岳愛(ài)梅

(中勘冶金勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，河北保定071069)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，高層建筑在城市中如雨后春筍般的出現(xiàn)，與高層建筑配套的地下車(chē)庫(kù)、地下超市等也相繼出現(xiàn)，地下空間的開(kāi)發(fā)，從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都是行之有效的。

但是，深基坑的開(kāi)發(fā)中，個(gè)別施工單位由于安全意識(shí)不強(qiáng)，有的施工單位只象征性的支護(hù)一下，有的連支護(hù)也沒(méi)有，高層建筑施工時(shí)，很多都在居民區(qū)，施工時(shí)有大量的建筑材料需要通過(guò)汽車(chē)從基坑周邊運(yùn)進(jìn)施工場(chǎng)地，如果在加上基坑本身的地質(zhì)條件不好和下雨等不利條件，基坑下部的管涌、流砂和基坑周邊的失穩(wěn)，就很容易發(fā)生，這樣的施工不僅對(duì)周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅，也直接影響到基坑內(nèi)施工的人員安全，這些年這方面的事故也不是個(gè)例。

作為高層建筑的凱樂(lè)國(guó)際花園，基坑施工的地質(zhì)條件并不太好，必須進(jìn)行基坑支護(hù)。

1 工程概況

擬建凱樂(lè)國(guó)際城一期有5棟32層高層，另有1～2層會(huì)所、商鋪和幼兒園，設(shè)1層地下室，基礎(chǔ)型式擬采用人工挖孔灌注樁，設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高值為36.30 m(其中1、2號(hào)棟為35.30 m)，現(xiàn)地面標(biāo)高為35.20～35.29 m，基坑底標(biāo)高為30.20m，實(shí)際基坑深度約為5.00 m，基坑北側(cè)長(zhǎng)195 m，南側(cè)長(zhǎng)200 m，東、西兩側(cè)長(zhǎng)分別為91、96 m。

2 場(chǎng)地巖土工程條件

場(chǎng)地地層巖性從上至下情況如下:

1)雜填土(Qml):雜填土，褐黃、褐灰色，上部0.30～0.50 m為混凝土板。主要由黏性土組成，含生活及建筑垃圾，硬雜質(zhì)含量15% ～25%，結(jié)構(gòu)稍密，局部松散，堆填年限≥20 a。層厚2.60～7.00 m。

2)粉質(zhì)黏土(Qal):褐灰色、褐黃色，夾灰白條紋，呈稍濕～濕，可塑～硬塑狀態(tài)。搖震無(wú)反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等，層厚1.00～11.10 m。

3)粉細(xì)砂(Qal):褐黃、褐灰色，石英質(zhì)，不均勻含黏性土15% ～45%，濕，，松散狀態(tài)，層厚1.40～5.30 m。

4)中～粗砂:褐灰色、黃色，石英質(zhì)成分，不均勻混10%～45%的黏性土及少量圓礫，飽和，稍密狀態(tài)。層厚2.00～6.80 m。

5)含有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)黏土:灰、褐灰色，略具腥臭味，含少量云母碎屑，很濕，可塑～軟塑狀態(tài)，其干強(qiáng)度中等、韌性中等，切面較光滑，搖震無(wú)反應(yīng)，層厚1.00～4.70 m。

6)圓礫:褐黃色，石英質(zhì)成分，含少量黏性土，粒徑0.5～2 cm，含卵石15% ～25%，飽和，稍密～中密狀態(tài)，層厚0.90～6.80 m。

7)第四系殘積(Qel)粉質(zhì)黏土:褐紅色、紫紅、褐灰、灰色，由第三系泥質(zhì)粉砂巖、礫巖原地風(fēng)化殘積而成，原巖結(jié)構(gòu)較清晰，不均勻夾強(qiáng)風(fēng)化巖碎塊，可見(jiàn)原巖節(jié)理面處黑色的鐵錳質(zhì)浸染，搖震無(wú)反應(yīng)，切面較光滑，干強(qiáng)度及韌性中等，稍濕～濕，可塑～硬塑狀態(tài)。層厚1.00～2.20 m。

8)以下為強(qiáng)風(fēng)化(γ3)泥質(zhì)粉砂巖和中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化礫巖和中風(fēng)化礫巖及強(qiáng)風(fēng)化板巖和中風(fēng)化板巖:為場(chǎng)地內(nèi)基巖，層厚＞10 m。

