楊 亮

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和人民生活水平的提高,建筑用地面積需要得到控制,由此引發(fā)的建(構)筑物需要往豎向方向發(fā)展,所以深基坑將成為施工過程中經常遇到的問題,現(xiàn)行規(guī)范及規(guī)程關于深基坑支護也有相當多的技術措施,例如：擋土板樁(水泥土墻、拉森鋼板樁)、擋土灌注樁、SMW 工法、地下連續(xù)墻、土釘墻、逆作拱墻和組合式擋土樁等。工程技術人員可根據(jù)工程所在的區(qū)域水文、地質條件,開挖深度,周圍利用空間,結構形式等因素的不同,來選擇不同的支護措施。本人在一次工程項目中選用了“深層攪拌樁+灌注樁組合式擋土支護結構”,而且做了一次大膽的嘗試：原方案計算需要兩道支撐,但實際采用了一道支撐。原因之一是在組合結構中深層攪拌樁的作用除了止水帷幕和將土(水)壓力傳遞給灌注樁外,本身的強度只作為了一部分安全儲備。這一部分安全儲備如何量化,值得工程技術人員去探討,并加以利用,以至于減少工程費用。

1 工程概況

本工程位于太原市某廠區(qū)內,基礎為地下箱體結構,場地土類型為中軟場地土,建筑場地類別為Ⅲ類場地,場地位于晉中盆地的北部,汾河由北而南從盆地底部流過,屬于汾河左岸沖洪積Ⅰ階段地貌?；A平面尺寸135.6×16.8,埋深12.1 m。其北面距離18 m為現(xiàn)有晾水池,南側距離8.4 m為一個地下建筑物,埋深12.3 m,但其上部圍護結構鋼柱基礎埋深4.0 m。該區(qū)域地質報告提供資料見表1。

表1 區(qū)域地質報告提供資料表

2 方案選擇

1)根據(jù)現(xiàn)場實際情況可先將自然地坪以下4.0 m(與現(xiàn)有基底一平)的雜填土挖去,進行卸載,實際開挖支護深度變?yōu)?.1 m。根據(jù)對各項支護措施方案的措施費、工期、安全指數(shù)等綜合比較后,選用“灌注樁+深層攪拌樁+支撐”的方法進行深基坑支護。灌注樁后期經檢測無損后,還可作為上部圍護結構鋼柱的基礎。

2)廠房柱基間距7.5 m,所以選用灌注樁間距為2.5 m,粉噴樁樁徑500 mm,相互咬合150 mm。

3)計算參數(shù)取值見表2。

表2 計算參數(shù)取值

4)計算原理及依據(jù)：a.假設水泥土樁(粉噴樁)與灌注樁緊密結合起止水帷幕和將土(水)壓力傳遞給灌注樁;灌注樁承擔樁間的全部土(和水)壓力作用,為了減少對頂支撐的壓桿計算長度,在長度方向設置支柱樁支撐。b.根據(jù)土體側壓力計算粉噴樁的排數(shù),并滿足止水要求。c.灌注樁樁徑定為1 m,根據(jù)土壓力大小試算無支撐和一道支撐都不能滿足要求,最后用等值梁法算得兩道支撐可滿足要求;混凝土采用C30。d.根據(jù)內力計算結果,支撐點處的內力計算鋼支撐的選擇和中間立柱樁帶鋼立柱的選擇。e.其余抗滑移等驗算嚴格按照JGJ 120-99建筑基坑支護技術規(guī)程的要求進行計算。

5)計算結果：a.粉噴樁選用 3排。b.灌注樁樁徑1 m,配筋：主筋 28φ 25,螺旋箍筋φ 10@110,加強箍 φ 20@2 000;樁頂設置鋼筋混凝土冠梁(800×1 000)貫通。c.支撐體系圍檁采用2H400×400×13×21,對頂支撐鋼支撐φ 609×12(角部為斜頂);鋼支撐中心距離樁頂分別為1.5 m,5.2 m。d.支柱樁配筋：主筋20φ 20,螺旋箍筋φ 8@200,加強箍φ 18@2 500;頂標高為基底標高,基底標高以上插入φ 400×10鋼管總長10 m,深入支柱樁2 m。

3 實際采用的方案

由于土質各項參數(shù)的不確定性,粉噴樁的強度沒有利用,開挖初期觀察地下土質大多為粉質黏土和粉土,我們開挖采用分段開挖,且將鋼支撐位置降至距離樁頂3 m,且只采用一道支撐,方便施工操作。

在開挖過程中儀器跟蹤觀測支護體系本身的變形和周圍建筑物的變形情況,冠梁與其背后土體的裂縫最大值為30 mm,未對周圍建筑物造成不良影響,且沒有出現(xiàn)危險征兆。從工程總投資方面和施工安全工作方面都取得很好的效果。

4 施工注意事項

1)施工期間必須保證基坑內水位降至基底以下2 m;2)灌注樁鋼筋制作不能按照常規(guī)下料,應當按照梁的相關要求進行下料,并且下鋼筋籠時不宜過大的旋轉方向;3)粉噴樁的深度、咬合和定位等成樁效果要嚴加控制;4)基坑四周的排水設施,主要針對雨季的防洪措施要采取好,還可防范粉噴樁的漏水缺陷;5)施工過程中的測量觀測一定要堅持,連續(xù),科學的進行;6)拆除支撐的時間和順序必須結合混凝土的強度,結構本身的特點,基坑回填的質量等多方面因素來確定;7)要采取好鋼支撐體系與混凝土實體之間的止水措施。

5 值得思考的問題

1)水泥土墻(在此為深層攪拌樁)的本身強度在組合結構中如何量化。2)水泥土墻采用高壓旋噴樁還是深層攪拌樁,我個人認為它們的優(yōu)缺點在于：高壓旋噴樁水泥用量大,工期長,費用大,遇到不同土質成樁咬合效果不能預測,但可施工深度較大,強度大;相比深層攪拌樁水泥用量小,工期短,費用小,成樁效果好,但遇到硬層,可施工深度較小。3)深層攪拌樁在灌注樁背后的布置形勢不同,效果不同。呈直線布置便于機械行走,施工速度快,但計算時不能充分利用其作用,且灌注樁樁間土在挖土過程中施工難度大;呈拱形布置不便于機械行走,施工速度慢,但計算時能充分利用其作用,可適當節(jié)約水泥用量,且預留的灌注樁樁間土量已經減少,相對挖土施工難度減小。本人建議樁間增加固化樁,有利于前期挖土和后期回填質量。4)深層攪拌樁與灌注樁的施工先后順序不同,效果不同。若上層土質不好,護筒措施不理想,會造成灌注樁頂部形成蘑菇頭(擴大體積),先施工灌注樁的話,后施工的攪拌樁不能與灌注樁緊密結合,不利于力的傳遞;若先施工攪拌樁,灌注樁的施工工藝不同,可能會對攪拌樁的樁身帶來一定的影響,比如說沖擊式鉆機成孔時難免碰到攪拌樁,形成裂縫,帶來滲水隱患。5)在組合結構中怎樣考慮水泥土墻埋深的計算才算既經濟又安全,本人認為基坑底管涌驗算不可少(若基坑外側條件可具備降水者除外)。

[1]韓壽兵.鉆孔灌注樁和深層攪拌樁組合的應用[J].山西建筑,2009,35(23)：88-89.