何迪環(huán)，王繼華，許萬(wàn)忠，向文賢

（1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650000；2.湖南中天青鼎工程科技股份有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 412000）

HE Di-huan,WANG Ji-hua,XU Wan-zhong,XIANG Wen-xian

沖湖積地區(qū)的土層具有含水率高，自穩(wěn)能力差的問(wèn)題，周邊環(huán)境復(fù)雜的城市內(nèi)基坑開(kāi)挖期間沒(méi)有做好支護(hù)容易影響附近建筑物（構(gòu)）發(fā)生開(kāi)裂甚至垮塌[1-2]。隨著城市化的進(jìn)程，基坑開(kāi)挖深度及面積越來(lái)越大，支護(hù)體系更加復(fù)雜，因此合理的組織施工、保證施工安全尤其重要。

1 工程概況

擬建工程基坑位于昆明斷陷湖積盆地中部，屬?zèng)_湖積盆地地貌單元。如圖1 所示，基坑?xùn)|側(cè)和南側(cè)緊貼市政道路，基坑北側(cè)為原有建筑物（5 層，采用柱下條基，埋深約2.0m）距離基坑周邊最近處僅2.2m，西側(cè)為地下采暖管道?；娱_(kāi)挖面積為2 567.16m2，基坑支護(hù)周長(zhǎng)219.66m，場(chǎng)區(qū)內(nèi)整平之后的標(biāo)高為-0.4m，基坑內(nèi)坑底標(biāo)高在-13.7～-9.6m，開(kāi)挖深度約為9.3～13.3m，依據(jù)JGJ120-2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》可知本基坑安全等級(jí)為一級(jí)。

圖1 基坑開(kāi)挖平面及周邊環(huán)境圖

揭露場(chǎng)區(qū)內(nèi)地表以下90m 范圍內(nèi)巖土層主要為5 大類地基土：①人工填土層（Q4ml）；②第四紀(jì)沖積層（Q4al+ql）；③第四系沼澤沉積層（Q4h）；④第四系沖湖積層（Q4al+l）；⑤第四系湖積層（Q4l）。所在的地區(qū)地下水主要為第四系松散層孔隙水和微承壓型孔隙水，地下水埋設(shè)為2.0～2.7m 之間；微承壓水主要集中在圓礫層內(nèi)。

2 工程難點(diǎn)

1）基坑開(kāi)挖區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件復(fù)雜[3]，存在大量的沖湖積淤泥質(zhì)土和富水含砂層，具有強(qiáng)度較低以及“三高一低”的特性，不利于巖土體的自穩(wěn)和基坑的變形控制；地下水的埋深較淺進(jìn)而對(duì)控制地下水的止水帷幕施工要求高。

2）基坑周邊的分布有大量的建構(gòu)筑物。擬開(kāi)挖區(qū)域東側(cè)和南側(cè)距離坑周約為13.6m 處為市政次干道，存在大量的市政管道，基坑北側(cè)為現(xiàn)有建筑物距離坑邊僅2m，在施工期間需在坑邊布置臨時(shí)施工廠房所以對(duì)基坑的變形量要求很高。

3）本基坑采用的支護(hù)體系復(fù)雜。針對(duì)不同的情形本基坑采取了樁錨（旋噴錨樁）、內(nèi)支撐、二重管高壓旋噴樁以及雙排樁支護(hù)形式，施工工序極其煩瑣，不同的支護(hù)形式的搭接質(zhì)量要求高，在保質(zhì)保量的前提下合理的組織施工是一個(gè)重大的難點(diǎn)。

3 基坑支護(hù)方案

結(jié)合擬開(kāi)挖基坑場(chǎng)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)水文條件以及周邊環(huán)境，保證不影響周邊建構(gòu)筑物的正常運(yùn)行，開(kāi)挖之后施工期間及后續(xù)自身的穩(wěn)定性良好的前提下，對(duì)本基坑采用分區(qū)域分段采用不同的支護(hù)形式[4]：基坑北側(cè)、東側(cè)和南側(cè)側(cè)采用“樁錨+二重管高壓旋噴樁”在既有建筑物距離很近處使用內(nèi)支撐加強(qiáng)，西側(cè)采用雙排樁支護(hù)，依據(jù)具體情況將支護(hù)段擬計(jì)劃分成8 個(gè)支護(hù)剖面單元，詳情如下。

