羅來(lái)輝,吳熙春

(深圳市深水水務(wù)咨詢有限公司,廣東 深圳 518003)

1 問(wèn)題的提出

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,深圳市在水環(huán)境治理方面的投入也逐年增大,深圳市GL河干流污染治理工程在河道水質(zhì)凈化工程中,采用截污箱涵輸送污水至調(diào)蓄池再待機(jī)處理的措施。為滿足調(diào)蓄池大容積和少占地的要求,對(duì)調(diào)蓄池基坑支護(hù)方案和結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題進(jìn)行探討和研究是很有必要的,本文介紹了排樁式錨索擋墻在深圳市GL河干流污染治理工程調(diào)蓄池深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

2 工程概況

深圳市GL河干流污染治理工程中GL調(diào)蓄池位于河右岸、GL污水處理廠二期工程北側(cè),占地面積32 151.78 m2,有效容積為22.0萬(wàn)m3,基坑周長(zhǎng)達(dá)740 m,調(diào)蓄池基坑最大深度21.7 m,支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí),采用鉆(沖)孔樁+預(yù)應(yīng)力錨索的支護(hù)方式?；悠矫娌贾靡?jiàn)圖1。

圖1 基坑平面布置圖

2.1 場(chǎng)地巖土工程水文地質(zhì)條件

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告,擬建場(chǎng)地的巖性自上而下分別為:

(1)人工填土層:厚度大多數(shù)在1～2 m,以含礫粉質(zhì)黏土回填為主,夾礫砂,堆積年限約1～5 a,松散,局部夾較多建筑、生活垃圾。

(2)沖洪積層:場(chǎng)地內(nèi)均有分布,位于人工填土層下部,厚度2.5～7.8 m,分粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂及礫砂層。

(3)殘坡積土:場(chǎng)地多分布,厚度0.9～7.1 m,為粉砂巖、砂巖風(fēng)化后殘積坡積而成的含礫粉質(zhì)黏土,呈可～硬塑狀。

(4)侏羅紀(jì)系塘廈組砂巖:場(chǎng)地均有分布,巖性以泥質(zhì)粉砂巖為主,局部有薄層狀砂巖、石英砂巖夾層,分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化和微風(fēng)化層。

地下水以基巖裂隙水為主,主要接受大氣降水和地表水的補(bǔ)給,在調(diào)蓄池占地范圍內(nèi),平均埋深7.4 m。場(chǎng)地粉質(zhì)黏土、殘坡積土和全風(fēng)化土均為弱透水性,礫砂層為中等透水性,強(qiáng)風(fēng)化多為弱透水。地下水pH值6.14～6.15,對(duì)混凝土和混凝土中鋼筋均無(wú)腐蝕作用。

2.2 周邊環(huán)境條件

因調(diào)蓄池位于GL河邊的一山包上,在其東北面有2棟宿舍,且距離較遠(yuǎn),周邊無(wú)其他建筑物,對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的干擾因素比較少。

3 基坑支護(hù)方案

3.1 基坑支護(hù)選型[1-2]

根據(jù)JGJ 120—99《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[3],支護(hù)結(jié)構(gòu)常用型式及適用條件見(jiàn)表1。

表1 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型表

續(xù)表1

支護(hù)結(jié)構(gòu)一般根據(jù)基坑周邊環(huán)境、開(kāi)挖深度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、施工作業(yè)設(shè)備和施工季節(jié)等條件,按表1選用。因本項(xiàng)目基坑深度達(dá)21.7 m,若基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)對(duì)地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重,故基坑側(cè)壁安全等級(jí)定為一級(jí);又因本工程位于GL河邊,并存在局部強(qiáng)透水層,對(duì)照表1,選用排樁式錨索擋墻加截水帷幕方式作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)型式是合適的。

排樁采用鋼筋混凝土鉆 (沖)孔灌注樁,樁徑D為1 200mm,樁間距1.8m,樁底至基坑底面以下2 m;考慮到支護(hù)結(jié)構(gòu)受力較大,在排樁沿高程方向設(shè)置5道預(yù)應(yīng)力錨索與排樁共同工作。錨索傾角為20°,上下排垂直間距取3.5 m,水平間距取1.8 m,樁底深入中風(fēng)化層。截水帷幕采用高壓灌漿,灌漿孔在排樁之間布置,灌漿底高程進(jìn)入基坑底以下2 m。基坑典型支護(hù)剖面見(jiàn)圖2。

圖2 基坑典型支護(hù)剖面圖

3.2 基坑止水、排水及樁間土保護(hù)

基坑場(chǎng)地下面局部有強(qiáng)透水的強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖及礫砂層,地下水的處理采用高壓灌漿形成止水帷幕,灌漿孔在排樁之間布置,間距1.8 m,灌漿底高程進(jìn)入基坑底以下2 m,以保證止水效果。

