復(fù)雜地質(zhì)深基坑支護技術(shù)探討

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摘要：以福州某工地深基坑支護工程為例，簡要闡述了在復(fù)雜地質(zhì)條件，無傳統(tǒng)支護結(jié)構(gòu)施工空間的情況下，采用三軸水泥土攪拌樁（內(nèi)插鋼管倒刺）＋錨管土釘墻支護結(jié)構(gòu)，解決基坑開挖難題。監(jiān)測結(jié)構(gòu)表明，基坑變形滿足設(shè)計要求，取得了良好的社會效益及經(jīng)濟效益

關(guān)鍵詞：深基坑；軟土富水地層；三軸水泥土攪拌樁；止水效果；基坑變形；監(jiān)測

1工程概況

擬建建筑物位于倉山區(qū)城門鎮(zhèn)清富村，是福建省福州市改造拆遷安置房項目之一。由于征地拆遷及場地限制等原因，本工程分為二期施工，一期場地西南面與待拆遷的砂石廠、瀝青攪拌站相臨，其中2＃樓相臨最近，僅3．5m；北側(cè)約2m為周邊村民建筑；東側(cè)約20m為福廈高速、南面緊靠烏龍江。擬建建筑物基坑周長325m，基坑開挖深度約4．6～6．2m，基坑側(cè)壁安全等級為Ⅱ級。

2工程地質(zhì)條件

2．1工程地質(zhì)條件

擬建工程場地位于烏龍江北側(cè)，主要為沖淤積平原地貌，工程地質(zhì)分區(qū)屬淤積、沖積區(qū)。一般上覆0．4～3．8m厚人工填土層，下部主要由黏土及淤泥質(zhì)土及粉質(zhì)黏土、砂土構(gòu)成?；娱_挖地層1．5～9．3m為淤泥質(zhì)黏土層，10m以下為粉質(zhì)黏土層，穩(wěn)定性差。與基坑支護相關(guān)的土層由上而下主要組成如表1，物理力學(xué)指標見表2。

2．2水文地質(zhì)條件

擬建場地場區(qū)地下水主要為上層滯水、孔隙承壓水。地下水豐富，水位高，與烏龍江水位有著密切聯(lián)系，場地地下水初見水位埋深約在0．5～1．6m，穩(wěn)定水位埋深約在0．4～3．1m，基坑施工基本在地下水位以下，對工程的降水要求非常高。上層滯水主要存在于雜填土、填中砂中，水位埋深約在0．5～1．6m，其水量受季節(jié)性降水及地表生活用水影響，隨地形和季節(jié)變化而變化，場地距烏龍江較近，補給充沛。場地中部中細砂（含泥）的孔隙承壓水富水性好，水量豐富，與烏龍江水系具較強的水力聯(lián)系，互補關(guān)系，季節(jié)性變化規(guī)律明顯，同時受一定的潮汐影響，水量較為豐富，土方開挖易引起流土、流砂、突涌，對工程影響較大。

3基坑支護方案選擇

3．1基坑特點及難點

1）位于二期范圍內(nèi)的砂石廠、瀝青攪拌站未拆遷，一期基坑開挖后基坑南側(cè)緊挨著瀝青攪拌站大型設(shè)備和較多材料堆積的砂石廠，且場地高低差為2m，無太多的場地進行基坑放坡，無法進行南側(cè)的基坑施工。2）一期基坑平面形狀呈現(xiàn)矩形及條形，地質(zhì)條件差，地下水位高，地下水豐富。3）基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，對基坑變形控制要求嚴格。

3．2基坑支護結(jié)構(gòu)選擇

根據(jù)上述基坑特點，綜合考慮基坑安全、質(zhì)量、造價及工期，本工程基坑支護采用三軸水泥土攪拌樁（內(nèi)插鋼管倒刺）＋錨管土釘墻支護結(jié)構(gòu)。1）三軸水泥土攪拌樁即可作為基坑支護結(jié)構(gòu)和基坑側(cè)壁的止水帷幕，內(nèi)插鋼管倒刺，增強基坑的穩(wěn)定性。2）施工靈活性大，可根據(jù)地質(zhì)條件及基坑變形情況，及時調(diào)整鋼管間距，有利于對基坑變形及安全的控制。3）通過錨管注漿，有利于土層穩(wěn)定，可防止流砂發(fā)生。

4基坑支護施工

4．1施工工藝流程

測量放線→三軸攪拌樁機定位→三軸水泥土攪拌樁施工→內(nèi)插鋼管→分段分層開挖土方→錨管施工→鋼筋網(wǎng)片安裝→噴射混凝土施工→基坑變形監(jiān)測→下層土方開挖→基坑變形監(jiān)測→土方回填→基坑施工完成