1）A-B 段支護(hù)參數(shù)為：旋挖鉆孔灌注樁?800@1000，二重管高壓旋噴樁?700@100置于灌注樁間隙，兩排錨索采用旋噴錨樁?400@2 000，三軸攪拌止水帷幕?650@450，開(kāi)挖深度為9.3m。

2）B-C 段支護(hù)參數(shù)為：旋挖鉆孔灌注樁?800@1 000，三道內(nèi)支撐（第一排使用砼撐，二三排使用鋼支撐），二重管高壓旋噴樁?700@1 000 置于灌注樁間隙，三排錨索采用旋噴錨樁?500@2 000，高壓旋噴止水帷幕?700@500，開(kāi)挖深度為13.3m。

3）C-D、D-E、E-F、F-H段支護(hù)參數(shù)為：旋挖鉆孔灌注樁?800@1 000，兩排錨索采用高壓旋噴樁@400@2 000，三軸攪拌止水帷幕?650@450；C-D 段在灌注樁間隙使用二重管高壓旋噴樁?700@1 000；E-F 段在C-D 相對(duì)應(yīng)的位置布置內(nèi)三道支撐；F-H 段之間有一段出土口加固區(qū)域增加5 排?650@1 800，排間距1 000，開(kāi)挖深度10.5～13.3m。

4）H-A段支護(hù)參數(shù)為：雙排樁?800@1000，雙排樁間距32000，三軸攪拌止水帷幕?650@450，二重管高壓旋噴樁?700@1 000 置于灌注樁間隙，開(kāi)挖深度，開(kāi)挖深度9.3m。

4 施工工藝

4.1 降、排水及回灌井施工

基坑開(kāi)挖區(qū)域地處沖湖積，巖土層的含水率較高，地下水埋深很淺。對(duì)于本基坑擬采用“三軸攪拌樁止水帷幕+二重管高壓旋噴樁+基坑內(nèi)采用管井和明排以及坡頂設(shè)置截水溝”的方式對(duì)場(chǎng)區(qū)內(nèi)水來(lái)控制[6]。三軸攪拌樁止水帷幕緊貼采用一孔法施工，水泥參入量為20%，水灰比控制在1.5～2.0 之間；二重管高壓旋噴樁注漿材料為42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比控制在0.8～1.2之間，高壓水的壓力為20MPa；在坑底均勻布置10 口?600 降水井，降水井內(nèi)安裝?360/300波紋管周邊充填1～3mm 路豆沙，采用尼龍網(wǎng)封底確保不發(fā)生抽泥現(xiàn)象，將地下水控制在坑底0.5～1.0m 范圍內(nèi)。

在基坑底距離支護(hù)樁300mm 出開(kāi)挖500×500 的排水溝排出基坑內(nèi)明水，距離基坑的1m 設(shè)計(jì)截水溝攔截施工及大氣降水灌入基坑內(nèi)。

防止基坑降水造成周邊建筑物開(kāi)裂或不均勻沉降，在基坑?xùn)|南西北4 個(gè)方向分別均勻設(shè)置2、3、3、4 口回灌井，井徑705mm，設(shè)計(jì)井深14.3m，實(shí)際長(zhǎng)度視情況而定，回灌用水應(yīng)滿足相應(yīng)的環(huán)保要求規(guī)定。

4.2 旋噴錨樁施工

在基坑的東、南和北側(cè)都設(shè)置旋噴錨樁，施工之前查明地下管線的空間位置，采用分段分層開(kāi)挖，分段長(zhǎng)不長(zhǎng)于20m，下層開(kāi)挖之前必須錨索以張拉且養(yǎng)護(hù)14 天以上。錨索施工應(yīng)跳打，張拉應(yīng)間隔進(jìn)行。如圖2 所示，旋噴錨樁樁徑400mm，擴(kuò)大頭直接為800mm，斜向旋噴錨樁采用P.O42.5 級(jí)水泥，水泥摻入量不少于35%，水灰比0.7，旋噴攪拌的壓力應(yīng)為15～20MPa；鋼絞線插入定位誤差不超過(guò)30mm，底部標(biāo)高誤差不大于20cm；錨具采用OVM 系列，高壓油泵和100t 穿心千斤頂進(jìn)行張拉鎖定。正式張拉前先用20%鎖定荷載預(yù)張拉一次，再以50%、100%的鎖定荷載分級(jí)張拉至鎖定荷載，保持15min，觀測(cè)錨頭無(wú)位移現(xiàn)象鎖定。若達(dá)不到要求，應(yīng)在旁邊補(bǔ)樁。

