邢 英
(山西大同大學(xué),山西 大同 037003)
深基坑工程是土木工程中非常復(fù)雜的技術(shù)領(lǐng)域。城市建筑的快速發(fā)展,地下空間的有效利用,使得深基坑工程技術(shù)在實(shí)踐探索中積累豐富的經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)理論和施工方法也得到不斷的發(fā)展和完善。本文以某新能源科技大廈基坑支護(hù)工程為例對(duì)深基坑工程技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。
新能源科技大廈,地上26 層,地下二層。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告,場(chǎng)地地形較平坦,在地貌上屬于汾河?xùn)|岸I 級(jí)階地。巖性以人工填土、細(xì)砂、粉土、細(xì)砂類土為主。地下水類型為孔隙潛水,靜止水位埋深約8.0m。
深基坑支護(hù)形式的選擇,應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件、基坑開挖深度、周圍環(huán)境的情況和經(jīng)濟(jì)條件綜合確定。
本工程基坑開挖從自然地面至標(biāo)高-11.40m,開挖深度10.90m,需滿足支護(hù)和止水的功能要求?;又鳂菛|西側(cè),地面有建筑物存在,避免產(chǎn)生影響,上部可進(jìn)行少量卸土放坡,下部采用單排混凝土灌注樁(ф800)加預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù),一樁一錨?;?xùn)|側(cè)、西側(cè)及南側(cè)部分,場(chǎng)地較寬裕,上部可進(jìn)行卸土放坡,由于支護(hù)深度和土質(zhì)承載力不大,下部采用水泥格柵樁?;颖眰?cè)為地下一層車庫,可以先挖到一層車庫底標(biāo)高,支護(hù)采用水泥格柵樁,正北面場(chǎng)地緊張,不適于采用水泥格柵樁,可以采用鋼筋混凝土灌注懸臂樁。支護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。
圖1 支護(hù)結(jié)構(gòu)平面
1-1 剖面、8-8 剖面支護(hù)形式混凝土灌注支護(hù)樁,?;炷凉嘧⒅ёo(hù)樁支護(hù)樁樁徑為ф800mm,樁間距分別為樁間距為2.0m 和1.50m。樁頂設(shè)置一道鋼筋混凝土連梁,連梁斷面尺寸為900×400mm。1-1 剖面設(shè)置擴(kuò)大頭預(yù)應(yīng)力錨索,設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。
表1 預(yù)應(yīng)力錨桿具體設(shè)計(jì)參數(shù)
2-2 剖面、5-5 剖面、6-6 剖面、7-7 剖面支護(hù)形式為水泥格柵支護(hù)樁,樁寬分別為3300mm,2500mm,2-2 剖面西側(cè)局部和5-5 剖面采用預(yù)應(yīng)力錨索。
3-3 剖面、4-4 剖面支護(hù)形式為三軸水泥攪拌樁和預(yù)應(yīng)力錨索。
其中水泥單軸格柵攪拌樁,樁距400mm,排距400mm,采用32.5 級(jí)礦渣硅酸鹽水泥,水泥用量50kg/m3。帷幕全部采用三軸水泥攪拌樁樁距600,樁徑850mm,水泥用量260 kg/m3。
9-9 剖面支護(hù)形式為土釘支護(hù)。位于車庫二次施工分界線部分從南側(cè)軸線向北約30m 處。共設(shè)置4 排土釘,土釘長度均為6.00m,水平間距2.00m,豎向排距約1.50m,土釘內(nèi)注32.5 級(jí)礦渣水泥。坡面鋪設(shè)Φ6.5@300×300 鋼筋網(wǎng)片,噴射混凝土平均厚度80mm,噴射混凝土強(qiáng)度C20。
