安會麗，劉炳，向榮，謝譽非

（中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

在地下空間的開發(fā)以及建設(shè)過程中， 基坑工程的重要性不言而喻。 而對于深基坑工程而言，高水位環(huán)境下的工程設(shè)計以及推進往往會更加復雜[1]。如果在施工過程中沒有對高水位情況加以處理，那么在施工中會導致地下水涌入基坑，輕則導致工程延期，重則導致深基坑崩塌，對施工安全性有不容忽視的影響[2]。因此，為了確保施工安全，需要確保高水位狀態(tài)下的深基坑的穩(wěn)定性，在高水位深基坑工程中，不僅要對深基坑進行降水施工， 還要對深基坑的支護體系進行一定程度上的加固，但是目前的深基坑加固研究中，在高水位環(huán)境中的深基坑加固分析較少[3]，因此，本研究對高水位環(huán)境下的地下工程深基坑建設(shè)方案以及施工方法進行分析， 并針對其優(yōu)化設(shè)計方案進行探討，旨在確?；臃€(wěn)定性的同時提高工程效率，從而確保工程項目的安全性。

2 高水位地下工程深基坑工程地質(zhì)及水文情況

2.1 工程地質(zhì)條件

某項目基坑工程施工前， 采用工程地質(zhì)鉆探的方法對工程區(qū)域的地質(zhì)進行分析， 勘探深度內(nèi)的巖土層情況如圖1 所示。 為確保在工程進行途中的穩(wěn)定以及安全，在工程施工過程中，應(yīng)對工程周邊采取有效的監(jiān)測措施，對基坑附近的土體平移、地下水位變化和地面沉降情況進行實時的精確監(jiān)測，對該基坑的邊緣坡體進行穩(wěn)定性檢測，檢測方法為瑞典條分法。 在本基坑工程中初步采用了截水溝以及排水盲溝兩種降水措施，其基坑剖面圖如圖1 所示（橫坐標代表基坑中心至地質(zhì)取樣邊緣距離）。

圖1 基坑剖面圖示例

2.2 工程水文條件

在基坑擬建地區(qū)附近有江流， 其在勘測期間的水位為8.00 m。 通過對該區(qū)域的地質(zhì)勘察可知，地下水種類主要為第四系松散巖孔隙潛水-微承壓水， 黏土-粉砂巖為該水層的隔水層，總體上水量不大；中砂、粗砂以及圓礫石層中存在孔隙水，水量較大。 以上地下水的來源主要是大氣降水以及周邊含水層的滲透。 根據(jù)工程現(xiàn)場的鉆孔取芯檢測，雜填土、中砂、粗砂以及圓礫石層的滲透系數(shù)均較大，屬于10-1～10-3cm/s 級別，其他的巖土層則表現(xiàn)為弱透水性。

3 高水位地下工程深基坑支護施工方案

3.1 深基坑支護施工基本準則

在本工程的施工過程中，應(yīng)滿足的要求為：（1）滿足支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求，支護結(jié)構(gòu)不能發(fā)生傾倒、滑動和塌陷；（2） 在基坑工程最下層不能發(fā)生地層凸起、 管涌等危險現(xiàn)象；（3）在支護整體搭建完成后，支護結(jié)構(gòu)在承受負荷時不能有結(jié)構(gòu)強度上的損失；（4）止水施工設(shè)計要能滿足控制水土流失的作用；（5）工程中土方的挖掘過程應(yīng)做到有組織、區(qū)域性、階段性地有序挖掘；（6）深基坑邊緣2 m 范圍內(nèi)的地面荷載不得超出承重上限，超載上限為20 kPa，并且周邊平臺不可以堆疊過多。

