劉曉輝，顏慶智，馬 帥，李春寶*，潘友純，耿錦川

(1．中國(guó)石油大學(xué)(華東)儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院，山東青島266580;2．青島市黃島區(qū)工程建設(shè)中心，山東青島266580;3．萊西市建筑總公司，山東青島266600)

建筑工程的建設(shè)位置大多處于城市的繁華地段，因此深基坑的施工多在道路橋梁、地鐵隧道、地下管線以及建筑物密集的地方。深基坑施工技術(shù)作為建筑工程施工中的重要組成部分，在維護(hù)建筑工程施工質(zhì)量與施工進(jìn)度等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的促進(jìn)作用。深基坑施工一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，不僅影響建筑物的施工質(zhì)量，而且極易引起塌方，造成附近建筑物的傾斜、開(kāi)裂甚至破壞，對(duì)地下設(shè)施與道路橋梁造成巨大的危害。本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了土釘墻+支護(hù)樁+擋土墻+預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合支護(hù)技術(shù)及旋噴樁與支護(hù)樁膠結(jié)形成止水帷幕的施工方案在深基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用，供類(lèi)似工程參考。

1 工程概況

天地廣場(chǎng)工程位于濟(jì)南市歷下區(qū)泉城廣場(chǎng)北，護(hù)城河北側(cè)，東臨天地壇街，西鄰恒隆廣場(chǎng)，北鄰貴和皇冠假日酒店。該工程總建筑面積約5．46萬(wàn)m2，設(shè)計(jì)為地下二層地上十一層?；映示匦?，南北長(zhǎng)約80 m，東西寬約70 m，基坑開(kāi)挖深度約12．0 m。支護(hù)周長(zhǎng)約300 m，而±0．00 m相當(dāng)于絕對(duì)高程31．60 m?；颖眰?cè)緊鄰貴和購(gòu)物中心，基坑底邊線距離東側(cè)天地壇街約12 m，距離南側(cè)黑虎泉西路約23 m，距離西側(cè)現(xiàn)狀圍墻約5 m，距離恒隆廣場(chǎng)排樁支護(hù)體系約18 m。

2 工程特點(diǎn)及地質(zhì)概況

該工程周邊情況復(fù)雜:基坑北側(cè)緊鄰貴和購(gòu)物中心，空間狹小，交通不便。外墻周?chē)嬖谛枰Ｗo(hù)的建筑、街道及熱力管線。施工工程中要保證管線的正常運(yùn)行。地下水埋深較淺，平均地下水位埋深約3．0 m，需要合理設(shè)計(jì)降水及止水帷幕。

土層主要計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 場(chǎng)地主要巖土層參數(shù)Tab．1 Main parameters of rock and soil layer

第一層為雜填土，主要以碎石磚塊等建筑垃圾組成，充填粉質(zhì)粘土，3m以下主要為素填土，夾有磚塊，主要成分為粉質(zhì)粘土，第二層粉質(zhì)粘土，這兩層均屬高壓縮性土。

3 基坑支護(hù)方案選擇

基坑支護(hù)方案應(yīng)充分考慮影響邊坡穩(wěn)定的各個(gè)因素，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)高效的原則。根據(jù)本工程的基礎(chǔ)埋深和基坑平面尺寸，并結(jié)合該地區(qū)的地層情況，對(duì)從技術(shù)上能滿(mǎn)足本項(xiàng)目基坑支護(hù)安全要求的幾種基坑支護(hù)方案進(jìn)行技術(shù)難度和經(jīng)濟(jì)的對(duì)比分析，從而實(shí)現(xiàn)不同邊界條件下的最優(yōu)方案。

基坑的幾何尺寸很大，內(nèi)支撐布置有較大困難。如果采用內(nèi)支撐，則工程量很大，極不經(jīng)濟(jì)，而且給基坑開(kāi)挖和施工帶來(lái)不便和困難。預(yù)先設(shè)計(jì)的支護(hù)方案是采用支護(hù)排樁加預(yù)應(yīng)力錨桿的方法，但是考慮到該工程的特點(diǎn)，同時(shí)要充分考慮地下及地上結(jié)構(gòu)，施工期間的場(chǎng)地布置做出如下支護(hù)方案:

