駱東明
(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局二總隊,貴州 六盤水 553000)
巖土工程施工中,經(jīng)常會開挖深基坑,深基坑能否保持穩(wěn)定直接影響施工安全,在實際工程中,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和地層條件,制定有效的支護措施,同時根據(jù)支護存在的問題,采取有效解決對策。
以深基坑周圍自然環(huán)境情況為依據(jù),將整平后地面標高確定為3.50m、5.50m和4.00m,而基坑底部標高在-6.000m~1.300m范圍內(nèi),實際開挖深度在2.20m~10.50m范圍內(nèi)。結(jié)合基坑的開挖施工深度、現(xiàn)有放坡空間及地層條件,把整個基坑分成13個不同的單元?;又ёo方法主要為在放坡基礎(chǔ)上設(shè)置土釘墻,部分基坑單元設(shè)置樁錨體系與雙排樁。
基坑邊坡表面按1.5m的橫、縱向間隔級距離布置土釘,然后按照1∶1~1∶0.5的坡率進行放坡。邊坡表面掛設(shè)鋼筋網(wǎng),并噴射強度等級為C20的混凝土進行護面,其厚度按80mm嚴格控制。對于樁錨支護方案,其對應(yīng)的基坑單元為3#單元,挖深6.4m,沒有放坡的施工空間,故采用這一方法,樁體直徑和間距分別為800mm、1.2m,布置一道錨桿;對于雙排樁支護方案,其對應(yīng)的基坑單元為13#單元,挖深9.5m,同樣沒有放坡的施工空間且受地下水影響,故采用這一方法。現(xiàn)圍繞本工程實際情況,對其深基坑支護過程中的主要問題和解決對策進行如下分析。
(1)地下水的控制。因擬建場地以北和以西均為人工水系,相距最近處只有6m,同時①層土為大量的建筑垃圾,還夾有大塊碎石,具有很強的滲透性,使得地下水始終處在隨時補給的實際狀態(tài),單一采用降水方案無法達到預期控制效果,應(yīng)在降水的基礎(chǔ)上進行止水帷幕施工,同時在基坑中布置降水井,于開挖施工前做好預降水。以土層性質(zhì)為依據(jù),設(shè)計將止水帷幕確定為高壓旋噴樁,樁徑和樁間距分別按1200mm、1000mm控制,單位長度樁體的水泥用量應(yīng)達到550kg以上,且樁端必須進入到持力層至少1.0m,利用三重管法進行施工[1]。
結(jié)合施工現(xiàn)場的實際反饋信息,在與人工水系相距較近的部位,產(chǎn)生較為嚴重的漏漿現(xiàn)象,但不返漿,而其它部位的實際施工狀況尚好。通過與工程各參與方的積極協(xié)商,采用在漏漿處減慢提升速度與降低噴射壓力,同時向漿液中適量添加水玻璃的方法來解決漏漿。從實踐效果來看,以上堵漏措施合理可行,對基坑進行開挖以后,經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)滲漏點。
(2)旋噴樁施工引孔。在施作旋噴樁時,一般按以下工序進行:鉆孔→放入噴射管→注漿→提升噴射管→將樁機移到下一個樁位開始施工。因填土的成分十分復雜,以建筑垃圾居多,還夾有很多的大塊碎石,成孔之后容易發(fā)生塌孔。對此,以地層的特點為依據(jù),在施工中引用中風壓潛孔鉆機偏心潛孔錘套管跟進方法,將孔徑確定為100mm,在取出套管以前,放入軟管;把套管取出后,軟管保留在原位,同時使軟管所處深度不小于填土層,以充分發(fā)揮保護孔壁的作用,之后再將噴漿管放入,因軟管外壁較薄容易脆斷,所以在噴漿時必須對壓力進行嚴格控制,如果壓力過小,將無法達到應(yīng)有效果,而當壓力過大時,會使軟管破裂[2]。
