錢(qián)慶澤

（中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650051）

1 工程實(shí)例

該工程位于市區(qū)繁華地段，周邊緊領(lǐng)道路，且路下埋設(shè)有污、雨排水管、煤氣管、電信、電纜等管線(xiàn)，環(huán)境較為復(fù)雜。建筑面積約110000m2，其中地下3層，建筑面積約40000m2，地上由5層裙房及22層綜合辦公塔樓組成，建筑高度98.8m，結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻體系。工程基坑開(kāi)挖深度約為17.00m，根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告所述，該工程基坑所處場(chǎng)區(qū)地面標(biāo)高15.95～17.00m，地貌成因類(lèi)型主要為河水侵蝕堆積一級(jí)階地，場(chǎng)區(qū)巖土層序清晰。地下水類(lèi)型為第四系孔隙潛水-弱承壓水，穩(wěn)定水位埋深0.4～1.6m，承壓含水層的穩(wěn)定水位埋深1.3～1.5m，長(zhǎng)期水文觀測(cè)資料顯示該地區(qū)年水位變幅2m左右。

2 本工程特點(diǎn)

2.1 本工程地處市區(qū)繁華地段，基坑周邊緊靠用地紅線(xiàn)，工程體量大，開(kāi)挖深度較深，周邊場(chǎng)地狹小，無(wú)放坡空間，且土石方開(kāi)挖-13m左右需進(jìn)行爆破施工。

2.2 基坑地下水位較高，且周邊地下管線(xiàn)較多，如長(zhǎng)時(shí)間降水，土中顆粒很容易被水帶走，將會(huì)使周?chē)ㄖ?、管線(xiàn)出現(xiàn)不均勻沉降，從而影響其正常使用，必須采取降水和帷幕止水措施。

2.3 施工現(xiàn)場(chǎng)非常狹窄，施工材料必須在基坑內(nèi)堆放，對(duì)土方開(kāi)挖與支護(hù)施工之間的相互配合提出了較高的要求。

3 方案選擇分析

根據(jù)基坑所處環(huán)境及實(shí)際開(kāi)挖深度，考慮到基坑處于建筑物較為密集區(qū)，臨近主要交通要道，確定該基坑支護(hù)安全等級(jí)為一級(jí)。為確保基坑穩(wěn)定和周邊已有建筑物安全為前提，選擇最優(yōu)、經(jīng)濟(jì)的支護(hù)方案，通過(guò)多次研究、比較，確定采用旋噴止水帷幕與樁錨相結(jié)合的聯(lián)合支護(hù)體系。

3.1 支護(hù)體系：采用灌注樁、預(yù)應(yīng)力錨桿作為主要支護(hù)結(jié)構(gòu)，坡腳設(shè)置鋼管樁、土釘與鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層防護(hù)作為主要支護(hù)結(jié)構(gòu)。

圖1 基坑支護(hù)示意

3.2 止排水體系：采用在灌注樁與灌注樁間增設(shè)高壓旋噴樁，使之與灌注樁共同形成止水帷幕。邊坡坡頂進(jìn)行地面硬化并設(shè)置擋水臺(tái)階防止地表水排入基坑，基坑底部沿周邊設(shè)置排水溝與集水井進(jìn)行集水明排，開(kāi)挖砂土層前進(jìn)行超前降水疏干，遇基巖裂隙水利用坑內(nèi)明排水系統(tǒng)疏排?？拥追e水井沿排水溝位置每隔50m設(shè)置一處，深1m，φ0.5m。

4 施工工藝及順序

4.1 施工工藝

4.1.1 灌 注 樁 ：φ800mm， 樁 中 心 距1200mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，樁底至相對(duì)標(biāo)高-18.0m，并進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化基巖不小于15m。

4.1.2 旋噴樁：采用三重管旋噴工藝，旋噴樁有效直徑不小于1200mm，樁底進(jìn)入基巖面以下不小于500mm，水泥摻入量600kg/m。

4.1.3 錨桿：預(yù)應(yīng)力錨桿4φs15.2水平間距2.4m，豎向間距2.5m，鉆孔直徑不小于130mm，采用二次壓力注漿，注漿壓力2.0～3.0MPa。

4.1.4 鋼管樁：留設(shè)坡腳巖體平臺(tái)后放坡開(kāi)挖，鋼管樁間距1.2m，樁底至相對(duì)標(biāo)高-19.0m，鉆孔 φ200mm，鋼管外徑 168mm，壁厚5mm，鉆孔及鋼管內(nèi)灌注水泥砂漿。

4.1.5 土釘：豎向設(shè)置土釘2道，水平間距1.2m，鉆孔直徑不小于90mm。

4.1.6 面層：鋼筋網(wǎng)采用雙層φ8mm鋼筋綁扎，網(wǎng)格間距200mm×200mm，面層厚度200mm，噴射混凝土，強(qiáng)度等級(jí)C20。