(1)東側(cè)、南側(cè)，即A-B-C-D-E段，原上部2．5 m左右的土釘墻改為擋土墻，擋土墻砌筑在混凝土冠梁上，內(nèi)側(cè)與冠梁平齊，這樣可以盡可能為結(jié)構(gòu)施工提供場(chǎng)地。

(2)西北側(cè)支護(hù)，即G-F段，采用樁錨+擋土墻，形式同東側(cè)、西側(cè)。采用這樣方式的原因是貴和地下車(chē)庫(kù)出入口正對(duì)此處，G-F段的支護(hù)不能破壞地下車(chē)道出入口。

(3)西側(cè)，即A-G段，由于現(xiàn)貴和車(chē)道起于地下二層，所以方案如下:車(chē)道起于地下二層，則車(chē)道應(yīng)與結(jié)構(gòu)同時(shí)做，車(chē)道應(yīng)為雙向車(chē)道，車(chē)輛的寬度可能為7．5 m(3．5 m×2+墻厚)，再考慮滿(mǎn)足車(chē)輛進(jìn)出轉(zhuǎn)向的功能，車(chē)道可能局部占用12 m，貴和二期西側(cè)距現(xiàn)有圍墻約18 m，則西側(cè)應(yīng)采用兩級(jí)坡，車(chē)道以上采用土釘墻+放坡，車(chē)道以下采用樁錨，樁頂采用樁錨(如圖1所示)。

圖1 基坑支護(hù)平面圖Fig．1 Pit supporting plan

這種預(yù)應(yīng)力錨桿樁梁組合結(jié)構(gòu)支護(hù)體系由土釘墻+支護(hù)樁+擋土墻+預(yù)應(yīng)力錨桿構(gòu)成。采用預(yù)應(yīng)力錨桿施加預(yù)應(yīng)力將滑移土體與穩(wěn)定土體牢固的連接在一起，增加了土體各層之間的滑移力，同時(shí)又通過(guò)樁梁組合結(jié)構(gòu)將錨桿有效連成一個(gè)整體，形成一個(gè)由表及里的加固體系，從而達(dá)到防止基坑失穩(wěn)的目的。

4 地下水控制及支護(hù)設(shè)計(jì)

4．1 地下水控制

根據(jù)天地廣場(chǎng)擴(kuò)建項(xiàng)目基坑支護(hù)、降水工程設(shè)計(jì)方案，基坑地下水控制總體采用:

(1)在基坑?xùn)|、南和西側(cè)設(shè)置一排支護(hù)樁，支護(hù)樁間設(shè)置一排高壓旋噴樁，旋噴樁與支護(hù)樁膠結(jié)形成止水帷幕，在基坑北側(cè)貴和大廈底部設(shè)置一排高壓旋噴樁相互咬合，并與其他面形成閉合止水帷幕墻，將基坑內(nèi)外水力隔開(kāi)。

(2)在北側(cè)貴和大廈底部高壓旋噴樁外側(cè)設(shè)置一排(貴和大廈端頭設(shè)置兩排)高壓注漿孔注漿加固處理隔水。

(3)在基坑內(nèi)部設(shè)置降水井、疏干管井結(jié)合明排降水，在基坑外側(cè)設(shè)置回灌井(兼觀測(cè)井)進(jìn)行地下水回灌。

4．2 支護(hù)設(shè)計(jì)

基坑支護(hù)樁頂設(shè)有冠梁連接，設(shè)置2道預(yù)應(yīng)力錨桿。根據(jù)工程地質(zhì)特點(diǎn)，支護(hù)樁采用灌注樁施工工藝。

支護(hù)樁采用水下混凝土灌注樁，樁徑800 mm，樁頂標(biāo)高 -0．60 m，樁底標(biāo)高 -18．00 m，樁長(zhǎng)17．40 m，樁間距1 400 mm，嵌固深度為6．00 m。