基坑底排水采用每隔20 m設(shè)集水井,再在集水井中抽排水;同時(shí)在基坑護(hù)坡頂設(shè)截水溝,直接將地面水截流進(jìn)GL河。

基坑臨空面樁間土采用掛網(wǎng)φ 6.5@200 mm×200 mm外加噴混凝土進(jìn)行保護(hù)。

3.3 基坑計(jì)算分析

基坑計(jì)算分析內(nèi)容包括:側(cè)向巖土壓力計(jì)算、排樁結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算、排樁嵌入深度計(jì)算、錨索和錨固體計(jì)算、側(cè)壁位移計(jì)算分析、側(cè)壁整體穩(wěn)定性分析計(jì)算等。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行簡(jiǎn)化,并采用理正計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算,模擬開(kāi)挖過(guò)程、基坑支護(hù)等,整體穩(wěn)定驗(yàn)算、抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算等安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

計(jì)算排樁最大彎矩1 163.86 kN·m,最大剪力560.73 kN,最大支座反力545.48 kN,排樁的結(jié)構(gòu)配筋均滿足上述內(nèi)力要求。

地表沉降量很小,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 基坑外側(cè)地表沉降圖

3.4 基坑監(jiān)測(cè)[4]

根據(jù)JGJ 120—99《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定,結(jié)合本工程實(shí)際情況,基坑監(jiān)測(cè)主要包括:排樁樁頂水平位移、周圍建筑物和地面道路的變形、地下水位變化、排樁縱向鋼筋和冠梁鋼筋的應(yīng)力、錨索拉力等。

為保證基坑開(kāi)挖安全及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開(kāi)挖對(duì)周邊影響,根據(jù)GB50330—2002《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定,結(jié)合本工程的實(shí)際情況,在基坑周邊設(shè)置了37個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)、21個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn),選擇了22根樁排進(jìn)行測(cè)斜監(jiān)測(cè)、15根排樁進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè),選擇了27根錨索進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè),并在基坑外設(shè)置了12個(gè)水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

對(duì)監(jiān)測(cè)頻率也進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定:基坑開(kāi)挖深度小于等于5 m,1次/2d;開(kāi)挖深度5～10 m,1次/d;開(kāi)挖深度大于10 m,2次/d;直到基坑回填完成。

對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、周邊地面沉降變形、支撐軸力、樁身應(yīng)力、錨索應(yīng)力及建筑物傾斜等方面設(shè)立了允許值和預(yù)警值。

參照SJG 05—96《深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》[5]的規(guī)定,排樁的水平位移允許值為0.002 5 H(H為基坑深度);周邊地面沉降變形允許值為0.002 5 H,預(yù)警值取允許值的80%;連續(xù)2 d變形速率超過(guò)4 mm/d,按預(yù)警處理。支撐軸力預(yù)警值取設(shè)計(jì)值的80%;建筑物傾斜允許值i＜0.002;樁身應(yīng)力及錨索應(yīng)力預(yù)警值取設(shè)計(jì)值的65%。

基坑在實(shí)施過(guò)程中要求采用獨(dú)立的第三方進(jìn)行監(jiān)測(cè),規(guī)范監(jiān)測(cè)頻率,嚴(yán)格分析監(jiān)測(cè)成果,對(duì)掌握基坑動(dòng)態(tài)發(fā)展起到很好的數(shù)據(jù)支撐。

目前該基坑實(shí)施已接近尾聲,各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均未超過(guò)允許值,整個(gè)施工過(guò)程在良好的控制之中,表明該支護(hù)方案是比較合理可行的。

4 結(jié) 語(yǔ)

基坑支護(hù)方案選擇需綜合考慮工程情況,重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面:

(1)工程水文地質(zhì)情況,這是決定支護(hù)方式、止水等設(shè)計(jì)的重要因素。

(2)在開(kāi)挖過(guò)程中需控制開(kāi)挖層厚,并嚴(yán)格按照先支護(hù)后開(kāi)挖的原則施工。

(3)基坑開(kāi)挖時(shí),基坑周邊不可堆放土料等過(guò)大荷載,以免基坑失穩(wěn)。

(4)在開(kāi)挖過(guò)程中嚴(yán)格實(shí)行監(jiān)測(cè)通報(bào)制度,發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)通報(bào)相關(guān)單位。

(5)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)需及時(shí)對(duì)照分析,找出可能存在的安全隱患。

[1]姜晨光.基坑工程理論與實(shí)踐 [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2009.

[2]趙志縉,應(yīng)惠清.簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000.

[3]建設(shè)部.GJG 120—99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 [S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版,1999.

[4]深圳市建設(shè)局.SJG 05—96深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].深圳:深圳市建設(shè)局,1996.

[5]李進(jìn)軍,王衛(wèi)東,邸國(guó)恩,等.基坑工程對(duì)鄰近建筑物附加變形影響分析 [J].巖土力學(xué),2007,28(s):623-629.