戴志鋒
廈門海投工程建設有限公司(361000)
深基坑支護結構施工是高層建筑地下室施工的重點,鉆孔灌注樁和高壓旋噴樁組合支護技術是目前比較適用的技術,此項技術因其安全性高和經(jīng)濟適用的特點,在工程中得到廣泛應用。文章結合工程實例,對此項技術進行分析與探討。
本工程位于廈門市海滄區(qū)角嵩路以北、石囷路東側。建筑整體采用管樁設計,分為兩層,一層為地下室。
本工程施工位置在黃海標高8.1m,施工現(xiàn)場的地勢凸凹不平。施工場地東側鄰近海新西路,已經(jīng)完成公路建設,距離禁用區(qū)域為6.5m距離;南側是規(guī)劃用地;西側是已經(jīng)建設完成和正在建設的囷瑤小學教學樓,小學的黃海標高為7.5m,距離禁用地10.5m;北側是自貿(mào)城住宅區(qū)域。工程一層地下室黃海高程為0.9m,二層地下室黃海標高為-3.15m,與禁用地距離為12m。
工程的地質類型為濱海灘涂地貌,地勢比較低洼,經(jīng)過人工回填形成形狀地面。工程勘察結果顯示,本工程場地的巖石性質和地層結構為:
1)雜填土:顏色呈灰黑色、灰色、土黃色,局部地段是老房底部地基,含有水泥板結構、混凝土塊、磚塊和碎石等物質,其中水泥板厚15cm、碎石粒徑為0.3~1.5cm,工程地塊下方主要成分是砂石、黏粉顆粒,土質形成期大約為9年左右,呈現(xiàn)松散和潮濕的狀態(tài)。
2)粉質黏土:顏色呈現(xiàn)淺黃色或灰黃色,某些地段含有碎礫石,大小為2~4cm,土質比較均衡,略有光澤,干度中等,呈現(xiàn)潮濕并可塑的狀態(tài),某些地段呈現(xiàn)為黏土性質。含礫粉質黏土:顏色呈現(xiàn)為灰黑、灰綠色和灰黃色,主要成分是黏土,并含有粗砂、礫石等成分,還含有少量風華粉砂巖和砂巖,顆粒大小為0.4~3cm,沒有搖振反應,光澤亮麗,干強度呈中等,狀態(tài)濕潤可塑。
3)粉砂:顏色呈現(xiàn)為灰白色和灰色,大部分的顆粒在0.085mm大小,并含有黏土填充其中,呈現(xiàn)濕潤松散的狀態(tài)。
4)卵石:顏色呈現(xiàn)為青灰色和灰白色,是由周圍的河流沖擊形成。大小為2~7cm,呈現(xiàn)為圓形狀,成分主要是細沙和砂巖,風化程度為中等;含泥量為2%~5%,含沙量為31%~42%,含沙量最高的在卵石頂部,呈現(xiàn)濕潤飽和的狀態(tài)。泥質卵石:是在二級階地質形成,顏色呈現(xiàn)為青灰色和灰白色,由于周邊河流沖擊形成,沙和泥的膠結形成;顆粒大小為3~7 cm,某些特別顆粒超過9cm,呈現(xiàn)為圓形,主要成分是細砂巖和砂巖,風化程度呈現(xiàn)為中等;含沙量為9%~21%,含泥量為22%~29%;呈現(xiàn)濕潤飽和狀態(tài)。
土質中的含水類型主要有存在于砂石中、泥質卵石和卵石縫隙中的潛水和承壓水,粉砂中的含水量為中等,卵石和泥卵石層的透水性強,所以含水量較大,其主要來源是大氣水和雨水??辈彀l(fā)現(xiàn)地下水的總體流向是自西向東;地下水位的變化幅度為2m,在近5年內沒有變化。該地段近35年的洪水水位在135m。