預(yù)應(yīng)力錨桿水平間距1 400 mm，孔內(nèi)桿體采用水泥漿封閉，桿體周?chē)校?0 mm厚的保護(hù)層，注漿漿液采用水灰比為1∶1的純水泥漿，腰梁采用兩根25b槽鋼背靠背連接，用OVM錨具鎖拉，桿體材料為1 860 MPa的鋼絞線。

冠梁頂標(biāo)高±0．00 m，冠梁底標(biāo)高-0．60 m，截面尺寸0．6 m ×0．80 m。

樁錨設(shè)計(jì)參數(shù)為:樁的直徑為800mm，樁間距為1 400 mm，樁頂設(shè)冠梁。預(yù)應(yīng)力錨桿水平間距1 400 mm，孔內(nèi)桿體采用水泥漿封閉，桿體周?chē)仨氂写笥?0 mm厚的保護(hù)層。

5 支護(hù)樁施工

根據(jù)工程位置及地層情況，本工程支護(hù)樁采用目前國(guó)際上較為先進(jìn)、更符合環(huán)保要求的旋挖無(wú)循環(huán)靜態(tài)泥漿護(hù)壁成孔工藝［1-6］。

(1)支護(hù)樁施工工藝如圖2所示。

(2)由于樁與樁之間距離比較近，施工采用隔一打一的方法，確保樁身達(dá)到70%以后再施工相鄰樁，一面造成樁身砼擾動(dòng)，影響成樁質(zhì)量。

(3)鉆孔保證沉渣≤5 cm，下鋼筋籠后及灌砼前均要測(cè)量孔深，保證孔深和孔底沉渣的設(shè)計(jì)要求，以確保樁的質(zhì)量。

(4)鋼筋籠下放要居中，在鋼筋籠四周均勻?qū)ΨQ(chēng)的布設(shè)隔離筋或砼墊塊，安放完鋼筋籠后要固定，防止灌砼過(guò)程中鋼筋籠上浮。

圖2 支護(hù)樁施工流程Fig．2 The construction process of the supporting pile

6 預(yù)應(yīng)力錨桿施工

(1)鉆孔

采用進(jìn)口全套管跟進(jìn)沖擊回轉(zhuǎn)循環(huán)錨桿鉆機(jī)成孔。成孔孔深比設(shè)計(jì)孔深深0．3 m。為保護(hù)基坑外現(xiàn)有的構(gòu)筑物，錨桿遇到不明障礙物時(shí)應(yīng)停止鉆孔，調(diào)查清楚后方可繼續(xù)鉆孔或調(diào)整錨位［7-9］。

(2)錨桿注漿

采用純水泥漿，水灰比0．5，用普通P．O 42．5普通硅酸鹽水泥。每批錨桿灌漿取兩組試件，每組三塊，進(jìn)行7 d和28 d強(qiáng)度試驗(yàn)，7 d強(qiáng)度不少于15 MPa。

(3)錨桿預(yù)應(yīng)力張拉與鎖定

錨固體強(qiáng)度達(dá)到15 MPa以上并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后方可張拉時(shí)(一般灌漿后7 d)，張拉前先取設(shè)計(jì)軸向力的0．1倍對(duì)錨桿預(yù)張拉1～2次，經(jīng)調(diào)整錨具后，再正式張拉，并按規(guī)范對(duì)張拉荷載分級(jí)，拉至設(shè)計(jì)荷載用夾片鎖緊。錨桿試驗(yàn)不少于3根。

7 基坑施工監(jiān)測(cè)

為確保支護(hù)施工期間周邊建筑物和道路的穩(wěn)定及安全，對(duì)此期間的施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理［10-12］，檢測(cè)內(nèi)容如下:基坑周?chē)馏w的水平位移及沉降觀測(cè)、基坑北側(cè)貴和購(gòu)物中心的沉降觀測(cè)、基坑?xùn)|側(cè)天地壇街的沉降及水平位移觀測(cè)、基坑支護(hù)系統(tǒng)的水平位移及支托柱沉降量觀測(cè)以及內(nèi)支撐系統(tǒng)內(nèi)力監(jiān)測(cè)。

