陶言祺

(安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司，安徽 合肥 230000)

船閘一般鄰水、臨堤而建，閘址位于河床或河灘地上，基底多含淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，軟土土質(zhì)差；基坑深度由地面標(biāo)高、最低通航水位和門檻水深決定，基坑開挖深度往往大于5 m?；娱L度與寬度均較大，開挖面積大，基坑開挖易出現(xiàn)邊坡或支護(hù)失穩(wěn)、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形大、基坑隆起，承壓水頂托等問題，建設(shè)條件復(fù)雜。單排鉆孔樁[1]作為常用的臨時工程支護(hù)方式，樁體剛度大，施工對周邊地層、環(huán)境影響小，結(jié)合旋噴樁止水，不僅可以保證施工期的安全，還可以節(jié)省工程投資。

本文綜合介紹了水陽江船閘基坑工程單排鉆孔樁支護(hù)措施及軟土基坑的施工挖土方案，結(jié)合計算結(jié)果和現(xiàn)場監(jiān)測成果，對軟土基坑單排樁支護(hù)進(jìn)行了分析研究。

1 工程概況

水陽江閘壩工程選址在水陽鎮(zhèn)上游0.5 km～1.9 km河段。該河段具有順直微彎、灘地寬闊、河槽靠岸等特點(diǎn)。兩岸堤防距中部最寬350 m，上、下游段300 m～250 m，左岸灘地寬200 m～130 m，右側(cè)河槽寬80 m～100 m。灘地現(xiàn)狀標(biāo)高6.0 m～7.0 m，河槽底標(biāo)高-1.0 m～1.5 m。

根據(jù)河勢、地形條件，液壓低水壩跨右側(cè)河槽布置，船閘沿左岸灘地布置，閘室跨壩軸線居中布置。船閘中心線偏左大堤中心線約6°，與堤頂中心距離分別為上閘首80 m、下閘首95 m。

2 基坑支護(hù)

本工程場地上層覆蓋4 m～8 m素填土和粉質(zhì)黏土層，中部厚約10 m～12 m淤泥質(zhì)黏土層，下層約3 m～5 m厚度粉質(zhì)黏土層，再下為卵石層，閘基坐落在⑤層中。船閘中心線距左側(cè)大堤頂外緣上閘首為77.3 m，下閘首為93.2 m，若全斷面放坡開挖基坑，將削弱了堤防斷面，影響大堤穩(wěn)定，為此必須采取支護(hù)措施，確保施工期堤防安全。船閘主體工程左岸全線采取鉆孔灌注樁支護(hù)，冠梁頂部布置3個坐標(biāo)點(diǎn)，上閘首支護(hù)中部G1，閘室支護(hù)中部G2，下閘首支護(hù)中部G3。船閘基坑開挖平面布置圖見圖1。

場地①2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，工程特性差；②層粉質(zhì)黏土，工程特性一般；②1層粉質(zhì)黏土，工程特性較好，但厚度較?。虎蹖臃圪|(zhì)黏土，工程特性較差；④層粉質(zhì)黏土，工程特性一般；⑤層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，工程特性差；⑥層粉質(zhì)黏土，工程特性差；⑦層粉質(zhì)黏土，工程特性一般；⑧1層卵石，工程特性較好；⑧2層卵石，工程特性好。根據(jù)船閘水工建筑物特點(diǎn)和場地地層條件，閘體底板位于⑤層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層上。由于⑤層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，工程性質(zhì)差，場地地基土力學(xué)指標(biāo)表詳見表1。

表1 場地地基土力學(xué)指標(biāo)表

勘察場地地下水主要為潛水，局部為上層滯水，深層為微承壓水，主要賦存于粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土中?？辈炱陂g實(shí)測地下水埋深為0.4 m～1.0 m左右。

3 基坑支護(hù)方案設(shè)計

3.1 基坑支護(hù)方案

基坑支護(hù)采用了單排樁+樁頂放坡卸載的方案[2]。樁頂以上放坡坡比上閘首、閘室采用1∶3，下閘首采用1∶4，邊坡坡面采用噴射混凝土防護(hù)。

單排樁支護(hù)采用鉆孔灌注樁，樁頂設(shè)1.2 m×1.2 m冠梁，冠梁頂高程1.0 m，樁端支承載卵石層中，其中上、下閘首支護(hù)樁徑1.2 m，樁間距1.3 m；閘室樁支護(hù)樁樁徑1.0 m，樁間距1.1 m。支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)詳見表2。

