范 然, 邵 勇

(湖北省城市地質(zhì)工程院,湖北 武漢 430074)

海口大英山地區(qū)主要基坑支護(hù)形式為樁錨支護(hù),基坑施工過(guò)程中,基坑周邊環(huán)境隨時(shí)發(fā)生變化,本文以?？诖笥⑸降貐^(qū)某基坑支護(hù)為例,因周邊環(huán)境發(fā)生改變?cè)斐傻闹ёo(hù)設(shè)計(jì)變更進(jìn)行探討,為以后類似工程提供借鑒。

1 工程概況

擬建項(xiàng)目場(chǎng)地位于海南省?？谑泻８?。擬建5棟19～31層高層建筑、附屬2～4層商業(yè)裙樓,2層整體地下室,場(chǎng)地室外標(biāo)高按照15.8 m考慮。場(chǎng)地地形開(kāi)闊,地勢(shì)平坦,為原住宅樓拆除整平而成,現(xiàn)已基本整平。勘察期間各孔口高程介于15.41～17.05 m之間,高差1.64 m。

本工程標(biāo)高±0.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高16.300 m,基坑開(kāi)挖深度為9.10～9.50 m,基坑周長(zhǎng)約590 m,面積約15 634 m2。

2 工程地質(zhì)、環(huán)境條件

2.1 周邊環(huán)境

基坑周邊環(huán)境概化圖所示(見(jiàn)圖1),基坑西側(cè)為1～9層房屋建筑群,后期規(guī)劃建設(shè)為勛亭路,構(gòu)建物距離紅線最近為10.3 m;西北側(cè)為停車場(chǎng),緊鄰紅線分布3層居民樓,采用天然基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深約1.5 m;北側(cè)為廣場(chǎng)路(規(guī)劃道路),道路中線距離紅線20.0 m;東側(cè)為規(guī)劃道路(大英山西一路),道路中心線距離紅線15.0 m;基坑?xùn)|面南側(cè)距離地下室外墻2.2 m處有一8棟居民樓(22.5 m×18.5 m,筏板基礎(chǔ),埋深未知)未拆除,基坑施工前能拆除完成。

圖1 基坑周邊環(huán)境概化圖Fig.1 Generalization of surrounding environment of foundation pit

2.2 地質(zhì)概況

2.3 水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地地下水主要為賦存于④層粗砂、⑥層粉砂層中的孔隙型潛水,主要接受大氣降水和側(cè)向徑流的補(bǔ)給,排泄方式是地表蒸發(fā)和側(cè)向徑流。其含水層厚度大,透水性好,屬?gòu)?qiáng)透水層。其穩(wěn)定水位埋深為7.9 m(高程為7.83 m)。根據(jù)區(qū)域資料,該地區(qū)地下水年水位波動(dòng)幅度約為1.50 m。

表1 地層表Table 1 Stratigraphic table

3 原圍護(hù)設(shè)計(jì)方案

3.1 支護(hù)方案

圍護(hù)總體設(shè)計(jì)思路為:①采用樁頂放坡+樁錨支護(hù)形式;②樁頂有放坡空間,盡量放坡;③基坑西北側(cè),房屋距離地下室結(jié)構(gòu)外墻較近,基礎(chǔ)埋深約1.5 m,錨索設(shè)置深度考慮為2.5 m,設(shè)置400×600腰梁,與支護(hù)樁連接;④止水帷幕為樁間設(shè)置高壓旋噴樁。

采用樁錨支護(hù)形式:①樁頂放坡1.5～3.0 m;②支護(hù)樁采用直徑為0.8～0.9 m灌注樁,樁間距1.1～1.2 m;③設(shè)置一排錨索,錨索間距2.2～3.6 m,樁間采用掛網(wǎng)噴砼方式?；釉O(shè)計(jì)按表2土工參數(shù)進(jìn)行計(jì)算[1],典型圍護(hù)剖面見(jiàn)圖2。

表2 土工參數(shù)表Table 2 Geotechnical parameter table

3.2 降水方案

場(chǎng)地地下水主要為賦存于④層粗砂、⑥層粉砂層中的孔隙型潛水,主要接受大氣降水和側(cè)向徑流的補(bǔ)給。降水方案為:落地式止水帷幕(穿透⑥層粉砂層,進(jìn)入下一層土至少2.0 m)+坑內(nèi)布置管井降水+坑外設(shè)置觀測(cè)井(兼作回灌井)。管井布置于支護(hù)樁與地下室結(jié)構(gòu)外墻之間，間隔50.0 m設(shè)置(降水期間不影響結(jié)構(gòu)施工)。

4 周邊環(huán)境變化與方案變更

4.1 管廊工程施工

場(chǎng)地廣場(chǎng)路側(cè)新增規(guī)劃5.1 m×3.0 m雙倉(cāng)支線綜合管廊,管廊埋深超6.8 m,管廊支護(hù)采用SP-IV型拉森鋼板樁+鋼管支撐形式,管廊緊貼項(xiàng)目區(qū)紅線。

場(chǎng)地大英山西一路側(cè)新增規(guī)劃2.4 m×1.6 m纜線式管廊,管廊埋深約3.0 m,管廊支護(hù)采用放坡開(kāi)挖,管廊檢查井集水坑底標(biāo)高為-4.80 m。

廣場(chǎng)路側(cè)綜合管廊基坑工程及主體結(jié)構(gòu)施工工期與本工程基坑及地下室施工工期沖突,導(dǎo)致本基坑工程該支護(hù)段原設(shè)計(jì)錨索無(wú)法施工,對(duì)應(yīng)區(qū)段基坑支護(hù)方案發(fā)生變更。變更如下:①鉆孔灌注樁由Φ800(900)@1 100(1 200)變更為Φ1 100@1 500,高噴樁由Φ750@1 100(1 200)變更為Φ800@1 500。②錨索設(shè)置深度由-1.90 m調(diào)整為-6.50 m,錨索間距調(diào)整為1.5 m,典型剖面圖見(jiàn)圖3。