場(chǎng)地內(nèi)賦存有2層地下水。賦存于人工填土及第四系黏性土中的地下水屬上層滯水類(lèi)型。上層滯水水量較小，受大氣降水與地表排水補(bǔ)給，水位不連續(xù)，于場(chǎng)地?zé)o統(tǒng)一水位，水位、水量變化受季節(jié)性影響較大。賦存在第四系中的粉細(xì)砂、中～粗砂及圓礫層中的地下水屬潛水類(lèi)型，受層內(nèi)徑流及層間越流補(bǔ)給，并與湘江有一定的水力聯(lián)系，水量大，汛期時(shí)，湘江河水補(bǔ)給場(chǎng)地地下水，枯水季節(jié)時(shí)，場(chǎng)地地下水向湘江排泄，為孔隙承壓水，主要靠側(cè)向徑流和排泄，水位、水量較為豐富，受季節(jié)性影響較小，其穩(wěn)定水位標(biāo)高介于26.54～28.61 m。其中粉細(xì)砂、中粗砂及圓礫均為強(qiáng)透水性地層。

3 基坑帷幕設(shè)計(jì)

3.1 止水帷幕的必要性

基坑下挖5.0 m左右進(jìn)入粉質(zhì)黏土層，將要進(jìn)入粉細(xì)砂或中粗砂層，存在由于承壓水的上覆土層厚度不足抵抗承水壓力而直接導(dǎo)致的管涌、流砂問(wèn)題，若不進(jìn)行止水設(shè)計(jì)將對(duì)基坑支護(hù)，甚至對(duì)基坑周邊的地面建(構(gòu))筑物、城市道路產(chǎn)生嚴(yán)重影響并造成重大損失，因此在基坑和基礎(chǔ)人工挖孔樁開(kāi)挖前，必須對(duì)基坑進(jìn)行止水設(shè)計(jì)和施工。

3.2 基坑止水帷幕設(shè)計(jì)

1)采用三重管高壓擺噴灌漿方法進(jìn)行基坑帷幕止水、單排，帷幕軸線(xiàn)距建筑物基礎(chǔ)邊線(xiàn)6.0 m定位，在紅線(xiàn)范圍內(nèi)改彎取直，布孔孔距1.5 m，各段帷幕軸線(xiàn)位置詳見(jiàn)平面圖。帷幕防滲施工地層為基坑壁四周的粉細(xì)砂、中粗砂及圓礫層，使其形成四周封閉止水墻。

布孔孔距1.5 m，拐角點(diǎn)處適當(dāng)加密(拐角點(diǎn)處鉆孔間距為0.7 m)，施工分兩序進(jìn)行，連續(xù)噴射作業(yè)。

2)擺噴墻深度:擺噴板墻頂部深入粉質(zhì)黏土②層0.5 m，底部深入粉質(zhì)黏土⑦層0.5 m。

3)灌漿材料為 PO32.5 水泥，漿液水灰比0.8∶1 ～1∶1。

4)施工主要技術(shù)參數(shù)

高壓水壓強(qiáng):30～35 MPa，排量:70～75 L/min;空氣壓力:0.5～0.7 MPa，排量:1.4～2.0 m3/min;水泥漿液壓強(qiáng):0.5 ～0.6MPa。

排量:70～85 L/min比重:1.51～1.60;灌漿旋轉(zhuǎn)速度:9～11r.p.m，提升速度:8 ～10 cm/min，擺噴夾角:20 ～25°，起擺角:8～12°。

5)誤差要求:漿液比重＜0.02，鉆孔偏差＜10 cm，鉆孔垂直度＜1.5%。

6)高壓擺噴形成的防滲板墻的滲透系數(shù)要求達(dá)到1.0×10-5cm/s級(jí)。

7)高壓擺噴灌漿施工嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)程規(guī)范要求進(jìn)行。

8)對(duì)基坑止水帷幕采用三角圍堰注水試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量≥3處。

4 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

4.1 基坑支護(hù)方案選擇

基坑支護(hù)的方案很多，如放坡、護(hù)壁樁、土釘支護(hù)等，各種方案都有其優(yōu)點(diǎn)與局限性。因此，選擇合理的方案是保證基坑支護(hù)工程質(zhì)量的關(guān)鍵，本次基坑支護(hù)設(shè)計(jì)在深入掌握和研究了周邊環(huán)境條件和地質(zhì)勘察資料，與以往類(lèi)似基坑支護(hù)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)論證與優(yōu)化，采用放坡方案。

