摘 要: 本文结合某市某小区深基抗工程实例,对深基坑支护施工进行了论述,希望能为类似工程项目提供施工经验。
关键词: 深基坑支护;水文地质;深层搅拌桩;锚杆监测
一、工程概况
(1)该小区位于某市旅游大道西侧,南部距海边约 300m。拟建建筑物为高层住宅楼,楼高28 层(副楼 2 层),建筑占地面积约 28174.9m2,总建筑面积约 84520m2,地下室一层,基础设计为预应力管桩,基坑开挖深度自然地面下-5.3m,开挖深度较大,地下作业的时间长,受台风、暴雨的影响较大,须进行基坑开挖支护,才能有效地保证土建工作的顺利进行。
(2)根据施工现场情况,本设计基坑周边附加荷载均按 10KPa 考虑,地面堆载距坡顶均必须大于 2m,强振动的施工设备和车辆应尽量远离基坑边行驶,且距基坑边缘不小于 5m。大型的施工机械设备(如塔吊等)应设单独基础。(3)在开挖基坑土方时严格控制标高,禁止超挖,也不得扰动基坑板底土体原有的结构。(4)本基坑支护属于临时性支护,支护结构安全有效期为 3 个月。
二、周边环境条件
拟建基坑位于某市旅游大道西侧,南部距海边约 300m,地下水的渗透比较快。拟建建筑物周围较空旷,大部分场地具备放坡空间,但东侧受围墙及市政道路的影响空间有限。针对周边环境的约束条件,分别采用水泥土深层搅拌桩+锚杆与放坡形式。
三、工程水文地质情况
工程水文地质数据来源于某市地质综合勘察设计院提交的《某市某小区岩土工程勘察报告》。1. 场地工程地质情况一层土为素填土,分布于场地东北角,堆填时间约为 3~4 年,层厚 0.6~1.1m,平均值 0.84m,;二层土为粉砂,分布于全场地,以粉细砂为主,局部含贝壳碎屑,层厚 6.4~9.0m,平均值 7.39m,γ=19.1KN/m3、C=23.5Kpa、φ=29.7o;三层土为粘土,分布于场地东侧,韧性中等,无摇震反应,层厚 1.3~3.1m,平均值 2.37m,γ=17.7KN/m3、C=17Kpa、φ=5o;四层土为粉质粘土,分布于场地东侧,韧性中等,无摇震反应,层厚 0.9~2.4m,平均值 1.73m,γ=19.4KN/m3、C=33.2Kpa、φ=15o。2. 水文地质本次勘察深度范围内,③、④、⑤层属相对隔水层,地下水赋存于②、⑥、⑦层中。其中②层属空隙潜水含水层,该层颗粒以粉、细粒为主,粘粒含量较少,因此,透水性强,地下水主要接受大气降水补给,地下水位受海水潮汐影响。⑥、⑦层属基岩裂隙水,裂隙发育但连通性较差,且裂隙多为泥、钙质充填,因此透水性弱,地下水主要接受侧向补给及②层空隙潜水含水层垂直渗透补给。勘察期间,测得场地内钻孔混合稳定水位为 0.8~1.5m,水位年变幅为 1.0m。②层土的渗透系数 10m/d。
四、设计思路
(1)设计原则:基坑支护设计遵循“安全、经济、合理”的基本原则。(2)开挖方式:基坑周边比较宽敞,可以充分利用场地优势,采取自然放坡卸载开挖。(3)支护条件:据勘察结果,基坑开挖深度范围内的土层为素填土和粉砂,为松散及饱和土,土的性状一般,1:1 放坡开挖条件下能自稳,无须采取其它支护措施;1:0.6 放坡条件下坑壁不能自稳,需适当的支护措施后方可开挖取土。(4)周边环境:基坑的东侧为围墙和市政道路,距离基坑开挖边线约 12m、其它三侧较为空旷。基坑南侧靠近海边,地下水补给比较快。(5)地下水的防治:基坑开挖必须作好地下水的控制,地下水的控制是深基坑支护中的重要的一个环节,当土的含水层被切断,水会不断的涌入基坑,造成流砂现象、边坡失稳。本工程地下水埋藏较浅、地下水外援补给比较快,采用降水法完全降低基坑中地下水位以满足施工要求时,降水水头降差不少于 5m,估算需要布置 29 口降水井左右,降水历时至少到基坑完全回填为止,时间费用等不经济,且场地西侧有售楼部、北侧为规划路,大面积降水时会引起地面沉陷变形,潜在的负作用较大,降水不是本工程的最佳选择。为此,宜合理选用防治场地地下水的方法。