圖2 原圍護(hù)典型剖面Fig.2 Typical section of original enclosure

圖3 廣場(chǎng)路管廊變更段典型剖面圖Fig.3 Typical section of changing section of plaza road corridor

圖4 大英山西一路管廊變更段典型剖面圖Fig.4 Typical section of the changing section of the western corridor of Dayingshan road

大英山西一路側(cè)管廊集水坑開(kāi)挖深度在錨索設(shè)置深度以下,管廊集水坑施工會(huì)切斷錨索，使得基坑失穩(wěn)，對(duì)應(yīng)區(qū)段基坑支護(hù)方案必須發(fā)生變更。方案變更如下:錨索設(shè)置深度由-1.90 m調(diào)整為-3.90 m,錨索間距不變,剖面圖見(jiàn)圖4。

4.2 8F民房段

基坑施工期間,基坑?xùn)|面南側(cè)8F民房無(wú)法順利拆除,導(dǎo)致基坑坡頂荷載增加,對(duì)應(yīng)區(qū)段變更如下:①鉆孔灌注樁由Φ800@1 100變更為Φ1 200@1 500,坡頂不放坡,高噴樁由Φ750@1 100(1 200)變更為Φ800@1 500;②單排錨索變更為兩排錨索,錨索設(shè)置深度分別為-2.5 m和-5.0 m,錨索間距由2.2 m調(diào)整為1.5 m,典型剖面圖見(jiàn)圖5。

該段支護(hù)樁施工時(shí),局部區(qū)域存在地下障礙物,支護(hù)樁無(wú)法順利成孔,將該區(qū)域挖開(kāi)后,地障實(shí)為8F民房外挑基礎(chǔ),外挑基礎(chǔ)影響支護(hù)樁施工段長(zhǎng)2.8 m,基礎(chǔ)邊距離地下室外墻1.16～1.413 m。該區(qū)段變更如下:①鉆孔灌注樁由Φ1 200@1 500變更為Φ800@1 100,坡頂不放坡;②錨索設(shè)置深度變更為-2.5 m和-4.0 m,錨索間距調(diào)整為1.1 m;③底板與支護(hù)樁間區(qū)域,用與底板同標(biāo)號(hào)混凝土與底板一同澆筑;④在中板10.695 m處設(shè)置換撐板,待換撐板強(qiáng)度達(dá)到要求后,拆除兩排錨索。典型剖面圖見(jiàn)圖6。該段平面圖見(jiàn)圖7。

4.3 計(jì)算對(duì)比分析

采用理正深基坑計(jì)算對(duì)變更前后的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析。

4.3.1 廣場(chǎng)路管廊規(guī)劃段

廣場(chǎng)路管廊段基坑開(kāi)挖深度為9.1 m,圖8、圖9為該段原方案、變更方案開(kāi)挖到底時(shí)地層及圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移。變更后方案支護(hù)樁最大水平位移為30.46 mm,較原方案14.30 mm水平位移有所增大,但是仍在安全范圍內(nèi)[2]。說(shuō)明變更方案可以保證基坑順利開(kāi)挖。

4.3.2 8F民房段

8F民房段開(kāi)挖深度為9.1 m,圖10、圖11為8F民房段原方案、變更方案開(kāi)挖到底時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移圖,原方案支護(hù)樁最大水平位移為14.90 mm,變更后最大水平位移為14.37 mm,結(jié)構(gòu)水平位移基本沒(méi)有變化。說(shuō)明在坡頂荷載急劇增加,加大樁徑,設(shè)置多排錨索是可行的設(shè)計(jì)方案。

圖5 8F民房變更段典型剖面圖Fig.5 8F typical section of changing section of civil house

圖6 8F民房基礎(chǔ)外挑段變更剖面圖Fig.6 The change profile of the base pick section

圖12為8F民房基礎(chǔ)外挑段變更方案開(kāi)挖到底維護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移圖，圖13為8F民房基礎(chǔ)外挑段換撐拆錨索后圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移圖?；A(chǔ)外挑段由于現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地受限,采用換撐拆錨措施,開(kāi)挖到底位移18.70 mm,換撐拆錨后,支護(hù)樁最大水平位移為22.87 mm,雖然位移有所增加,但是也在安全范圍內(nèi)[2]。說(shuō)明由于場(chǎng)地受限,采用換撐拆錨措施是可行的。

圖7 8F民房段平面位置圖 Fig.7 8F plan of residential building section

5 效果與結(jié)論

現(xiàn)階段,基坑已開(kāi)挖到底,地下室整體施工至中板,根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示基坑整體穩(wěn)定的,基坑未出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。

(1) 在場(chǎng)區(qū)地下水類型為孔隙型潛水時(shí),采用落地式止水帷幕+管井降水,管井設(shè)置于圍護(hù)樁與地下室結(jié)構(gòu)外墻間,避免管井對(duì)結(jié)構(gòu)施工造成影響,是切實(shí)可行的。

(2) 基坑管廊側(cè)的施工占用的原有設(shè)計(jì)錨索施工位置,通過(guò)加大支護(hù)樁樁徑、降低錨索位置、縮短錨索間距,保證了工程的順利實(shí)施。

(3) 8F民房段,樁頂荷載急劇增加,通過(guò)加大支護(hù)樁徑、增加錨索排數(shù),使得基坑順利開(kāi)挖。

(4) 8F民房懸挑段,采用底板回填和中板換撐后拆除錨索腰梁,有效地解決了該段支護(hù)空間嚴(yán)重不足的問(wèn)題。