4.2 施工順序

結(jié)合工程的實(shí)際情況，先進(jìn)行長(zhǎng)螺旋灌注樁施工，在灌注樁強(qiáng)度達(dá)到50%后進(jìn)行高壓旋噴樁施工，旋噴樁將地下水上游截流且樁體強(qiáng)度達(dá)到50%后進(jìn)行基坑抽排水工作。地下水降至第一排錨桿設(shè)計(jì)位置下約1m，將灌注樁位置兩側(cè)2m范圍內(nèi)土方進(jìn)行開(kāi)挖，挖至冠梁底平，進(jìn)行長(zhǎng)螺旋灌注樁的截樁頭工作，以及GL1施工；然后進(jìn)行第一排錨桿工作區(qū)以上土方開(kāi)挖及第一層錨桿施工。第二排至第四排錨桿的施工順序同第一排錨桿；為了保證基坑的安全性，將每排錨桿施工區(qū)域沿基坑周邊分為14個(gè)區(qū)，每區(qū)共12根錨桿，進(jìn)行跳倉(cāng)法施工；當(dāng)施工至鋼管樁工作面上0.5m土方時(shí)，進(jìn)行鋼管樁施工；施工結(jié)束后，進(jìn)行土方開(kāi)挖及第五排錨桿施工，然后進(jìn)行GL2施工及第一排土釘和第二排土釘?shù)氖┕ぁ?/p>

5 施工控制的要點(diǎn)

5.1 灌注樁施工

采用長(zhǎng)螺旋鉆孔施工工藝，由于相鄰樁間距僅1200mm，在灌注樁施工時(shí)應(yīng)隔樁跳打，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制樁長(zhǎng)，進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化基巖不小于1.5m。

5.2 旋噴樁施工

采用三重管旋噴施工工藝，先用振動(dòng)打樁機(jī)將帶有活動(dòng)樁靴的套管打入土中，然后將套管拔出一段，拔出地面高度大于擬旋噴的高度，然后拆除上段套管，安放鉆機(jī)和慢速鉆進(jìn)，旋噴時(shí)需注意先送高壓水，再送水泥漿和壓縮空氣，為保證成樁質(zhì)量在樁底部旋轉(zhuǎn)噴射1min后，再進(jìn)行邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴射，噴射過(guò)程中冒漿量控制在10%～25%之間，對(duì)需要擴(kuò)大加固范圍可采取復(fù)噴措施。相鄰兩樁施工間隔時(shí)間不小于48h，間距不小于4～6m。旋噴樁頂以下2m范圍內(nèi)為回填土，該部分土層疏松，當(dāng)旋噴機(jī)提升到此工作面時(shí)，減小提升速度和噴射壓力，以保證其樁頂?shù)姆禎{質(zhì)量。局部注漿質(zhì)量不好的，采用摻加15%～20%的水泥漿冒漿充填、二次注漿、漿液中摻入速凝劑等方法補(bǔ)強(qiáng)，噴射注漿直至孔口漿液不再下沉為止，為防止?jié){液收縮，24h后用水泥漿在原孔位冒漿回灌。

5.3 錨桿施工

在鉆孔灌注樁與旋噴樁及冠梁全部施工完成，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%以后，進(jìn)行分層開(kāi)挖，禁止超深；基坑周邊分段開(kāi)挖，長(zhǎng)度不大于30m；安放鉆機(jī)鉆孔，直徑不小于130mm，鉆孔完畢后，用清水或高壓風(fēng)管把孔底沉渣沖洗干凈，再將相應(yīng)預(yù)應(yīng)力錨桿桿體連同兩根注漿管投入孔底，在錨桿桿體上每隔1m設(shè)置定位支架，然后開(kāi)始注漿。第一次通過(guò)注漿管注漿，排出孔內(nèi)泥漿，注滿(mǎn)后封孔，待水泥漿初凝時(shí)，再進(jìn)行二次高壓注漿。桿體水泥漿凝固7d后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。錨桿張拉前至少先施加一級(jí)荷載（即1/10的錨拉力），使各部緊固伏貼和桿體完全平直，保證張拉數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。并進(jìn)行預(yù)張拉和超張拉，按105%～110%進(jìn)行超張拉，持續(xù)15min左右，然后卸荷至鎖定荷載。

5.4 鋼管樁施工

在最后一排錨桿施工完畢并施加預(yù)應(yīng)力驗(yàn)收合格后，再進(jìn)行下一步土層開(kāi)挖，并且在開(kāi)挖至設(shè)計(jì)鋼管樁頂標(biāo)高以上0.50m后，即進(jìn)行下部鋼管樁施工。結(jié)合本工程地層條件，上部礫砂層采用水循環(huán)鉆進(jìn)，下部強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化巖層采用潛孔錘進(jìn)行施工，樁孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后，利用空壓機(jī)的高壓氣體將沉渣和孔內(nèi)積水吹出，直至孔內(nèi)沉渣厚度小于100mm。鋼管?chē)?yán)禁強(qiáng)行插入孔內(nèi)，若因沉渣等因素放不下去，必須進(jìn)行二次清孔，鋼管安放完畢后，用墊塊支撐，使鋼管居中，即可灌注水泥砂漿，漿液從壓漿泵出來(lái)后，通過(guò)高壓軟管從鋼管底部注入管內(nèi)，待鋼管內(nèi)及鋼管與孔壁間全部充填水泥漿，停止注漿。封閉鋼管與孔壁的環(huán)狀間隙后，進(jìn)行二次注漿。