4.2 設(shè)計(jì)參數(shù)選取

根據(jù)基坑高度及周邊環(huán)境條件，基坑安全等級(jí)為二級(jí)，重要性系數(shù)γ0=1.0。地面荷載取10 KN/m2，綜合荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2γ0。

表1 各巖(土)層主要力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

4.3 支護(hù)設(shè)計(jì)

根據(jù)基坑工程現(xiàn)狀，本基坑采用放坡結(jié)合坡面掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)面，局部地段(基坑北側(cè)西段)采取坡腳花管注漿加固。

5 施工技術(shù)要求

5.1 開(kāi)挖

1)先施工高壓擺噴注漿帷幕，才能進(jìn)行土方開(kāi)挖，土方開(kāi)挖應(yīng)根據(jù)建設(shè)方提供的紅線(xiàn)坐標(biāo)點(diǎn)，按建筑設(shè)計(jì)單位提供的建筑總平面圖，施測(cè)放樣，查清地下管線(xiàn)等埋藏物，經(jīng)建設(shè)方和監(jiān)理方驗(yàn)收認(rèn)可后開(kāi)始施工。

2)基坑開(kāi)挖和坡面掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)面施工應(yīng)按設(shè)計(jì)要求自上而下進(jìn)行，嚴(yán)禁無(wú)序大開(kāi)挖作業(yè)。

3)在機(jī)械開(kāi)挖后，應(yīng)輔以人工修整坡面，修整后的邊坡必須平整并達(dá)到設(shè)計(jì)坡度要求。修坡后，立即噴射混凝土底層，厚度≥15mm，對(duì)坡面進(jìn)行適時(shí)保護(hù)。

4)基坑邊壁開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)按設(shè)計(jì)要求實(shí)施支護(hù)結(jié)構(gòu)，盡量縮短邊壁土體的裸露時(shí)間。并制定有在暴雨和因其他特殊情況不能及時(shí)實(shí)施支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)急方案和措施。

5)各工序施工均嚴(yán)格按現(xiàn)行有關(guān)規(guī)程規(guī)范要求進(jìn)行。

5.2 注漿花管施工(A1A2段)

1)注漿花管傾角55度，排距1.0 m，水平距離1.0 m。注漿花管施工時(shí)如遇障礙物應(yīng)立即停止施工，并通知設(shè)計(jì)、甲方與監(jiān)理，查清地下情況，調(diào)整設(shè)計(jì)后方可繼續(xù)施工。

2)注漿花管孔徑D=100 mm。注漿花管成孔施工孔距誤差≤100 mm，孔徑誤差≤5 mm，孔深誤差≤50 mm，成孔傾角偏差≤土釘長(zhǎng)度的5%。

3)成孔過(guò)程中應(yīng)做好成孔記錄;鉆孔后要進(jìn)行清孔檢查，對(duì)于孔中出現(xiàn)的局部滲水塌孔或掉落松土應(yīng)立即處理。

4)注漿花管組裝前應(yīng)進(jìn)行除銹，按圖焊接船形居中架，每2.0 m設(shè)置一組，注漿花管與噴射混凝土之間用“井”字架焊接連接，同時(shí)注漿花管與面板加強(qiáng)筋之間用焊接連接。

5)注漿導(dǎo)管頭部應(yīng)插入孔底30 cm以?xún)?nèi)，在注漿開(kāi)始并孔內(nèi)出水后將導(dǎo)管以勻速緩慢撤出，保證導(dǎo)管出漿口不拔出漿體，孔中氣體能充分逸出。至漿體充滿(mǎn)后拔出漿管。漿體充盈系數(shù)≥1.0，否則應(yīng)檢查成孔和清孔的工藝是否正確。

6)注漿花管注漿后3 d內(nèi)，不得錘擊、碰撞桿體。

7)用于注漿的砂漿強(qiáng)度用70mm×70 mm×70 mm立方體經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后測(cè)定，每批至少留取3組(每組3塊)試件。

5.3 排水系統(tǒng)