圖2 旋噴錨樁大樣圖

4.3 內(nèi)支撐施工

本基坑在B-C 段使用內(nèi)支撐支護(hù)控制坑頂變形，基坑開(kāi)挖至1.0m 深度時(shí)掏槽設(shè)置第一道支撐采用1 000×800mm 砼撐，水平方向是相隔6.8和6.5m，開(kāi)挖至5.1m 深度處掏槽設(shè)置第二道支撐，第二道支撐采用?609t16 鋼管支撐，水平間距6.5m；基坑開(kāi)挖至8.7m 深度處掏槽設(shè)置第三道支撐，第三道支撐采用?609t16 鋼管支撐，水平方向間距6.5m。

4.4 基坑監(jiān)測(cè)

為實(shí)現(xiàn)基坑施工過(guò)程中全過(guò)程監(jiān)測(cè)、信息化施工，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中的問(wèn)題及時(shí)處理[5]。

依據(jù)JGJ120-2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》，基坑施工期間需要監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目有：支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的水平和豎向位移、基坑周邊建（構(gòu)）筑物、市政道路及管線沉降監(jiān)測(cè)、坑邊地面沉降、錨索拉力、內(nèi)支撐軸力、支護(hù)樁內(nèi)力、支撐立柱沉降；平時(shí)加強(qiáng)巡檢。

首先建立平面控制網(wǎng)和水準(zhǔn)控制網(wǎng)，在支護(hù)樁樁頂冠梁上較固定的位置按照20m 間距布設(shè)水平和豎向監(jiān)測(cè)點(diǎn)；支護(hù)樁內(nèi)的應(yīng)力監(jiān)測(cè)在受力、變形較大（豎直方向?yàn)閺澗剌^大處）的鋼筋上每隔5m（豎直方向）為一組，每個(gè)剖面間距20m布設(shè)一組實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，內(nèi)支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè)方式類似；旋噴錨樁內(nèi)力監(jiān)測(cè)使用BSIL-L2 系列鋼弦式錨索測(cè)力計(jì)；地表沉降應(yīng)沿基坑呈斷面的形式間距20m 布設(shè)一組方便數(shù)據(jù)分析和整理，盡量保證地面平整不影響車輛及行人正常工作，防止被損壞，監(jiān)測(cè)范圍為3 倍基坑深度；立柱沉降通過(guò)在立柱上焊接?18mm 鋼筋使用特殊標(biāo)記一邊使用精密水準(zhǔn)儀直接測(cè)量其沉降量；周邊既有建筑物的沉降觀測(cè)使用隱蔽式沉降標(biāo)志，通過(guò)鉆孔埋設(shè)在不影響既有建筑物美觀的位置處，盡可能平行于基坑邊相隔10m 布設(shè)一個(gè)，通過(guò)精密的順準(zhǔn)測(cè)量采用差異沉降法觀測(cè)。

基坑開(kāi)挖之前先記錄好初始值，監(jiān)測(cè)周期為自基坑開(kāi)挖至主體結(jié)構(gòu)建設(shè)完成，基坑開(kāi)挖深度小于5m 時(shí)監(jiān)測(cè)頻率為0.5 次/天，設(shè)計(jì)開(kāi)挖深度大于10m 的基坑為2 次/天；底板澆筑完成之后14 天內(nèi)監(jiān)測(cè)頻率為2 次/天（7 天之后可以適當(dāng)降低頻率），澆筑完成14 天之后逐步降低監(jiān)測(cè)頻率。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)該做好與之前數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，當(dāng)累計(jì)值或者變化速率超過(guò)表1 所示值后應(yīng)該報(bào)警停止施工，及時(shí)通知設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理以及建設(shè)方開(kāi)會(huì)處理。

表1 基坑報(bào)警值

5 結(jié)論

針對(duì)地處沖湖積地區(qū)的復(fù)雜環(huán)境下的深基坑開(kāi)挖制定了嚴(yán)密的施工方案，本文主要從分析場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件，使用三軸攪拌止水帷幕和二重管高壓旋噴樁控制地下水；通過(guò)使用樁錨、雙排樁以及內(nèi)支撐支護(hù)，建立完善的監(jiān)測(cè)網(wǎng)實(shí)時(shí)掌握基坑的運(yùn)行狀況，合理的組織施工對(duì)類似的工程建設(shè)具有一點(diǎn)的指導(dǎo)意義。O