標線連接，組成一條完整的水平線。 在不會受到施工影響的堅固地面或結構上，以便于在施工過程中對管道標高進行監控，并注意保護標點并做好記錄。 北桁架和東北角支撐等南邊的土方基本完成后再進行封堵，北側的土方斜坡與東邊的棧橋相連。 預應力錨索孔徑150 mm，用螺旋鉆機進行干鉆鉆孔。 由于東面臨混二區和居民區，在圍護樁后部用兩排壓密注漿堵漏，灌漿孔的深度不低于0.5 m。 圍護樁、立柱樁和工程樁都是在自然條件下進行的。 施工工序為：施工放驗線—繪制樁位編號圖—確定施工路徑—鉆機就位與整平—鉆機成孔—測孔—清孔—安放樁結構—成孔、回填。在鉆孔前，鉆頭要抬高50~80 cm，啟動泥漿泵，讓清洗液循環2~3 min，再緩慢轉動鉆機，緩慢地把鉆頭放入孔底，緩慢地按壓，直到鉆桿的底部，再逐步加大鉆壓，加速鉆速。 嚴格按照設計要求進行噴射、攪拌、提升速率的控制。 為了保證施工質量，提高工作效率，降低水泥消耗，必須做到連續作業。 在輸送過程中，應確保輸送壓力充分、持續輸送。 一旦出現停漿現象，為了避免出現斷樁、漏漿現象，必須使攪拌頭下沉至停漿0.55 m 以內，等漿料恢復后，才能進行注漿攪拌；如果停機超過30 min，應馬上進行徹底的清潔，避免水泥在設備、管路中凝結，從而影響工程的正常進行。

4 施工效果分析

在上述論述基礎上， 完成施工后為實現對支護效果的檢驗，按照圖3 所示，在支護結構中設置各個監測點。

圖3 支護結構平面監測點布置

圖3 中黑色實心圓為設置的監測點，為方便論述，對各個監測點依次編號為JC-01#~JC-10#。 針對各個監測點，對其施工后30 d 最大水平位移量進行測定。 根據該工程項目的質量要求，各個點位上的最大水平位移量不得超過20 mm，否則認定工程質量不合格。基于這一要求，對10 個監測點的30 d 最大水平位移量進行測定，并記錄如表2 所示。

表2 10 個監測點30 d 最大水平位移量

從表2 中記錄的數據可以看出， 由于設置的監測點在支護結構的不同分區當中， 因此每個測點在30 d 時間中最大水平位移量差異較大， 但所有測點上的30 d 最大水平位移量均沒有超過規定要求的20 mm 以內范圍。 因此， 通過上述實例可以進一步驗證， 本文提出的內支撐樁錨聯合支護施工技術可以應用于實際工程項目當中， 并且能夠有效提高深基坑的支護性能，確保后續上部建筑的順利施工與使用。

5 結語