1)每6 m2布置一個(gè)泄水孔，泄水管采用PVC管，泄水管管徑ф40，長(zhǎng)500 mm，與水平方向斜角為5°(傾角)。水平孔距誤差≤50 mm，垂直誤差≤100 mm。泄水孔要求平直，孔內(nèi)泄水管安裝牢靠，在噴射混凝土前安裝牢靠，內(nèi)填濾水材料。

2)在坡頂做截水溝，尺寸200×200 mm，坡頂1 500 mm范圍內(nèi)，用水泥砂漿或噴射混凝土覆蓋坡頂，坡頂散水向基坑外按5%坡度流入截水溝。在基坑底修筑排水溝，尺寸300×300，按3‰坡度流向集水井中，排水溝 Mu7.5紅磚砌筑，M7.5水泥砂漿抹面，厚度10 mm。

3)根據(jù)基坑內(nèi)實(shí)際情況，布置一定數(shù)量的集水井，尺寸1000×1000×1000 mm，用Mu7.5紅磚砌筑，M7.5水泥砂漿抹面，厚度10 mm。

5.4 噴射混凝土面層施工

1)噴射混凝土面層強(qiáng)度為C20，厚度80 mm，噴射混凝土配合比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

2)在噴射混凝土前，面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片加強(qiáng)筋與土釘焊接，使之牢固固定在邊壁上并要噴射符合規(guī)定的保護(hù)層厚度要求。

3)鋼筋網(wǎng)片(300 mm×300 mm)可用焊接或綁扎而成，網(wǎng)格允許誤差±10 mm，鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)每邊的搭接長(zhǎng)度應(yīng)≥一個(gè)網(wǎng)格邊長(zhǎng)或200 mm，如為搭焊則焊長(zhǎng)不小于網(wǎng)筋直徑的10倍。

4)噴射混凝土終凝后2 h，應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)7 d。

5)噴射混凝土強(qiáng)度用邊長(zhǎng)100 mm立方體試塊進(jìn)行測(cè)定，每批至少留取3組(每組3塊)試件。

6 施工監(jiān)測(cè)和注意事項(xiàng)

1)監(jiān)測(cè)內(nèi)容:支護(hù)位移的量測(cè)(基坑邊壁頂部的水平位移與垂直沉降)，地表開(kāi)裂狀態(tài)(位置、裂寬)的觀察，附近建筑物和重要管線(xiàn)等設(shè)施的變形測(cè)量和裂縫觀察，基坑滲、漏水和基坑內(nèi)外的地下水位變化。

2)基坑開(kāi)挖前應(yīng)做好監(jiān)測(cè)方案:基坑開(kāi)挖過(guò)程中要求保持監(jiān)測(cè)的連續(xù)性，進(jìn)入關(guān)鍵施工工序時(shí)應(yīng)增加監(jiān)測(cè)的頻率并及時(shí)整理、分析原始數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)危害邊坡安全的趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，以便及時(shí)采取緊急措施。

3)應(yīng)特別加強(qiáng)雨天和雨后的監(jiān)測(cè)，并對(duì)可能危害支護(hù)結(jié)構(gòu)安全的水害來(lái)源仔細(xì)觀察，并采取應(yīng)急措施。

4)在施工開(kāi)挖過(guò)程中，基坑頂部的沉降、位移觀察極限值。

5)信息化施工:本基坑支護(hù)工程是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)較高的施工工程，為確保基坑支護(hù)安全，必須在施工過(guò)程中實(shí)施信息化施工。要求施工單位按后效監(jiān)測(cè)的技術(shù)規(guī)定在基坑場(chǎng)地或附近地段設(shè)置位移觀測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)基坑及鄰近建筑物、道路的水平位移情況，對(duì)噴錨設(shè)計(jì)方案通過(guò)信息化施工法加以補(bǔ)充完善。通過(guò)信息化施工，及時(shí)了解和掌握整個(gè)場(chǎng)地動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)作出反應(yīng)，研究相應(yīng)對(duì)策，采取相應(yīng)措施，解決出現(xiàn)的問(wèn)題，確保施工順利進(jìn)行以及基坑穩(wěn)定。

6)在基坑的施工和使用期間，應(yīng)嚴(yán)格控制不利于邊坡穩(wěn)定的因素產(chǎn)生和發(fā)展。不能隨意開(kāi)挖坡腳，防止坡頂超載。應(yīng)避免地表水和地下水大量滲入坡體。

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