5.5 土釘及面層施工

基坑機(jī)械開(kāi)挖并且開(kāi)挖面人工修理平整后，開(kāi)始施工土釘，土釘采用清水鉆進(jìn)或潛孔錘成孔工藝施工。在土釘施工完畢后，面層中配置φ8@200mm×200mm的鋼筋網(wǎng)，坡面上每9m2設(shè)置一處或根據(jù)具體滲水情況設(shè)置泄水孔，最后噴射C20細(xì)石混凝土。

5.6 基坑排水系統(tǒng)施工

圖2 基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖

基坑開(kāi)挖前在坡頂設(shè)置300mm×300mm連通磚砌排水溝，并將排水溝內(nèi)水經(jīng)沉淀、過(guò)濾排至城市排水系統(tǒng)，防止地表水排入基坑，基坑開(kāi)挖后在坡底設(shè)置寬400mm×深300mm排水溝，并再設(shè)置部分集水井，根據(jù)需要在坑底設(shè)置盲溝把排水溝內(nèi)水引入集水井中。

6 工程基坑監(jiān)測(cè)

由于本工程基坑開(kāi)挖深度較深、周邊環(huán)境復(fù)雜，為了確?；影踩?，由第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行獨(dú)立監(jiān)測(cè)。分別就坡頂?shù)乇硭轿灰萍俺两?、深層水平位移、地下水位、建筑物沉降等進(jìn)行了監(jiān)測(cè)?；颖O(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置如圖2所示。

6.1 坡頂?shù)乇硭轿灰萍俺两当O(jiān)測(cè)

在基坑坡頂冠梁沿平行于開(kāi)挖邊界方向設(shè)置位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)采取鋼筋埋設(shè)，設(shè)置控制基準(zhǔn)點(diǎn)，采用全站儀坐標(biāo)測(cè)量法進(jìn)行地表水平位移觀測(cè)。采用水準(zhǔn)儀對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行沉降位移監(jiān)測(cè)，沿基坑周邊共設(shè)置了11個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。要求地表位移觀測(cè)精度均不低于1mm。當(dāng)最大位移超過(guò)基坑開(kāi)挖深度的3‰，或位移速率連續(xù)3d大于3mm/d，應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警。

6.2 地下水位監(jiān)測(cè)

在基坑止水帷幕外側(cè)3～5m設(shè)置地下水位觀測(cè)孔，共設(shè)置了3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)SW1～SW3，采用鉆孔下管埋設(shè)，鉆孔深度應(yīng)進(jìn)入基巖，設(shè)置φ50mm硬性聚氯乙烯塑料管，管外孔隙用粗砂填實(shí)。測(cè)試采用水位計(jì)觀測(cè)，觀測(cè)精度不低于10mm。

6.3 深層水平位移監(jiān)測(cè)

沿基坑周邊共設(shè)置了11個(gè)深層水平位移監(jiān)測(cè)孔，編號(hào)CX1～CX11，鉆孔下管埋設(shè)，鉆孔深度應(yīng)進(jìn)入基底不小于2m，設(shè)置φ70mmPVC高精度測(cè)斜管，管外孔隙用粗砂填實(shí)。測(cè)試采用側(cè)斜儀進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)及計(jì)算精度不低于1mm。

6.4 建筑物沉降監(jiān)測(cè)

在古鎮(zhèn)路、書(shū)院路臨近建筑物角點(diǎn)設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，在周邊每棟建筑物上設(shè)置2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)設(shè)置安裝滿(mǎn)足精密測(cè)試要求。場(chǎng)區(qū)外圍設(shè)置水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)精度不低于0.1mm。

7 結(jié)論

地下室結(jié)構(gòu)結(jié)束后，第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料顯示，基坑邊坡的累計(jì)最大水平位移僅為2mm，周?chē)ㄖ锍两盗績(jī)H為0.05mm，深層土體的水平位移及地下水水位基本未發(fā)生變化，破頂未出現(xiàn)裂縫，基坑坑底也未出現(xiàn)隆起等現(xiàn)象，表明整個(gè)基坑在開(kāi)挖和施工過(guò)程中是穩(wěn)定的，說(shuō)明旋噴樁止水帷幕與樁錨聯(lián)合支護(hù)方案經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、便于施工，可在復(fù)雜的透水土層地質(zhì)條件下推廣應(yīng)用。

[1]JGJ120-99，建筑基坑技術(shù)規(guī)程[S].

[2]DB33/T1008-2000，建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程[s].

[3]陳忠漢.深基坑工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.

[4]趙志縉.簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].

[5]劉建航，候?qū)W淵.基坑工程手冊(cè)[M].

[6]沈保漢.樁基與深基坑支護(hù)技術(shù)進(jìn)展[M].