建筑工程深基坑支護技術(shù)

　   近年來,城市中高層建筑的不斷增多和增高以及對地下空間的開發(fā)利用,使得基坑向著大深度、大面積方向發(fā)展,基坑支護設(shè)計理論也隨著工程實踐而逐漸發(fā)展。由于基坑一般都位于已有建筑物、道路、地下管線密集的城區(qū),開挖基坑的土體變形受周圍環(huán)境影響較大,加之,基坑支護設(shè)計具有很強的工程地區(qū)經(jīng)驗性,有時引起計算結(jié)果與基坑開挖實際并不完全相符,因此,支護結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計、施工及開挖過程中的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、信息反饋顯得十分重要。本工程施工期間未發(fā)生任何重大事故和險情,基坑支護設(shè)計順利通過施工實踐的考驗,達到了預期設(shè)計目的,為地下主體結(jié)構(gòu)施工提供了良好的施工條件。
　　1 工程實況
　　 該工程總建筑面積181123m2,建筑占地面積12524m2,擬建建筑物由三棟辦公樓組成,均為高層建筑(24～26層),采用框剪結(jié)構(gòu),工程樁為鉆孔灌注樁。該工程地下室底板標高為-8.95m,周邊承臺底標高-9.85m,設(shè)計開挖深度8.65～11.55m。
　　1.1地質(zhì)條件
　　 根據(jù)工程地質(zhì)勘查報告資料,在基坑深度及影響范圍內(nèi)，構(gòu)成基坑邊坡的土質(zhì)主要為雜填土、砂質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土夾粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、黏土。該場地表部地下水屬潛水類型,主要賦存于第2層砂性土中,分布連續(xù)。下部地下水主要分布于第9層圓礫層中,略具承壓性,透水性較好,含水量較豐富;場地地下水主要以大氣降水補給,側(cè)向徑流較緩慢,排泄以垂直蒸發(fā)為主。水位受季節(jié)影響明顯,變化較大,勘查期間測得穩(wěn)定水位在1.0～4.1m之間,地下水年變化幅度1.1～1.7m。
　　2基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　 根據(jù)基坑開挖深度、周圍環(huán)境及土層特性,綜合考慮圍護結(jié)構(gòu)的安全、圍護費用及基坑施工等因素,采用如下基坑設(shè)計方案:基坑上部為土釘墻支護,下部采用兩層鋼筋混凝土內(nèi)撐式與鉆孔灌注樁相結(jié)合的圍護方案,同時采用水泥攪拌樁形成基坑外側(cè)的止水帷幕;對電梯井坑中坑局部加深,采用松木樁普通土釘墻圍護。鉆孔灌注樁直徑800～900mm,中心距1000～1100mm,混凝土強度等級為C30,樁長為19.0～24.0m。頂梁、圍檁和支撐的混凝土強度等級為C30,支撐的豎向立柱的下部盡可能利用工程樁(鉆孔灌注樁),局部采用新增φ800鉆孔灌注樁,柱上部為井字鋼構(gòu)架,伸入第一層支撐500mm,下部伸入樁內(nèi)2m,構(gòu)架截面尺寸為600mm×600mm,由四根L140×90×10的角鋼和-440×240×12@500的綴條焊接而成,鋼材為Q235鋼,焊條為E43型,焊接為圍焊,焊縫高度8mm,施工時先將桁架與下部鉆孔灌注樁的鋼筋籠主筋焊接牢固,再整體吊入孔內(nèi)。水泥攪拌樁直徑800mm,樁長12m,相互搭接而成,基坑西面偏北段與鄰近建筑物距離較近,水泥攪拌樁中心距為500mm,搭接300mm,其余各側(cè)樁中心距為550mm,搭接250mm。松木樁長度為7m,中心距550mm,樁梢徑直徑150mm,共設(shè)置兩排土釘,長度5～7m。
　　3施工要點
　　3.1施工方案
　　 根據(jù)現(xiàn)場情況及設(shè)計要求,本次施工的總體布置為:首先進行深井降水并設(shè)立觀測井,以觀測降水的效果,確定基坑開挖的時間;在深井降水施工過程中,同時進行支護樁的施工;當深井降水達到開挖要求后,即可進行基坑的分層開挖,當開挖至分層標高時,可進行每層的土釘墻、瀉水孔或錨索的施工,土釘墻的施工分三個部分,即土釘、掛網(wǎng)與噴射混凝土的施工。如此分層施工直到開挖結(jié)束。