(3)地面開裂。支護樁施工中,經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn),與樁外側(cè)相距5m左右的位置產(chǎn)生開裂,縫寬可以達到15mm左右,部分圍墻的錯斷超過20mm。此時樁身施工大致完成,通過技術(shù)人員研究,確定其開裂原因主要為填土受水流沖刷作用,大量細顆粒被水流帶走,產(chǎn)生空隙通道和空洞,而且施工采用沖孔法,振動較大,使地面產(chǎn)生裂縫。然而,因樁身的施工已經(jīng)完成,并且支護單元為單排錨桿,同時錨固段處在巖石層,所以現(xiàn)有裂縫并不能對結(jié)構(gòu)整體安全性造成太大影響。因此只需要進行簡單的封堵即可。之后從相關(guān)監(jiān)測資料可以看出,經(jīng)封堵處理后的裂縫,無明顯發(fā)展跡象,說明封堵效果良好。
(4)水流倒灌。如前所述,擬建場地以北和以西均為人工水系,且填土層的厚度相對較大,其成分也十分復雜,樁錨施工中,錨桿可能從止水層中穿過直接進入到填土層當中,因填土具有滲水性,且水流持續(xù)補給,所以可能使水系中水倒灌進基坑。因受到滲透力持續(xù)作用,在填土中含有的細顆粒將被攜帶走,導致錨桿孔洞越來越大,使止水措施失去效果,引發(fā)支護安全事故。針對這一問題,決定在支護單元增設(shè)一排錨桿,同時把錨桿的實際標高控制在1.000m左右;而基坑中13#單元設(shè)置雙排樁,其直徑、間距和排距分別按600mm、1.0m、1.8m嚴格控制,要求嵌固深度達到4.0m以上,同時在1.500m的標高處增設(shè)錨桿,使錨桿都處于水系平面以上,以此從本質(zhì)上防止水流倒灌。
(5)土釘和錨桿孔成孔難度大。因填土層十分復雜,當傳統(tǒng)工藝難以奏效時,可采用擊入式注漿花管土釘,其管徑為48mm,管壁厚度為3mm,按300mm的間隔距離布置?;ü艿闹車鷳?yīng)設(shè)置直徑為10mm的小孔,用倒刺進行保護,防止被堵,采用沖擊的方法將其打入。注漿時,將壓力控制在0.5MPa,單位長度樁體的水泥用量應(yīng)達到50kg以上。
考慮到錨桿孔的深度可以達到18m左右,要穿過厚度為7.5m的填土層,此層基本上和水系相貫通,利用回轉(zhuǎn)鉆進難以進行,對此應(yīng)改用上述提到的中風壓潛孔鉆機偏心潛孔錘套管跟進方法,但實際效果也不夠理想,即鉆進時如果遇到塊石,將發(fā)生很大的漂移,導致鉆桿和套管的軸線產(chǎn)生很大偏離,當深度達到一定值后,將使鉆桿被卡死。對此,利用可實現(xiàn)自鉆功能的中空注漿錨桿開展鉆孔試驗,通過試驗可知:首個鉆孔利用形狀為三角形的鉆頭進行直接成孔,其直徑為127mm,在鉆進到5.7m后突遇大塊碎石,此時無法繼續(xù)鉆進;第二個鉆孔仍使用形狀為三角形的鉆頭進行直接成孔,其直徑為127mm,對回填土段進行鉆進時,單位長度造孔所需時間在2min左右;依然對首個鉆孔利用形狀為圓形的鉆頭進行直接成孔,其直徑為110mm,對回填土段進行鉆進時,單位長度造孔所需時間在5min左右,順利從堅硬石層中穿過??梢?,盡管三角形鉆頭具有很高的效率,但很難從堅硬地層中穿過,所以當存在堅硬巖石層時,應(yīng)優(yōu)先考慮圓形鉆頭。
綜上所述,本工程基坑支護情況較為復雜,在實際工作中,應(yīng)對所有存在的問題進行認真分析,并準確把握各項地質(zhì)情況,同時制定合理有效的措施,保證基坑支護施工順利完成。