3.2 高水位地下工程深基坑降水措施

在基坑支護體系施工前，需要采取有效的水位控制措施，才能安全開工。 通過降排水措施，可以使土體以及基保持干燥狀況，從而確保工程的穩(wěn)定性以及安全性。 例如，在基坑工程周邊設(shè)置止水帷幕，對水位進行有效控制，必須保證基坑底部的水位深度在0.5～1.0 m，本項目基坑止水帷幕為3 排φ500 mm間距為35 mm 的雙管高壓旋噴樁；在基坑附近進行降水井的設(shè)置，數(shù)量約為50 口；在深基坑底部設(shè)置數(shù)個積水坑，進行重力流排水。

施工前，首先進行雙管高壓旋噴樁的試驗樁施工，以進一步確認各項施工參數(shù)。 通過試做2 根試驗樁，確認各參數(shù)為：（1）高壓泥漿射流的壓力必須大于20 MPa；（2）水泥漿液水灰比為0.8～1.0，應(yīng)盡可能保持為1.0；（3）水泥漿液需在施工前1 h 進行攪拌，攪拌后的靜置時間應(yīng)小于3.5 h；（4）使用42.5R早強硅酸鹽水泥， 水泥摻入量必須大于土體總量的35%；（5）施工過程中，應(yīng)首先進行試噴，施工順序為噴漿、旋轉(zhuǎn)、提升；（6）需對設(shè)備以及管路進行檢查，避免注漿管以及噴嘴內(nèi)有雜物，噴嘴與高壓泵的距離必須大于45 m；（7）如果施工過程中發(fā)生故障， 為防止樁體中斷， 應(yīng)在第一時間停止噴涂；（8）旋噴過程中的鉆孔冒漿量必須符合工程要求，即為成樁工程量的10%～30%，如果冒漿量大于成樁工程量的30%或者發(fā)生不冒漿，則應(yīng)檢查設(shè)備并進行排查；（9）旋噴過程中如果發(fā)現(xiàn)地下有障礙物，應(yīng)采取相應(yīng)措施進行處理；（10）采用隔孔施工法；（11）注漿后應(yīng)清洗泵體以及管路。 最終的旋噴成樁質(zhì)量要求如表1 所示。

表1 旋噴成樁工程質(zhì)量要求

3.3 高水位地下工程深基坑支護施工

采用倒掛井的施工工藝進行支護結(jié)構(gòu)施工， 支護結(jié)構(gòu)包括護壁以及圍護樁。 護壁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；圍護樁直徑為1.2 m，樁體嵌固深度為2.6 m，采用C30 混凝土。 在施工前，止水帷幕旋噴樁的無側(cè)限抗壓強度必須達到設(shè)計要求， 其值必須大于1.0 MPa，必須在其達到強度后再進行后續(xù)施工。

3.4 高水位地下工程深基坑護壁施工

根據(jù)現(xiàn)場實際情況檢查止水帷幕樁體強度是否達標，測量放線后，根據(jù)確定好的基坑邊線，采用機械開挖，在到達深基坑底部標高后，對其進行人工修整。 通過常規(guī)工程流程綁扎鋼筋、立模，然后進行混凝土灌注、安裝鋼結(jié)構(gòu)支撐。 由于基坑護壁采用倒掛井施工工藝，所以，在分層施工時，應(yīng)以每道護壁的高度作為一層，在施工過程中充分利用時空效應(yīng)。 護壁鋼筋采用常規(guī)的綁扎法進行施工， 每道護壁之間的鋼筋通過焊接連接，護壁與底板通過錨固連接，護壁模板采用鋼模板。 混凝土澆灌完成后，要及時進行養(yǎng)護，必須在強度達標后才能拆除側(cè)模板。

