田其楨
(福建永福工程顧問有限公司)
某軟土地基深基坑支護(hù)設(shè)計方案研究
田其楨
(福建永福工程顧問有限公司)
本文主要結(jié)合工程案例,針對軟土地基深基坑支護(hù)設(shè)計方案進(jìn)行了研究,該方案采用上部放坡、下部鉆孔護(hù)坡樁+樁間止水樁+拉力分散型預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方案,有效解決了軟土地層基坑支護(hù)過程中流砂、流泥現(xiàn)象難以控制的難題。旨在為類似的工程提供參考與借鑒。
軟土地基;深基坑;支護(hù);設(shè)計方案
目前,隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展,各種基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn),放坡支護(hù)、土釘墻支護(hù)、鋼板樁支護(hù)、錨桿錨拉式、鉆孔灌注排樁支護(hù)等。但軟土地區(qū)的基坑支護(hù),一直是土木工程界和巖土工程界的一大難題,尤其是沿海地區(qū)的軟土地層基坑支護(hù),更是給予工程建設(shè)者更大的難題。結(jié)合工程實踐,主要針對軟土地基深基坑支護(hù)設(shè)計方案進(jìn)行論述。
某項目位于公路交界處,東側(cè)為規(guī)劃的公路;分南、北兩個區(qū),北區(qū)北側(cè)和南區(qū)南側(cè)均為規(guī)劃道路。北區(qū)設(shè)置有二層地下室,基坑深度為12.6m,支護(hù)長度760m;南區(qū)設(shè)置有三層地下室,基坑深度為15.2m,支護(hù)長度約660m。本工程基坑開挖位置無建筑物、無地下管線等設(shè)施。
擬建場地原始地貌為濱海,后經(jīng)填海而成,場地地質(zhì)條件復(fù)雜,軟土層深厚,地下水豐富。根據(jù)勘察報告揭露地層為表1。
表1 揭露地層
本工程地下水主要為賦存于礫砂和粗礫砂層中的孔隙潛水,水量豐富。地下水位埋深為:0.00~2.10m,主要接受大氣降水和海水滲入補給。場內(nèi)地下水在強透水層中對混凝土具弱腐蝕性,在干濕交替環(huán)境下對混凝土的鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。
3.1基坑支護(hù)方案
由于該場地位于濱海的填海區(qū),地下水位埋深較淺,水量豐富對基坑支護(hù)設(shè)計增加了難度且軟土地層厚度較大,設(shè)計方案能否滿足基坑施工及規(guī)范要求成為設(shè)計人員重點考慮的問題。
根據(jù)基坑開挖范圍內(nèi)土質(zhì)、地下水及周邊建筑物分布等特點,經(jīng)對地下連續(xù)墻內(nèi)支撐方案、樁錨結(jié)構(gòu)支護(hù)方案等多種支護(hù)方式的綜合比較分析,本基坑設(shè)計上部采用1:2放坡,下部采用鉆孔護(hù)坡樁+樁間止水樁+拉力分散型預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方案。北區(qū)(如圖1):上部放坡+掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù);基坑下部采用樁錨支護(hù)。南區(qū)(如圖2):上部放坡+土釘墻支護(hù);基坑下部采用樁錨支護(hù)。
圖1 北區(qū)基坑典型剖面圖
圖2 南區(qū)基坑典型剖面圖
本工程位于濱海地區(qū),基坑深度范圍內(nèi)主要地層為淤泥、礫砂,設(shè)計旋噴樁樁長14.6m,樁徑0.8m,以解決樁間淤泥和礫砂地層的流砂、流泥、止水;據(jù)表層填土、淤泥的厚度和性狀,根據(jù)不同地段基坑±0.0及-2.0m以上放坡,坡面采用掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)坡,掛#14@50×50鐵絲網(wǎng),并用φ16@2000L=1.0m鋼筋固定,噴射厚度75mm的C20細(xì)石混凝土;鉆孔護(hù)坡樁:南區(qū)采用φ1000@1500,北區(qū)為φ800@1300,樁端進(jìn)入砂層底以下不小于1.0m,樁嵌固深度以滿足土壓力穩(wěn)定和穿過流砂層的要求。
經(jīng)過實踐證明,上部放坡+土釘墻支護(hù),下部樁錨支護(hù)可以滿足軟土地基深基坑護(hù)坡樁大間距時的樁間強透水性砂層的樁間止水要求,基坑開挖至設(shè)計深度后,止水樁體外觀質(zhì)量完好,基坑側(cè)壁和坑底基本無地下水滲漏和涌砂現(xiàn)象。
3.2施工中相關(guān)技術(shù)問題處理措施
3.2.1土體加固
由于該場地中,軟土地層深厚,尤其在淤泥深厚的區(qū)域,淤泥層內(nèi)摩擦角和凝聚力分別為2.0°,10.0kPa,處于流塑狀態(tài);另外場地內(nèi)填土平均厚度達(dá)9m左右,屬雜填土,土質(zhì)較松散,整體性差。針對地層整體性差的特點,基坑支護(hù)設(shè)計中,采用1:2放坡區(qū)垂直布置4排打入式土釘,與土釘組成土體加固網(wǎng),提高了土體的整體性。
3.2.2錨索錨固
在軟土地層中設(shè)計錨索,一般認(rèn)為錨固段錨固力難以達(dá)到設(shè)計要求,因為在錨索注漿后,錨固段穿過假定滑動面,鋼絞線所受的拉力首先通過鋼絞線周圍握固力傳遞到水泥漿固結(jié)體中,然后通過錨固段漿液固結(jié)體與周圍的孔壁的摩擦阻力傳遞到錨固區(qū)的穩(wěn)定地層中。由于在該基坑中,部分錨索穿越淤泥地層,水泥漿固結(jié)體與周圍孔壁摩擦阻力無法傳遞到穩(wěn)定地層中,而使設(shè)計錨索失效,導(dǎo)致基坑無法正常使用。針對該問題,基坑方案中設(shè)計大角度錨索,(如圖2)錨索成孔角度調(diào)整至20°,或者更大角度,使錨索盡量錨固至淤泥層以下,避開淤泥層,以提高錨索錨固力,滿足基坑支護(hù)要求。
3.3基坑監(jiān)測結(jié)果
根據(jù)2011年9月8日至2012年5月16日的基坑位移觀測數(shù)據(jù),支護(hù)結(jié)構(gòu)護(hù)坡樁頂大水平位移為61.0mm,其余觀測點點位移值僅為22.2~37.0mm。觀測結(jié)果表明,該基坑采用放坡+樁錨支護(hù)方案滿足基坑支護(hù)要求,在沿海地區(qū)軟土地層中得到了成功的應(yīng)用,確保主體結(jié)構(gòu)地下工程的安全施工。
綜上所述,本基坑設(shè)計采用上部1:2放坡,下部采用鉆孔護(hù)坡樁+樁間止水樁+預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)的設(shè)計方案。該基坑支護(hù)方案首次應(yīng)用于沿海地區(qū)的軟土地層基坑支護(hù)工程中,并取得了良好的應(yīng)用效果,為類似的工程基礎(chǔ)方案設(shè)計提供有利的參考與依據(jù)。
[1]李爭.淺談復(fù)合土釘墻在軟土地區(qū)基坑支護(hù)中的應(yīng)用[J].重慶建筑,2008(2).
[2]陳鋒格,莫玉華.龍灘水電站右岸航道邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工[J].沿海企業(yè)與科技,2006(9).
TU753
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1673-0038(2015)39-0042-02
2015-9-12