表2 支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)表 m

船閘基坑開挖斷面見圖2。

3.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)分析

3.2.1 設(shè)計計算參數(shù)

根據(jù)周邊環(huán)境現(xiàn)狀，確定支護(hù)參數(shù)，詳見表3。

表3 基坑參數(shù)

3.2.2 抗傾覆、整體穩(wěn)定、位移計算

基坑支護(hù)計算采用了軟件理正深基坑7.0，支護(hù)系統(tǒng)整體穩(wěn)定、抗傾覆驗(yàn)算依據(jù)JGJ 120—2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程。在最不利工況下，對支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算，計算結(jié)果詳見表4。

表4 基坑支護(hù)計算結(jié)果

3.2.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)分析

1)冠梁頂沉降位移分析。

基坑開挖期間冠梁頂部和冠梁后緣地表沉降見圖3。G1，G2，G3三個點(diǎn)沉降隨著基坑開挖不斷增大，沉降在5月5日～6月1日這一個月里增幅較大，6月1日～7月30日增幅逐漸減小，實(shí)際監(jiān)測G1，G2，G3最大沉降分別為3.01 mm，5.42 mm，6.29 mm；計算沉降分別為16 mm，15 mm，25 mm。計算結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測差距不大[3]。

可以看出冠梁沉降較小，因?yàn)闃痘С休d卵石層上，沉降較小，沉降的增加主要由于樁頂向基坑內(nèi)水平位移引起的冠梁頂部的高程變化；冠梁后緣地面沉降采用拋物線法計算，計算明顯大于冠梁沉降，符合現(xiàn)場冠梁后緣與地面出現(xiàn)輕微錯臺和裂隙現(xiàn)象。

2)冠梁頂水平位移分析[4]。

基坑開挖冠梁頂部的水平位移見圖4。G1，G2，G3三個點(diǎn)水平位移隨著基坑開挖不斷增大，沉降在5月5日～6月1日這一個月里增幅較大，6月1日～7月30日增幅逐漸減小，實(shí)際監(jiān)測G1，G2，G3最大沉降分別為30 mm，17 mm，36 mm；計算沉降分別為38.61 mm，25.93 mm，45.6 mm。計算結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測差距不大。第一個月里，基坑大面積卸載，水平位移發(fā)展較快，后期逐步開挖至建基面，水平位移慢慢收斂，最終穩(wěn)定，閘室基坑深度小于上、下閘首，最終支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移也小于上、下閘首的支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移。

現(xiàn)場監(jiān)測水平位移略小于計算結(jié)果，單排樁計算模式下，計算結(jié)果能夠較為真實(shí)的反映支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移，可以用于指導(dǎo)設(shè)計、施工及監(jiān)測中位移報警值的設(shè)置。

4 施工技術(shù)

船閘基坑為長條形，采用分區(qū)跳倉施工，軟土分層開挖厚度0.5 m～0.8 m。施工中結(jié)合樁頂位移監(jiān)測結(jié)果調(diào)整開挖層厚和開挖區(qū)域，基坑開挖至建基面后及時封底澆筑主體結(jié)構(gòu)底板，減少基坑暴露時間，有效的控制了支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移[5]，保障基坑安全穩(wěn)定。

5 結(jié)論

1)計算結(jié)果和監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，單排樁結(jié)合樁頂放坡的形式能夠保證基坑開挖的安全穩(wěn)定，減小對周邊環(huán)境的影響。

2)對比計算結(jié)果和現(xiàn)場監(jiān)測成果，單排樁計算水平位移較為接近實(shí)際位移，鉆孔樁支承 載卵石層上，沉降較小，但由于樁頂水平位移導(dǎo)致樁后土體的沉陷，地面沉降大于樁頂沉降，計算結(jié)果合理。

3)船閘軟土基坑采用分區(qū)跳倉分層開挖能夠避免大面積開挖、卸荷過快引發(fā)的支護(hù)結(jié)構(gòu)位移超限和基坑穩(wěn)定問題。