李國(guó)鵬

新建甬臺(tái)溫鐵路某火車(chē)站站房地處東南沿海,施工前場(chǎng)地原為河流,河道回填后作為工程地點(diǎn)。本工程總建筑面積13.3萬(wàn)m2,整體地下室兩層,占地面積27200m2,基坑平面形狀近似長(zhǎng)方形,幾何尺寸為274 m×101 m?；拥组_(kāi)挖面相對(duì)標(biāo)高-14.05 m,開(kāi)挖深度為8.95 m。

場(chǎng)地基坑的土層情況:第①層素填土,均一性差,欠固結(jié),層厚約1.0m;第②層粘土,軟塑,中～高壓縮性,底部與淤泥呈過(guò)渡關(guān)系,以淤泥質(zhì)粘土產(chǎn)出層厚約1.20m;第③層淤泥,土質(zhì)多為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,流塑,高壓縮性,高靈敏度,標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試時(shí)自重下沉30cm。層底埋深2.20m～16.30m,層厚13.80m左右。

地下水情況:本工程基坑開(kāi)挖支護(hù)影響的水主要是淺部地下水,主要為空隙潛水,賦水介質(zhì)為素填土、粘土及淤積軟土;淤積軟土、粘性土具微弱透水性,地下水徑流條件差、水量小。穩(wěn)定地下水位埋深0.05 m～1.22 m,地下水年水位變化幅度約1.50m。

1 施工難度

1)本基坑占地面積極大,該基坑土方挖運(yùn)總量約270000m3,土方量巨大,而工期極緊。

2)基坑周?chē)h(huán)境復(fù)雜:與基坑緊鄰的臨時(shí)軌道線已投入運(yùn)行,路基面與基坑底的高差大,為13.850m,且臨時(shí)火車(chē)運(yùn)輸車(chē)的通行,造成基坑西側(cè)土坡荷載的增大,大大影響土坡的穩(wěn)定性、安全性。西側(cè)正在施工的三個(gè)通道與基坑的連接,造成基坑施工的施工組織難及周邊土體的失控效應(yīng)。

3)本工程基坑屬特大型深基坑,總占地面積27200m2,基坑空間效應(yīng)大,開(kāi)挖深度深,開(kāi)挖的影響范圍遠(yuǎn),基坑底的土層土質(zhì)差,基本上為飽和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,對(duì)基坑的穩(wěn)定及變形控制不利。

2 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案及排水方案

綜合分析場(chǎng)地地理位置、土質(zhì)條件、基坑開(kāi)挖深度及周?chē)h(huán)境等多種因素,確定采用鉆孔灌注樁結(jié)合一道鋼筋混凝土內(nèi)支撐作為本工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu);對(duì)坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體、局部深坑及局部坑內(nèi)土體采用水泥攪拌樁加固和旋噴樁加固。采用一排連續(xù)搭接的雙軸水泥攪拌樁作為基坑的防滲止水帷幕,坑內(nèi)高差較淺處可放坡開(kāi)挖。

1)常規(guī)區(qū)域,卸土范圍要大于15 m,卸土1.3 m后基坑開(kāi)挖深度7.35 m和7.55 m,設(shè)計(jì)采用φ 900@1100鉆孔灌注樁擋土,樁底標(biāo)高-34.300m;外側(cè)采用單排φ 700@950雙軸水泥攪拌樁止水,樁底標(biāo)高-21.200m,水泥摻量 13%。

2)局部區(qū)域,卸土1.3 m后基坑開(kāi)挖深度 9.05 m,設(shè)計(jì)采用φ 1000@1200鉆孔灌注樁擋土,樁底標(biāo)高-38.300m;外側(cè)采用單排φ 700@950雙軸水泥攪拌樁止水,樁底標(biāo)高-21.300m,水泥摻量13%。

3)站臺(tái)區(qū)域,常規(guī)區(qū)域基坑開(kāi)挖深度14.01 m,集水井區(qū)域基坑開(kāi)挖深度15.71 m,淺部5.16m挖深區(qū)域?yàn)樗槭罘?挖除圍護(hù)結(jié)構(gòu)區(qū)域填方后,采用1∶1.5坡度放坡,坡面采用100mm厚混凝土護(hù)坡,深部的9.10m挖深采用φ 1100@1300鉆孔灌注樁擋土,樁底標(biāo)高-40.400m。外側(cè)采用單排φ 800@500旋噴樁止水,樁底標(biāo)高-21.200m。

4)支撐設(shè)計(jì)為在坑內(nèi)設(shè)置一道鋼筋混凝土水平支撐,支撐以短邊對(duì)撐為主結(jié)合角撐的形式。鋼筋混凝土支撐中心標(biāo)高為-6.900,主撐截面為 1200×800,連桿尺寸800×800。圍檁為鋼筋混凝土圍檁,截面為1300×800。混凝土圍檁和支撐混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。

5)支撐立柱采用型鋼格構(gòu)柱4∠140×12,截面為460×460,垂直度控制要求為1/300。其下設(shè)置立柱樁,立柱樁為φ 800鉆孔灌注樁,鋼格構(gòu)柱在穿越底板的范圍內(nèi)需設(shè)置止水片。

6)基坑西側(cè)靠站臺(tái)部位被動(dòng)土采用旋噴樁加固,其余被動(dòng)土采用攪拌樁加固?？又锌蛹庸滩捎盟鄶嚢铇都庸獭?/p>

7)在挖土后需在坑內(nèi)設(shè)明溝或盲溝集水井明排水,明溝及盲溝應(yīng)避免沿基坑底邊布置,利用加深部分作為集水井。

3 基坑施工技術(shù)