主要工序有:(1)定位。將樁機(jī)移動(dòng)至指定樁位,鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位并核對(duì)井架垂直度。(2)予攪下沉。驅(qū)動(dòng)鉆頭,旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn),使攪拌鉆頭自上而下切土下沉,鉆至設(shè)計(jì)樁長。(3)注漿攪拌提升。下沉至設(shè)計(jì)深度后,傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)鉆具反轉(zhuǎn)與此同時(shí),開啟灰漿泵,將拌制好的水泥漿壓入土體,邊提升,邊注漿,邊攪拌。使水泥和土體充分拌合,直至樁頂。(4)重復(fù)二、三兩道工序,進(jìn)行復(fù)噴復(fù)攪。
止水帷幕樁為三軸水泥攪拌樁,采用SMW 工法施工。施工順序如圖2所示,其中陰影部分為重復(fù)套鉆。
圖2 三軸水泥攪拌樁SMW 工法施工順序
根據(jù)設(shè)計(jì)深度,三軸水泥攪拌樁采用在下沉和提升過程中兩次噴漿工藝,同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度。根據(jù)工程施工經(jīng)驗(yàn),下沉速度不大于2m/min,提升速度不大于2m/min。土體應(yīng)充分?jǐn)嚢?,使原狀土充分破碎,有利于水泥漿與土均勻拌和。同時(shí),采用重復(fù)套鉆保證墻體的連續(xù)性,確保樁與樁之間充分搭接以達(dá)到止水目的。
灌注樁施工要重點(diǎn)控制以下幾個(gè)方面:(1)樁位點(diǎn)要精確測(cè)放。(2)護(hù)筒埋設(shè)和鉆進(jìn)成孔應(yīng)保持豎直,標(biāo)高測(cè)放準(zhǔn)確,以作為確定成樁樁長、灌注砼長度、空樁長度的依據(jù)。(3)鋼筋籠制作、安放應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求,嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。鋼筋籠下放過程應(yīng)對(duì)中樁位。(4)灌注砼導(dǎo)管選用Φ250mm 導(dǎo)管,導(dǎo)管下放深度為實(shí)際成孔孔深上300~500mm?;炷翝补啾仨毐3诌B續(xù)性。
深基坑的安全與穩(wěn)定直接關(guān)系到基坑本身及鄰近建筑物、基坑周邊道路和鄰近地下管線的安全。由于工程的復(fù)雜性,深基坑支護(hù)系統(tǒng)會(huì)受到各種因素的影響,在施工過程中加強(qiáng)監(jiān)測(cè),及時(shí)獲取支護(hù)系統(tǒng)及周圍環(huán)境動(dòng)態(tài)變化顯得尤為重要。
本項(xiàng)目制定了嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)方案,對(duì)基坑支護(hù)系統(tǒng)和周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容有:基坑支護(hù)體系的水平位移;現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地內(nèi)地下水位;基坑邊坡支護(hù)樁位移;鄰近建(構(gòu))筑物、道路及地下管線的沉降等。
(1)在深基坑工程中,應(yīng)充分考慮各種支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),采用合理的結(jié)構(gòu)體系,設(shè)計(jì)中避免采用單一的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式,嘗試各種結(jié)構(gòu)綜合利用,在保證施工安全的前提下,節(jié)約造價(jià),方便施工。
(2)在軟土地基開挖深基坑,由水泥攪拌樁形成的格柵狀支護(hù)是一種安全有效,經(jīng)濟(jì)的支護(hù)形式,對(duì)周圍環(huán)境的影響小,尤其適合在粘性土、粉土、砂土、砂礫土等土層中應(yīng)用,施工方便,技術(shù)成熟。同時(shí)由于水泥攪拌樁加固了土體,改善了土體的抗?jié)B性能,在施工中可以形成連續(xù)的防水止水帷幕,效果非常好。
(3)盡管SMW 工法在應(yīng)用中還有很多提升的空間,但在基坑支護(hù)工程中可以值得廣泛推廣,不僅滿足工程技術(shù)要求,施工材料還可以循環(huán)使用,降低能源消耗,可取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。