馬 健
(廣東省水文地質(zhì)大隊(duì),廣東廣州510510)
隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展,對(duì)地下空間的利用越來越重要,相應(yīng)的在各種復(fù)雜地質(zhì)條件下的基坑支護(hù)工程變的很困難,在開挖施工過程中可能會(huì)出現(xiàn)止水樁漏水、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形破壞、周邊道路開裂等現(xiàn)象;為保證基坑穩(wěn)定性,需采取一些加固方法控制基坑變形破壞,本文依據(jù)基坑支護(hù)的原理,以廣東省某處的基坑工程為例,對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索、鋼管樁等在基坑加固中的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。
廣東省某商業(yè)項(xiàng)目擬建1~2層地下室,場地西北側(cè)均為市政道路,基坑邊線距用地紅線約3.3~5.0m,紅線外為人行道及綠化帶;場地東南側(cè)為空地,基坑邊線距用地紅線約10.0~15.0m?;又荛L約835m,開挖深度為3.90~8.90m?;娱_挖深度范圍主要為①-1素填土層、②-1粉質(zhì)粘土層、②-2淤泥質(zhì)土層、③殘積粉質(zhì)粘土層等,各巖土層主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。
表1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)各巖土層建議參數(shù)表
基坑支護(hù)采用如下支護(hù)方案:南側(cè)一層地下室范圍采用放坡+掛網(wǎng)噴砼的支護(hù)方式,北側(cè)二層地下室范圍采用放坡+土釘+攪拌樁止水帷幕+坑內(nèi)加固土的支護(hù)方式,一層與二層地下室過度段采用放坡+掛網(wǎng)噴砼的支護(hù)方式。基坑支護(hù)平面布置圖見圖1。
現(xiàn)在主要分析基坑西側(cè)靠近市政道路的2-2剖面的支護(hù)型式,此剖面為2層地下室,開挖深度為8.90m,坑頂人行道路基垂直下去0.5m再采用1∶0.5放坡2.60m,上部垂直加放坡的總深度為3.10m,平臺(tái)寬度1.3m,平臺(tái)上采用2排攪拌樁為?550@400做止水帷幕,并插入16號(hào)工字鋼增加豎向剛度并控制坑頂變形,攪拌樁需穿過淤泥層進(jìn)入不透水層至少1m,并在坑底設(shè)置4.95m寬的?550@400攪拌樁的坑內(nèi)加固土,加固土樁長5m,共設(shè)置6排的土釘(錨管),具體見表2,剖面具體支護(hù)型式見圖2。
2-2剖面雖然設(shè)計(jì)了攪拌樁+土釘+坑內(nèi)加固的支護(hù)型式,但基坑底有近10m厚的淤泥質(zhì)土層,坑內(nèi)加固土未穿過淤泥質(zhì)土層,對(duì)控制基坑變形效果較小,雖然土釘部分布置在粉質(zhì)粘土中,但整體在填土及淤泥質(zhì)土中能提供的抗拔力有限,并由于基坑底淤泥層太厚,基坑側(cè)面土體可能在外部降雨,雨水滲透沖刷及坡頂?shù)缆奋囕v動(dòng)荷載等因素下,導(dǎo)致基坑變形開裂;短時(shí)間內(nèi)此基坑支護(hù)是相對(duì)穩(wěn)定安全的,但隨著基坑開挖到第五排土釘即基坑深度為5.4m時(shí),監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示2-2剖面基坑頂?shù)腤31監(jiān)測點(diǎn)水平位移累積量為25.1mm,已經(jīng)接近報(bào)警值;開挖到基坑底,基坑頂?shù)乃轿灰屏客蝗患ぴ?,位移速度最大到達(dá)13.6mm/d,坑頂?shù)乃轿灰评鄯e量已經(jīng)超過控制值35mm,到達(dá)40.6mm;坑頂D7監(jiān)測點(diǎn)道路累積沉降量由26.2mm增加到32.3mm,見圖4;僅2d時(shí)間2-2剖面外市政道路上裂縫寬度局部增大到1cm,延伸長度約30m,基坑緊急采用砂包及填土回填,回填至離坑頂3m處,場地停止施工,基坑監(jiān)測圖見圖3。
圖1 基坑支護(hù)平面布置圖
表2 2-2剖面土釘(錨管)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
圖2 基坑2-2剖面原支護(hù)圖
圖3 基坑北側(cè)監(jiān)測圖
圖4 坑頂水平及垂直位移累積值變化圖
根據(jù)已有基坑支護(hù)方案,分析基坑失穩(wěn)破壞原因是土釘長度未能穿過淤泥質(zhì)土層,抗拔力不夠,上部車輛動(dòng)載及雨水沖刷等因素影響,導(dǎo)致基坑坑頂位移變形逐步增大,坑頂?shù)缆凡痪鶆虺两刀_裂。后根據(jù)基坑計(jì)算,采用預(yù)應(yīng)力錨索及鋼管樁來加固原有設(shè)計(jì),在放坡位置增加一道錨管,基坑垂直支護(hù)第一道土釘調(diào)整角度為12°,長度為30m,盡量全部在粉質(zhì)粘土層中來增大抗拔力,并增多一道預(yù)應(yīng)力錨索3×7?5鋼絞線,抗拔力標(biāo)準(zhǔn)值150kN,鎖定值120kN,長度L=30m,其中自由段6m,錨固段24m,錨索間距@1000mm,錨索與上部土釘錯(cuò)開布置,入完整微風(fēng)化巖層4~5m,預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)置在中間部位能夠很好地控制基坑的側(cè)向變形,增加支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。最后在基坑頂設(shè)置一道?114×4.5鋼管樁,樁長15m,間距@1000mm,與攪拌樁內(nèi)工字鋼一起增加基坑的側(cè)向剛度,控制基坑頂?shù)淖冃?,具體加固后的支護(hù)型式見圖5。基坑支護(hù)工程經(jīng)加固處理后重新開挖施工,后期基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定,基坑工程順利施工完成。
(1)基坑支護(hù)工程應(yīng)根據(jù)不同的工程地質(zhì)條件及周邊環(huán)境采用合適的支護(hù)型式,需特別注意淤泥質(zhì)土、松散砂層等軟弱土層,開挖過程中注意觀察周邊道路及建筑物有無沉降開裂,并實(shí)時(shí)關(guān)注基坑監(jiān)測數(shù)據(jù),當(dāng)接近報(bào)警值時(shí)及時(shí)通知各方并采取應(yīng)急處理措施,停止施工、回填反壓等。
圖5 基坑2-2剖面加固處理圖
(2)在基坑支護(hù)加固處理中可以增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索及鋼管樁等支護(hù)型式,并選擇合理位置及間距,可以起到很好地控制變形,穩(wěn)固基坑的作用。
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