從監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，天地壇街最大水平位移為8．5 mm，基坑北側(cè)貴和購(gòu)物中心最大沉降為0．25 mm，混凝土環(huán)梁的內(nèi)應(yīng)力均小于設(shè)計(jì)值。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，監(jiān)測(cè)對(duì)象的沉降量、位移值、變形值、應(yīng)力值均在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)波動(dòng)，未出現(xiàn)異常現(xiàn)象。

8 結(jié)束語(yǔ)

基坑支護(hù)類(lèi)型應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件、不同區(qū)段采取不同的支護(hù)方式。即使周邊環(huán)境條件特別復(fù)雜，只要合理設(shè)計(jì)并采用可靠的止水措施，可以采用灌注樁代替地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。本工程采用旋噴樁與支護(hù)樁膠結(jié)形成止水帷幕，這樣既可以加快施工進(jìn)度，又能節(jié)約工程造價(jià)。

本工程采用土釘墻+支護(hù)樁+擋土墻+預(yù)應(yīng)力錨桿基坑支護(hù)技術(shù)對(duì)深基坑周邊條件復(fù)雜且需要保持原態(tài)的工程具有較好的效果，為結(jié)構(gòu)施工節(jié)約空間，節(jié)省材料，并且產(chǎn)生的污染較少，能有效避免基坑支護(hù)的施工過(guò)程帶來(lái)的周邊環(huán)境破壞和市政影響，該基坑支護(hù)技術(shù)既安全可靠，又能滿(mǎn)足工期要求，通過(guò)本基坑支護(hù)工程的具體實(shí)施，為建設(shè)方和施工方降低了造價(jià)，并縮短工期，綠色節(jié)能，取得很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］田紅軍，都春義．新型混凝土制品養(yǎng)護(hù)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用［J］．新技術(shù)新工藝，2013(9):110-112．

［2］吳伯建，朱珍德，高 偉，等．深圳某鄰近地鐵隧道深基坑支護(hù)方案分析［J］．施工技術(shù)，2012，41(374):23-26，40．

［3］衛(wèi) 彬，李 想，譚 勇．上海某地鐵深基坑工程施工案例分析［J］．施工技術(shù)，2015，44(7):72-76．

［4］趙忠?guī)r，石漢生，劉 翔，等．南京聯(lián)強(qiáng)國(guó)際大廈深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)［J］．建筑結(jié)構(gòu)，2007，37(9):115-117，140．

［5］李綏林，劉合伍，陳昌文．PHC管樁在某基坑支護(hù)工程中的設(shè)計(jì)與施工［J］．施工技術(shù)，2010，39(Z1):13-16．

［6］曹文貴，張永杰，趙明華．基坑支護(hù)方案確定的區(qū)間關(guān)聯(lián)模糊優(yōu)化方法研究［J］．巖土工程學(xué)報(bào)，2008，30(1):66-71．

［7］張 洪，易發(fā)成．基坑支護(hù)形式及支護(hù)技術(shù)發(fā)展分析與研究［J］．山西建筑，2010，36(31):75-76．

［8］徐至鈞，王曙光，陳 靜．減少深基坑支護(hù)事故發(fā)生的經(jīng)驗(yàn)和措施［J］．建筑技術(shù)，2011，42(3):253-259．

［9］劉 斌，袁守文．某深基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化［J］．施工技術(shù)，2011，40(Z1):21-23．

［10］濟(jì)南大學(xué)．GB50497-2009建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009．

［11］金 振．軟土地區(qū)不同深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的分析比較［J］．施工技術(shù)，2006，35(2):41-44．

［12］夏勝先，王云飛，夏樹(shù)威．深基坑支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及展望［J］．山西建筑，2008，34(26):115-117．