3.1 總體施工順序

因工期極緊,整個(gè)基坑未在工程樁基施工完畢,提前穿插基坑土方開(kāi)挖施工,施工段以按土方進(jìn)行大面開(kāi)挖、分段施工利用豎向后澆分為3個(gè)區(qū)段。分別為1區(qū)段、2區(qū)段、3區(qū)段。1區(qū)段由1區(qū)(1-1,1-2)支撐段、2區(qū)支撐段組成,2區(qū)段由3區(qū)段支撐組成,3區(qū)段由4區(qū)支撐段、(5-1,5-2)支撐段組成。

挖土按施工段編號(hào)由1區(qū)～3區(qū)段順序進(jìn)行施工。1區(qū)段的施工為(1-1,1-2)支撐段、2區(qū)支撐施工完畢,壓頂梁、圍檁支撐的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí),在分區(qū)形成支撐體系受力平衡的條件下,開(kāi)始分段分批開(kāi)挖。2區(qū)段、3區(qū)段的施工根據(jù)前面安排依次進(jìn)行。

各個(gè)挖土施工區(qū)段挖土施工完畢,以后澆帶為界組織地下室底板各工序流水施工,底板施工按豎向、橫向后澆帶分區(qū):1區(qū)分為A1區(qū),B1區(qū),2區(qū)分為A2區(qū),B2區(qū),3區(qū)分為A3區(qū),B3區(qū)。

3.2 圍護(hù)樁施工

1)鉆孔灌注樁施工工藝。根據(jù)本工程地質(zhì)特點(diǎn),采用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔,二次清孔;成樁采用水下導(dǎo)管法灌注混凝土。其工藝流程為:測(cè)定樁位→埋設(shè)鋼護(hù)筒(包括挖泥漿溝槽)→復(fù)測(cè)樁位→安裝鉆機(jī)就位(包括接通電源)→鉆進(jìn)成孔(包括供給護(hù)壁泥漿)→沖孔(第一次清孔)→吊接鋼筋籠→下放導(dǎo)管→清孔(第二次清孔)→水下導(dǎo)管法灌注混凝土→清洗機(jī)具→移至新樁位。

2)旋噴樁施工流程:鉆機(jī)就位→調(diào)整鉆架角度→鉆導(dǎo)孔→下漿管→試噴→高壓噴射注漿(泥漿的沉淀處理及外運(yùn)、配送漿液)→噴射結(jié)束→沖洗就位→充填灌漿。

3)雙軸水泥攪拌樁施工工藝流程:測(cè)定放線→開(kāi)挖導(dǎo)溝→攪拌機(jī)定位(漿液配制)→施工水泥樁體→殘土處理→樁機(jī)移位。

3.3 支撐、壓頂梁和圍檁施工

支撐施工時(shí)必須保證中心線的同一標(biāo)高面和平面上的線性,加強(qiáng)觀測(cè),保證支撐完成后成為同一平面上的線性桿件,有著良好的軸向受壓性能。圍護(hù)樁壓頂梁、圍檁、支撐施工時(shí),考慮氣候狀況決定是否摻加早強(qiáng)劑,保證混凝土7 d強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到80%,以便減少養(yǎng)護(hù)時(shí)間,提前進(jìn)入下道工序施工。圍護(hù)樁壓頂梁、圍檁、支撐混凝土強(qiáng)度為C30,箍筋采用一級(jí)圓鋼,梁筋采用二級(jí)螺紋鋼。

3.4 基坑排水措施

圍護(hù)鉆孔灌注樁外側(cè)常規(guī)區(qū)域(即非靠西側(cè)站臺(tái)區(qū)域)有14.7 m左右深φ 700@950雙軸水泥攪拌樁止水帷幕和站臺(tái)區(qū)域有16m左右深的φ 800@500旋噴樁止水帷幕后,可視為一個(gè)不透水層,在土方開(kāi)挖前后在坡頂和鋼筋混凝土圍檁外側(cè)各設(shè)一道300×400排水溝(其中每隔40m設(shè)500×500×500集水坑一個(gè)),以防坑外地表水倒流進(jìn)基坑。在-5.200標(biāo)高處壓頂梁外側(cè)與護(hù)坡腳之間設(shè)置100厚C25素混凝土墊層,在該混凝土墊層上設(shè)置一道300×300排水溝(其中每隔40m設(shè) 500×500×500集水坑一個(gè))。在坑內(nèi)宜利用加深部分作為集水井,并設(shè)置明溝排水,集中排入河道。

4 基坑實(shí)施效果及體會(huì)

甬臺(tái)溫某火車(chē)站基坑工程自開(kāi)工至地下結(jié)構(gòu)完成及回填后,運(yùn)用了多種手段的、連續(xù)的變形觀測(cè),監(jiān)測(cè)結(jié)果如下:周邊地面累計(jì)沉降25mm,立柱和壓頂梁沉降16mm,壓頂梁表面累計(jì)位移17mm,基坑周邊樁及土體深層累計(jì)水平位移28mm時(shí),基坑外地下水位監(jiān)測(cè)累計(jì)異常變化為960mm。

通過(guò)最終的監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出:沉降觀測(cè)和水平位移均小于設(shè)計(jì)值和規(guī)范值,說(shuō)明基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是可靠的和合理的,達(dá)到了基坑支護(hù)的目的。

[1]郭曄華,樓迪光,徐菊芳.某廣場(chǎng)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工[J].山西建筑,2008,34(10):123-124.