陳海應,阮永芬,徐夢天源
(1.昆明理工大學,云南 昆明 650500;2.中鐵二院昆明勘察設計研究院有限責任公司,云南 昆明 650200)
泥炭質(zhì)土是有機質(zhì)含量大于60%的土,具有高壓縮性、孔隙比大、含水率高等特征[1],昆明地區(qū)大部分基坑事故都與該層土有關,該層土往往是增加勘察、設計及施工難度的主要影響因素,對該層土采取的處理措施也是經(jīng)濟造價的重要組成部分[2]。
該車站采用明挖法進行施工,會破壞原來地質(zhì)特性,可能在局部地段切斷地下水的徑流、排泄通道。基坑降水可能會在周圍產(chǎn)生地表沉降,基坑坍塌、管線受損、甚至引起周邊建筑傾倒等,同時對地表水造成污染。
基坑圍護結(jié)構施工完成后,首先開挖第一層土方至地面以下4m,進行冠梁和第一道混凝土支撐的施工,等到冠梁、第一道混凝土支撐強度滿足設計要求時且通過總包驗收合格后進行第一道支撐以下土方開挖。每層土方開挖時,均采用先拉槽后兩側(cè)開挖的方法,先挖中間土,最后挖兩側(cè)土,每層土開挖至內(nèi)支撐下70cm 后安裝內(nèi)支撐體系,待支撐安裝好后,再開挖下一塊土體。基坑開挖由車站兩端向中間施工,充分利用時空效應,每開挖一倉便施工一倉主體結(jié)構,等到車站土方開挖完成后,從兩端向中間施工混凝土主體結(jié)構。
圖1 為不同開挖深度時,基坑沉降觀測點的沉降變形圖??梢钥闯觯_挖深度較小時,基坑周圍土體沉降較小,隨開挖深度變大沉降增加較快;封底完成后,沉降又有較大的減小,最終沉降量在+27mm 左右。從開挖完成所測沉降量在基坑周圍的變化情況看,各監(jiān)測點基本在同一水平上呈無明顯規(guī)律波動。
圖1 基坑周圍土體沉降量-時間曲線圖
施工單位應根據(jù)可能對環(huán)境造成不利影響的因素,采取相應施工及應急措施,合理進行施工安排,盡量減少對周邊環(huán)境的破壞。擬建車站工程基坑埋深大、周邊環(huán)境復雜、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件差等特點,建議采用咬合樁+內(nèi)支撐或地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐方案。
場地地下水較發(fā)育,地下水位較高,并具一定承壓性,對基坑施工不利。宜采取合理止水及降、排水措施。
本車站宜結(jié)合支護結(jié)構采用鉆孔灌注樁加旋噴樁或地下連續(xù)墻的止水方案,采用在基坑中設置井點的降水方案?;咏怠⑴潘^程中應加強對周邊環(huán)境及建筑物的監(jiān)測,必要時可在基坑周邊設置一定數(shù)量的回灌井,以保持地下水的動態(tài)平衡,減小降排水引起的附加沉降。
地下水位保證在每層開挖面地下5m,當開挖到最后一層土時,地下水位至少下降到,基底下1m 處,當觀測孔水位比原始水位相差0.5m,根據(jù)施工方案調(diào)整基坑降水參數(shù),保證基坑土體的穩(wěn)定性。
另外根據(jù)國內(nèi)外研究表明,采用沉降變形控制的降水最優(yōu)化方法[3]可有效降低基坑沉降,通過收集周圍場地信息,掌握基坑開挖情況收集參數(shù),然后建立數(shù)學模型進行系統(tǒng)的分析、模擬,得到基坑土體沉降監(jiān)測系統(tǒng)。胡欣[4]提出了三種控制地面沉降的措施分別為:間歇性降水、加深止水帷幕、布置回灌井;以上方法解決因基坑降水引起的周圍地面沉降的問題,保證基坑開挖的安全性。
預加固是一種事先防止措施,可根據(jù)地質(zhì)工程情況,提前做出具有針對性的加固措施,目的就是防止由于各種原因所引發(fā)的塌方、滑坡等安全隱患的發(fā)生,有利于抑制滑坡變形,減小發(fā)生滑坡的可能性。預加固技術包括槽壁加固、坑內(nèi)土體加固以及設置隔離樁。
對于超深地下連續(xù)墻,為了控制其變形,在基坑槽壁宜采用三重高壓旋噴樁進行加固,以防止基坑圍護墻變形。高壓旋噴樁是利用高壓鉆機產(chǎn)生的高壓把噴嘴里的漿液噴射到土體內(nèi),破壞土體結(jié)構,噴射的漿液切割土體,是土體與漿液在噴嘴的旋轉(zhuǎn)和沖擊中,充分攪拌融合在一起,等到漿液與土體凝固后,形成新的水泥固結(jié)體,從而達到加固的目的,使土體使加固土體具有梁效應及帷幕效應。特別是對流沙、滑移、滲透起到很好預防作用,以保證基坑開挖支護安全快速進行。布置如圖2 所示。
圖2 槽壁加固示意圖
后加固包括回灌井的布置以及基坑土體開挖的相關技術。回灌井在一定條件下具有較好的作用,它可以實現(xiàn)消除或者減弱特定位置處的變形。車站采用后加固技術為回灌井設置。
采用合理的方式進行基坑降水可有效減少土體沉降,同時合理的布置支護結(jié)構也可以使沉降結(jié)果得以控制。此外施工單位應加強對基坑周邊及基坑支護結(jié)構的巡視巡察,并對監(jiān)測點進行保護。