五、设计材料要求
(1)注浆材料为水泥净浆,水灰比为0.45~0.5:1,用 PO32.5 普通硅酸盐水泥。注浆管采用压力塑胶管。浆液应搅拌均匀,随搅随用,并在初凝前用完,严防石块、杂物混入浆液。(2)深层搅拌桩水泥采用 PC32.5 普通硅酸盐水泥。(3)坡面钢筋网采用 Φ6.5 钢筋,锚管锚筋 Φ16。
六、施工技术要求
(1)若场地内及附件地下埋藏有地下管线,土方开挖和锚管施工影响范围内的地下建(构)筑物和地下管网等的埋藏情况,详细核对施工影响范围内的地下管网布置图,采取迁移、避让(如对锚管位置进行调整)和保护措施,避免破坏工程桩及地下管网,造成损失,并对周边建(构)筑物的现状进行拍照、取证。(2)基坑开挖之前,必须准确放线;并做好挖土机械、运土车辆的通道布置、挖土顺序及堆土位置的安排,严禁将挖出的土堆置于基坑周边。(3)基坑施工时采用中心岛式均衡逐层分段开挖。(4)每层土方开挖之前必须待上层锚管达到设计强度的 70%并施加预应力后方可开挖。锚管施工与土方开挖之间必须密切配合,逐层分段开挖,每段开挖长度不宜大于 20m,每层开挖深度必须严格按照支护施工要求进行,一般不宜大于 2.5m,不得超挖也不得欠挖。(5)合理安排基坑土方开挖顺序,使基坑坡面暴露时间最短,土方开挖不得碰撞已经施工好的支护结构及喷射砼,土方外运时应注意防止损坏排水沟、护栏等设施。(6)基坑土方开挖应采取逐层分段跳挖并清坡,挂网喷射砼面层,一次性开挖长度应控制在 20m 之内,开挖深度控制在 2.5m 之内并与锚杆搭设位置相对应,开挖后迅速修整坡面、敷设钢筋网片、喷射砼。(7)基坑排水采用两级轻型井点进行基坑降水处理,坑顶、坑底均设置排水沟,坑顶排水应在土方开挖前设置,放坡坡面应设置泄水孔,在每级放坡离坡脚 70mm 设置一排,横向泄水孔间距为 2~3m。材料采用 Φ50PVC 管,每段长 50cm,伸入土体部分应设滤水孔,并用丝网包扎,外斜 5%。井点宜在开挖前一周进行抽水。
七、监测及应急措施
(1)基坑开挖前应在基坑边缘 2~3 倍基坑开挖深度范围内约按 30m 间距设置一定数量的监测点、基准点。监测频率为:基坑开挖期间或暴雨天每天观测一次;支护施工时 2~3 天观测一次。监测报警值为基坑顶部水平位移≥30mm,垂直沉降≥20mm;如发现水平位移及沉降过大或基坑有失稳的征兆,应立即采取应急抢险措施。(2)变形控制基坑开挖后预计场地周边范围将产生一定程度的变形。预测的变形程度如下表:
(3)基坑开挖之前,首先编制应急预案,并将具体的措施落实到现场人员;平时准备好编织袋,并在场内保证有一台挖土机可以随时调用,若发现位移量增大且不收敛,应立即用砂袋和挖土机向坡脚回填反压、临时增设内支撑或角撑等方法。应急处理稳定后,可采用增加锚杆等措施加强。
八、结语
由于深基坑工程项目越来越多,基坑的开挖也越来越深。 近些年来,我国深基坑支护技术发展迅速,提出了很多新的方法和理论。 但是在实际的工程应用中,应坚持理论结合实际的原则,因地制宜,选用合理的建筑深基坑支护技术施工,才能取得满意的效果。
参考文献:
[1]《工程地质勘查报告书》
[2]《建筑基坑支护技术规程》
[3]徐扬青. 深基坑工程设计的优化原理与途径[J]. 岩石力学与工程学报. 2001