楊 斌 (安徽建工集團(tuán)有限公司,安徽 合肥 230001)
近些年,隨著城市建設(shè)中高層建筑的不斷涌現(xiàn),極大的促進(jìn)了深基坑支護(hù)技術(shù)的迅速發(fā)展。深基坑的施工,危險性大,施工難度也大,很可能引起基坑周圍局部土體發(fā)生位移和沉降,危及臨近建筑物、道路和管線的安全,造成重大損失,同時影響工程的順利進(jìn)行?;又ёo(hù)的目的在于確?;油练巾樌_挖及基坑邊坡的穩(wěn)定與安全,且保證基坑內(nèi)干燥作業(yè),防止周圍臨近建筑物因深基坑施工而導(dǎo)致基礎(chǔ)不均勻沉降,造成原有建筑開裂、傾斜,甚至影響結(jié)構(gòu)安全。根據(jù)深基坑項目的特點,除了著重考慮邊坡的支護(hù)技術(shù)外,深基坑的止水及降水是難點,更是需要解決的重點。
合肥市華裕家園小區(qū)地下車庫工程,建筑面積約為3310m2,因其內(nèi)部設(shè)置3層機械式停車位,故設(shè)計層高較高,基坑大面積開挖深度達(dá)到7.6m。距基坑?xùn)|西兩側(cè)較近位置各有兩棟已建建筑,均為6層框架結(jié)構(gòu)民用住宅,其中基坑西側(cè)距離23#樓東南角散水僅為4.2m,且已建建筑物基礎(chǔ)埋深均相對較淺。
根據(jù)地質(zhì)勘查報告顯示,場地地層為:①層雜填土,層厚1.30~2.80m,松散狀態(tài);②1層粘土,層厚1.20m~1.50m,軟塑至可塑狀態(tài);②2層粘土,層厚1.90m~3.90m,硬塑狀態(tài);③層粉質(zhì)粘土,層厚1.10m~4.10m,硬塑狀態(tài);④層粉土,層厚18.30m~20.60m,中密至密實狀態(tài)。
圖1 支護(hù)結(jié)構(gòu)、止水帷幕、降水井及回灌井布置圖
場地地下水主要為上層滯水及④層粉土夾粉細(xì)砂中埋藏層間型地下水,并具有承壓性??辈槠陂g測得靜止水位埋深為2.10m~3.10m,水面標(biāo)高為9.15m~10.38m(吳淞高程)。
本工程根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)及水文條件,以及周邊建筑物、地下管線和道路的分布情況,在基坑?xùn)|西兩側(cè)按一級基坑設(shè)計,采用鉆孔灌注樁樁頂設(shè)置冠梁的懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)。綜合考慮基坑開挖時地下水對基坑及周邊環(huán)境的影響,決定采用高壓旋噴樁帷幕止水。
旋噴樁止水帷幕設(shè)計樁長20m,采用雙重管設(shè)備,有效成樁直徑不小于1000mm,兩樁咬合不小于150mm。
根據(jù)地質(zhì)勘探報告可知,該場地地下水量較大,水位較高。雖然止水系統(tǒng)已經(jīng)形成,但考慮基坑內(nèi)的水量及水壓仍較大,故在基坑坑內(nèi)設(shè)置管井井點降水。為防止降水過程中,基坑周邊地下水過度流失,造成周邊環(huán)境破壞,設(shè)計中采用了回灌技術(shù),控制地下水位穩(wěn)定,確保周邊建筑物等安全見圖1。
施工準(zhǔn)備→測放樁位→引孔、鉆機就位→開孔檢查→鉆進(jìn)成孔→清孔→換漿清渣→啟動空壓機送風(fēng)→移鉆、試噴檢查、插入高噴管→漿液配制泵送、高噴作業(yè)→回灌→孔內(nèi)保持滿漿→搬遷
針對本項目現(xiàn)場的地質(zhì)和周邊建筑物分布情況,確定先進(jìn)行成孔灌注樁施工,待樁身混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的75%后再進(jìn)行高壓旋噴樁施工。為防止旋噴樁施工時由于相鄰兩樁距離過近或間隔時間過短,造成串漿現(xiàn)象,故采用分批跳打施工,相鄰的旋噴樁之間施工時間不得少于48h。具體施工時應(yīng)注意以下幾點。
①正式進(jìn)場施工前,必須進(jìn)行周邊環(huán)境及地下管線走向等情況調(diào)查,清除施工場地地面以下2m以內(nèi)的障礙物,然后整平、夯實。對于不能清除的障礙物應(yīng)做好保護(hù)措施,并標(biāo)記位置,由設(shè)計單位給出處理措施。
②確保樁位準(zhǔn)確,以測定的控制點應(yīng)埋石標(biāo)記,保證樁孔中心位移差小于50mm。
③修建排污和灰漿拌制系統(tǒng)。因高壓旋噴樁施工過程中一般會產(chǎn)生10%~20%的返漿量,需將廢漿液引入沉淀池中,沉淀后的清水根據(jù)場地條件可進(jìn)行無公害排放。池中的泥漿則在開挖土方時運走。
④地面試噴:為了直觀檢查高壓系統(tǒng)的完好性,以及是否能夠滿足使用要求,首先應(yīng)進(jìn)行地面試噴,在鉆機試運轉(zhuǎn)正常后開始引孔鉆進(jìn)。