3.5 高水位地下工程深基坑圍護樁施工

圍護樁主要采用鉆孔灌注樁進行施工， 直徑為1.2 m，樁的中心距為3 m，其嵌入土體深度為2.6 m。 其中，設(shè)置了3 道內(nèi)支撐圍護樁。 第一道的材質(zhì)主要為鋼筋混凝土，第二、第三道采用管壁為1.6 cm、管徑為60.9 cm 的鋼管，其豎向間距分別為4 m 和3.5 m，圍護樁頂設(shè)有冠梁，圍護樁之間掛置鋼筋網(wǎng)，采用了噴射的方法完成混凝土的澆灌，鋼筋的設(shè)置流程必須遵守相關(guān)官方要求， 并且需要根據(jù)實際要求長度對主筋進行錨固，并將其嵌入冠梁內(nèi)。 最終的深基坑支護施工示意圖如圖2 所示。

圖2 高水位深基坑支護施工示意圖

4 高水位地下工程深基坑監(jiān)測

4.1 高水位地下工程深基坑監(jiān)測預(yù)警值

根據(jù)本工程中的基坑施工范圍以及深度， 對其本身以及附近環(huán)境進行監(jiān)測預(yù)警。 監(jiān)測內(nèi)容包括支護結(jié)構(gòu)水平位移、水位、地面沉降、樁頂水平位移等內(nèi)容。 本基坑的開挖深度為19 m，應(yīng)按照GB 50497—2019《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標準》的相關(guān)要求，按照一級基坑要求進行監(jiān)測，監(jiān)測項目預(yù)警值如表2 所示。

表2 基坑檢測預(yù)警值

如果在監(jiān)測中途發(fā)生以下情況， 則應(yīng)第一時間終止工程然后報警，并采取應(yīng)急措施：（1）某項監(jiān)測數(shù)據(jù)到達預(yù)警閾值；（2）基坑支護結(jié)構(gòu)突然發(fā)生明顯位移；（3）周邊土壤發(fā)現(xiàn)顯著的位移；（4）工程底部出現(xiàn)流沙或是較為嚴重的滲水；（5）支護體系出現(xiàn)較大的變形、斷裂、彎曲、松弛現(xiàn)象；（5）周邊建筑開裂或出現(xiàn)較大變形。

4.2 高水位地下工程深基坑監(jiān)測頻率

安全監(jiān)測工作從施工開始便進行， 基坑支護體系構(gòu)建完成并回填完畢則監(jiān)測工作結(jié)束，在施工的全過程中需要持續(xù)不中斷地進行安全監(jiān)測工作。 各項參數(shù)的監(jiān)測頻率如表3 所示。

表3 基坑安全參數(shù)監(jiān)測頻率表

4.3 高水位地下工程深基坑監(jiān)測點位布置

對于本基坑工程，為實現(xiàn)監(jiān)測的客觀性以及準確性，最大限度地保證工程的安全進行， 監(jiān)測點位分布于基坑四周以及基坑內(nèi)部。

5 高水位地下工程深基坑加固方法效益分析

通常來說，在高水位環(huán)境下，一級深基坑的支護建設(shè)通常采用地下連續(xù)墻施工體系，而對于較為狹小的施工場地，會影響施工空間的局限性， 導致無法進行鋼筋籠加工以及吊裝使用。 而止水帷幕、護壁以及圍護樁的施工在工作空間的需求上則相對靈活，不受工作場地大小的限制。 止水帷幕一方面可以滿足在高水位環(huán)境下的止水需求， 另一方面可以發(fā)揮一定的加固作用， 而護壁和圍護樁的應(yīng)用進一步保證了基坑的穩(wěn)定性，大大提高了基坑施工現(xiàn)場的穩(wěn)定性以及安全性。

6 結(jié)語

本研究提出在高水位環(huán)境下的深基坑工程中采用止水帷幕、護壁以及圍護樁相結(jié)合的施工技術(shù)，可以有效解決在高水位環(huán)境下施工空間過于狹窄的問題， 滿足在狹小空間內(nèi)深基坑支護的施工要求，并且充分考慮了施工效率以及施工安全。該方法取得了較好的社會以及經(jīng)濟效益，具備較好的應(yīng)用前景。