　　3.2 鉆孔灌注樁施工
　　 采用正循環(huán)鉆進,泥漿護壁成孔,導管水下灌注混凝土成樁工藝。測量定位及護筒的埋設(shè)-成孔-鋼筋籠制作與吊放-混凝土的灌注-成樁。
　　3.3 深井降水施工
　　 機械成孔,然后是清孔、下濾管,最后是下泵抽水。施工工藝流程:測量放線-鉆機成孔-井點管制作與安裝-填砂-洗井-安裝潛水泵-抽水。
　　3.4 土釘墻施工
　　 錨桿施工時應嚴格按設(shè)計要求進行布置,施工采用洛陽鏟進行成孔,孔深應達到設(shè)計要求,并按設(shè)計要求進行注漿。掛網(wǎng)噴混凝土施工應注意在平整坡面后噴射C20混凝土3cm后,再進行掛網(wǎng),并嚴格按設(shè)計要求與土釘相聯(lián),完畢后再用C20混凝土噴射到10cm。
　　4質(zhì)量保證措施
　　 針對本工程的特點,對本工程的質(zhì)量目標是保證本工程施工質(zhì)量達到設(shè)計與規(guī)范要求,確保基坑能夠順利開挖。質(zhì)量保證項目主要包括以下內(nèi)容:錨孔(錨桿與錨索,以下同)孔位偏差不得超過規(guī)范及設(shè)計要求;原材料(鋼材、鋼絞線、水泥、砂、石子及電焊條等)必須符合要求;錨孔傾角應按設(shè)計要求執(zhí)行,偏斜度不應大于規(guī)范要求,孔深應超過錨索、錨桿設(shè)計長度;錨頭部分的處理應符合規(guī)范及設(shè)計要求;灌漿、預應力張拉施工應嚴格按規(guī)范及設(shè)計要求執(zhí)行;錨索、長錨桿的加工,應設(shè)內(nèi)錨頭、隔離架、保持架;錨索的二次注漿管的安裝應按設(shè)計進行;噴錨網(wǎng)應嚴格按圖制作與安裝,噴射混凝土的厚度也必須達到設(shè)計要求;錨索的外錨頭制作與安裝應嚴格執(zhí)行圖紙要求,并確保槽鋼能平實地與樁接觸。
　　5變形觀測
　　 本次施工在坑緣共設(shè)置變形及沉降觀察點23個,觀測期間建立監(jiān)測點和監(jiān)測系統(tǒng),在施工期間進行連續(xù)的觀測,在土方開挖及雨季加密觀測,并及時將觀測結(jié)果反饋給建設(shè)和施工單位,按變形量控制基坑開挖的安全。據(jù)觀測結(jié)果,最大位移S=35.2mm,最小位移11.1mm,最大位移速率為0.205～0.764mm/d,最大位移點在樁頂,最小點在樁底,樁身位移沿深度方向基本上呈線性變化,鉆孔樁位移基本處于穩(wěn)定狀態(tài),與計算結(jié)果基本吻合。
　　6幾點結(jié)論
　　 文章結(jié)合工程實例和工程地質(zhì)狀況,詳細闡述了高層建筑深基坑工程支護結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工、監(jiān)測方案,并對基坑施工采用的鉆孔灌注樁與土釘墻聯(lián)合支護施工技術(shù)進行了深入分析探討,總結(jié)歸納了基坑設(shè)計、施工、監(jiān)測方面的相關(guān)經(jīng)驗,為以后的類似工程實踐提供參考和借鑒。
　　 (1)在土質(zhì)較差與基坑變形要求高的部位,采用上部普通土釘墻、下部鉆孔灌注樁加兩層鋼筋混凝土支撐的支護形式,不僅為土方開挖創(chuàng)造了較大的工作面,節(jié)約了施工成本,同時也有效控制了基坑的整體穩(wěn)定性、基坑的上部變形及基坑內(nèi)滲水,確保了基坑與周邊管線、建筑物的安全。
　　 (2)在大面積降水情況下,局部設(shè)置止水帷幕可提高防止水土流失的安全度,但由于繞流的存在,坑外地下水位一般也會降至坑底附近。
　　 (3)砂性土地基中降水對周圍環(huán)境產(chǎn)生沉降的影響一般發(fā)生在降水初期,沉降大小與場地土層分布、降水歷史、地下水位下降幅度等諸多因素有關(guān)。
　　(4)施工中要加強監(jiān)測和觀測。布置監(jiān)測點監(jiān)測土體的位移情況,觀測降水情況和支護結(jié)構(gòu)的狀態(tài),發(fā)現(xiàn)異常及時采取有效措施。