此工程屬于老舊城區(qū)改造工程,場地內的管道線路沒有明確的圖紙可以參考,施工場地分配混亂,文章就主樓施工地段進行分析,此地段的基坑距離建筑物近,而且此地段的南部距離擋墻也非常近,東側與老舊建筑物相鄰。為了避免基坑開挖對周圍的建筑物產(chǎn)生影響,根據(jù)實際的地形和周邊環(huán)境,設計出針對不同地段的支護方案:基坑的南側采用土釘墻支護方案,其他部分采用鉆孔灌注樁和高壓旋噴樁組合結構支護方案。
鉆孔灌注樁的施工技術成熟、施工難度不高,適合于該項目的深基坑施工支護工程[1]。工程東西方向的基坑深度為6m,使用φ900鉆孔灌注樁,可以嵌入基坑底部7m深的位置;南北基坑深度為8 m,可采用 φ800鉆孔灌注樁,L=14000@1400,可以嵌入9m深的位置,樁端可以深入到卵石層,根據(jù)樁端的位置、受力和長度不同,設置不同的鋼筋支持,以滿足不同的承載力需求。
由于基坑挖掘的范圍內存在卵石和泥質卵石層,含有豐富的水分,其水分主要來自于大氣水分和地表水的滲透,經(jīng)測算,該地區(qū)的穩(wěn)定水位在5~8m。水泥攪拌樁在該地段無法使用,而優(yōu)選方案是鉆孔灌注樁和高壓旋噴樁的結合,樁粗700mm,連接300mm,L=9400@1400,通過支護的搭建,可以有效地組織基坑底部和側面的水分滲透和流沙,從而為基坑中的施工提供了便利條件。
為了保證工程的安全性,減少水平位移,本工程采用預應力錨索,東西索長度為14m,南面地面標高3m處設置錨索,長度為12.3m,水平夾角為36°。
深基坑的周圍設置9000mm×700mm的冠梁,在基坑南面冠梁下3m處設置 400mm×500 mm的腰梁,冠梁和腰梁均采用混凝土澆筑,并與錨索形成固定整體結構。
經(jīng)過勘察結果和施工的經(jīng)濟性考慮,由于基坑背面緊鄰市政道路,土質較好,在保證安全的前提下,采用土釘墻的施工方案。
本項目的深基坑支護工程技術方案包括:高壓旋噴樁、鉆孔灌注樁、冠梁、錨索、土釘墻,由于受到場地和其他因素影響,需要對各項施工技術進行優(yōu)先排序,以保證深基坑支護方案順利實施。
坡頂采用混凝土結構并利用水溝節(jié)流,有效阻擋滲透和大氣水分流入基坑;深基坑內部需要設置集水井和排水系統(tǒng),排水溝設置離開邊坡的角度不得小于0.4m;基坑四角都需要設置集水井。
基坑的建設關系到本建筑的安全質量,同時也會對周圍的建筑、道路和城市管網(wǎng)造成影響,因此在施工前需要對周圍的建筑、道路和地下管網(wǎng)進行勘察,并根據(jù)勘察結果對深基坑施工制定監(jiān)測方案,監(jiān)測方案包括監(jiān)測點布置、監(jiān)測報警值、監(jiān)測項目、監(jiān)測精度要求和工序管理等。本工程開挖期間在深基坑周邊設置了14個監(jiān)測點,對深基坑周圍的建筑沉降值進行檢測,通過埋設斜側管檢測維護樁的應力;設置2個地下水位檢測點,檢測周圍水位的變化。各種檢測結果表明,深基坑的建設沒有對周圍建筑產(chǎn)生影響,工程可以安全施工。
項目采用鉆孔灌注樁和高壓旋噴樁組合結構的深基坑支護方案,有效地保證了周邊建筑的安全,在極端天氣中也能夠保證工程施工質量,為深基坑建設提供了可靠的支護,該項技術具有穩(wěn)定性好、防滲漏和施工安全的特點,為深基坑施工創(chuàng)造了安全、干燥的施工環(huán)境,而且施工成本相對較低,值得在建筑行業(yè)推廣使用。