4．2主要工序施工要點

1）三軸水泥土攪拌樁施工：為減少施工對土體的擾動，采用跳打施工，施工順序為：1幅→3幅→2幅→5幅→4幅。如圖1所示。攪拌樁機施工時應(yīng)保持鉆桿勻速下沉與勻速提升攪拌下沉與提升的速度應(yīng)控制在0．6～1．0m／min，攪拌樁施工過程中應(yīng)保持樁機底盤的水平和樁架的垂直，成樁施工中，加強垂直度監(jiān)測和調(diào)整頻率，確保攪拌樁樁體垂直度不大于1／200，保證成樁質(zhì)量。2）基坑南側(cè)支護加強：采用四排水泥土攪拌樁?；幽蟼?cè)支護形式改為：采用四排A650＠450水泥土攪拌樁作為止水帷幕及重力式擋土墻，面層采用噴錨支護，內(nèi)排攪拌樁長度為13．5m，穿過中細砂層進入淤泥土層，外面三排均為9．0m，在最內(nèi)排及外排水泥土攪拌樁中插入A48×3．5的鋼管L＝6000＠900。3）內(nèi)插鋼管的制作。錨管采用A48的焊接鋼管，壁厚不小于3．5mm，端部采用L90×6角鋼長L＝80與鋼管焊接進行封堵，在鋼管管身開A8的注漿孔（對開孔），管身間距焊接L30×3的角鋼倒刺L＝60。施工過程中要注意：①鋼管采用QZJ－100D潛孔鉆機，強力擊入支護土體中，傾斜角允許偏差小于5（°）時，將注漿管插入管底，進行低壓注漿，注漿壓力控制在1～2MPa，注漿水灰比嚴格按照設(shè)計規(guī)定的0．5純水泥漿，外摻水泥用量的0．05％的三乙醇胺早強劑；③混合料應(yīng)攪拌均勻，隨拌隨用，存放時間不應(yīng)超過2h；④錨管焊接角鋼倒刺，應(yīng)保證焊縫飽滿，無外觀缺陷，角鋼與鋼管的焊縫處應(yīng)進行滿焊，保證焊接的質(zhì)量滿足規(guī)范及設(shè)計要求。4）錨管施工。錨管應(yīng)分層分段、自上而下施工，分段長度為0～15m，分層厚度為每層錨桿以下0．2m。5）土方開挖。土方采取分層、分段開挖，每層開挖深度為0．75m，嚴格按照“先撐后挖，嚴禁超挖”的原則進行。6）鋼筋網(wǎng)片安裝。鎖定筋與加強筋之間采用單面搭接焊連接，焊縫必須飽滿。鋼筋網(wǎng)片與加強筋之間通過點焊連接。7）噴射混凝土施工。在錨管施工完成后，噴射第一層面層混凝土，安裝完成鋼筋網(wǎng)片后，噴射第二層面層混凝土。噴射混凝土順序自下而上，噴頭與受噴面垂直，保持0．6～1．0m距離，噴射混凝土的回彈率不應(yīng)大于15％。經(jīng)試驗確定C20噴射混凝土配合比如表3所示。

5基坑實施效果評價

根據(jù)施工過程中對基坑的變形監(jiān)測結(jié)果，基坑水平位移最大值在30mm以內(nèi)，支護結(jié)構(gòu)的沉降變形值在45mm以內(nèi)，周邊地面沉降值在40mm以內(nèi)，基坑變形速率最大時段發(fā)生在基坑開挖過程中，在基坑完成后，其變形逐漸趨于穩(wěn)定。本工程在基坑施工期間及其后續(xù)的工程施工期間，未因基坑變形影響周邊道路車輛的安全通暢及周邊建筑的安全，避免了與附近居民產(chǎn)生糾紛，達到了設(shè)計預(yù)期的效果，取得了良好的社會效益與經(jīng)濟效益，為后續(xù)工作開展奠定了堅實基礎(chǔ)，也樹立了公司良好的信譽。由于支護變形速率沒有出現(xiàn)增大及不收斂趨勢，變形基坑周邊穩(wěn)定，未產(chǎn)生異?，F(xiàn)象，判定支護結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。

6結(jié)語

本項目一期工程已成功施工完成，對探索真正適合復(fù)雜條件下的基坑支護技術(shù)進行了大膽的嘗試，為深基坑技術(shù)的發(fā)展提供參考，也為同樣類型的基坑條件下施工提供參考。

參考文獻：

［1］王自忠，楊世相，王曉曙，等．復(fù)雜條件下某工程基坑支護技術(shù)［J］．施工技術(shù)，2013，43（10）：135－136．

［2］原華，李運華，朱鴻慶．水泥土攪拌樁加注漿止水技術(shù)在某基坑工程中的應(yīng)用［J］．施工技術(shù)，2012，42（10）：102－103．

［3］千智光．淺談三軸水泥攪拌樁施工技術(shù)及質(zhì)量保證措施［J］．地基處理，2010，26（1）：28－30

作者：滕祖星 單位：福建省建筑設(shè)計研究院有限公司