⑤旋噴樁技術(shù)參數(shù)的確定。旋噴樁施工前進(jìn)行試樁,根據(jù)實際情況以確定預(yù)定的漿液配比、噴射壓力、噴漿量等技術(shù)參數(shù)。根據(jù)設(shè)計要求,試樁數(shù)量不少于3根。漿量計算:以單位時間噴射的漿量及噴射持續(xù)時間,計算出漿量,計算公式為:
式中:Q—漿量(m3)
H——噴射長度(m)
q——單位時間噴漿量(m3/min)
β——損失系數(shù),通常取0.1~0.2
v——提升速度(m/min)
所有技術(shù)參數(shù)必須經(jīng)過相關(guān)單位確認(rèn)后方可施工。
⑥高壓旋噴樁應(yīng)保持全孔一次連續(xù)作業(yè),作業(yè)中若因拆卸噴管等原因?qū)е峦nD后,重復(fù)高噴灌漿長度不小于300mm。
⑦注漿管分段提升時,其搭接長度不得小于100mm,當(dāng)達(dá)到設(shè)計樁頂高度或地面出現(xiàn)溢漿現(xiàn)象時,應(yīng)立即停止當(dāng)前樁的旋噴工作,并將旋噴管拔出、清洗管路。
⑧當(dāng)孔內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿時,一般采取以下措施進(jìn)行處理:a.降低噴射管提升速度或停止提升;b.降低壓力、流量進(jìn)行原地灌漿;c.噴射水流中摻加速凝劑;d.加大漿液密度或灌漿水泥砂漿、水泥粘土漿;e.向孔內(nèi)填砂、土等堵漏材料。
⑨為保證旋噴樁底端質(zhì)量,噴嘴下沉到設(shè)計深度后應(yīng)在原位旋轉(zhuǎn)10s左右,并且在樁底部1.0m內(nèi)適當(dāng)增加鉆桿噴漿旋噴的時間。在提升過程中應(yīng)根據(jù)不同土層,調(diào)整旋噴參數(shù)。
⑩成樁結(jié)束后,應(yīng)采用含水泥漿較多的孔口返漿回灌,防止因漿液凝固后體積收縮,樁頂面下沉,以確保樁頂標(biāo)高滿足設(shè)計要求。
3.3.1 管井井點降水
①基坑內(nèi)按30m間距設(shè)置降水井(具體位置可根據(jù)施工現(xiàn)場情況確定,一般易設(shè)置在后澆帶處),整個地下車庫共設(shè)置8口降水井??讖?00mm,采用無砂管,井深10m。
②井管四周填4mm~6mm混合濾料,經(jīng)抽水洗井后至水清,然后用粘土封井四周。
③設(shè)置觀測井,在降水過程中應(yīng)同時對周邊觀測井進(jìn)行觀測,控制水位下降速度不宜過快。
④降水時應(yīng)對稱、同步進(jìn)行,按照設(shè)計要求使水位差控制在0.5m以內(nèi)。
⑤嚴(yán)格控制降水深度,防止因過度降水引起周圍建筑物及道路等環(huán)境破壞。降水深度控制在基坑底面標(biāo)高以下0.5m。3.3.2回灌井施工
①根據(jù)現(xiàn)場實際情況,基坑?xùn)|西兩側(cè)在已有建筑物之間各布置3口回灌井。回灌井亦采用無砂管,管徑500mm,井深20m,具體做法參照降水井施工。
②因回灌井設(shè)置在已建小區(qū)內(nèi),存在安全隱患,故井口需高于地面0.3m~0.5m,井口應(yīng)做好防護(hù)措施,設(shè)置警示標(biāo)志,嚴(yán)防行人、異物掉入井內(nèi)。
③回灌井的回灌水量應(yīng)根據(jù)觀測井中的水位變化相應(yīng)的進(jìn)行調(diào)節(jié),保證地下水位平衡。一般回灌水量不宜超過原有穩(wěn)定水面標(biāo)高。
④本工程回灌用水采用降水井內(nèi)抽出的地下水及場區(qū)內(nèi)的坑道水,并且在回灌前經(jīng)過沉淀后方使用。
⑤回灌井應(yīng)在基坑開挖前施工,進(jìn)行水位觀測。施工前必須對現(xiàn)場內(nèi)所有水位觀測井的穩(wěn)定水位進(jìn)行測量和記錄,以保證后期指導(dǎo)降水和回灌施工的準(zhǔn)確性。
深基坑施工能否安全可靠,關(guān)鍵在于保障邊坡穩(wěn)定,不滲不漏。本工程基坑開挖過程中只發(fā)現(xiàn)極少漏水點,通過注入水玻璃雙漿液的方法可及時堵漏,并且通過第三方檢測機構(gòu)出具的周邊建筑物沉降觀測資料匯總顯示,其累計最大沉降量為4.27mm,未超過規(guī)范和設(shè)計要求??梢姡竟こ滩捎玫母邏盒龂姌吨顾∧患夹g(shù),能有效的將基坑外圍水截斷,并通過科學(xué)的降水和回灌技術(shù),確保了地下水位的穩(wěn)定,為土方開挖及基坑和臨近建筑物的安全提供了保障,最大限度的減少了基坑施工對周邊環(huán)境的影響。
[1] 杜愛民,灌注樁與高壓旋噴樁形成止水帷幕的施工應(yīng)用[J].山西建筑,2010(28).
[2] 劉俊巖.深基坑工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.