肖 磊
(廣東省地質(zhì)工程公司,廣東廣州510425)
該工程場地位于深圳市龍崗區(qū)平湖街道白坭坑社區(qū),東臨丹平快速路,其輔道距基坑開挖線最小距離約28m,此側(cè)管線較密集,根據(jù)現(xiàn)場踏勘,有燃?xì)夤芫€、通信管線、長途光纜及雨水管線;北臨良白路,距基坑開挖線最小距離約10m;西臨廣深鐵路,基坑開挖線距廣深鐵路最近約為55m;南臨荔枝園。
場內(nèi)用地面積10.088×104m2,場地內(nèi)擬建建筑物為物流園及配套公寓、辦公室,總建筑面積20.18×104m2,建筑物設(shè)計(jì)高度及位置尚未確定。擬建基坑面積約75270m2,支護(hù)邊長約1620m,坑底標(biāo)高分別為46.105m、42.20m,基坑深度最深約為14.30m。
地下室基坑支護(hù)安全等級一級,局部二級。
場地原始地貌為殘丘及沖溝,后經(jīng)人工堆填筑高整平,并建成深圳國際農(nóng)產(chǎn)品物流園西區(qū),現(xiàn)場地地勢表現(xiàn)為北高南低,中部整體較平坦,勘察期間所測鉆孔點(diǎn)孔口地面標(biāo)高為44.94~60.82m,最大相對高差15.88m。
根據(jù)鉆探揭露,場地內(nèi)分布的地層自上而下有:人工填土(Qml)、第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl)、第四系全新統(tǒng)坡洪積層(Q4dl+pl)、第四系殘積層(Qel)、場地下伏基巖為侏羅系粉砂巖(J),現(xiàn)將各地層主要巖性特征自上而下分述如下:
(1)人工填土層(Qml)(層序號①)。場地內(nèi)各鉆孔均鉆遇人工填土層,厚度0.50~14.80m,按物質(zhì)成分的不同分為雜填土和素填土2個(gè)亞層,分述如下:
雜填土[層序號①-1]:灰、灰褐、黃褐等雜色,稍濕,結(jié)構(gòu)松散—稍密狀態(tài),主要由磚塊、砼塊、碎石及砂粒等建筑垃圾填筑而成,顆粒大小一般3~5cm。場地內(nèi)除ZK1、ZK29、ZK34號鉆孔外,其余各個(gè)鉆孔均有揭露,厚度0.50~6.30m。重型動力觸探試驗(yàn)擊數(shù)3~9擊,平均6擊。
素填土[層序號②-2]:灰黃、褐黃、褐紅、灰黑等雜色,稍濕—濕,結(jié)構(gòu)一般呈松散—稍密狀態(tài),主要由粘性土混少量砂礫組成,局部夾有少量碎石。該層在場地除ZK4、ZK7、ZK8、ZK10、ZK16、ZK21、ZK24、ZK33、ZK35號鉆孔外,其余各個(gè)鉆孔中均有揭露,厚度0.50~13.80m,層頂埋深 0.00~6.30m,層頂標(biāo)高 45.41~60.82m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)15次,擊數(shù)5~16擊,平均11擊。
(2)第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl)。粉砂(層序號②):淺灰、灰白等色,飽和,主要呈稍密狀態(tài),局部松散,主要成分為石英質(zhì),不均勻含少量粘粒,局部相變?yōu)橹猩盎蚣?xì)砂,局部不均勻夾有大量粘性土。場地內(nèi)ZK26、ZK35號鉆孔有揭露,厚度0.60~6.50m,層頂埋深4.70~12.30m,層頂標(biāo)高40.24~42.54m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)3次,實(shí)測擊數(shù)10~14擊,平均12擊,校正后擊數(shù)9~12擊,平均11擊。
(3)第四系全新統(tǒng)坡洪積層(Q4dl+pl)。粉質(zhì)粘土(層序號③):褐黃、褐紅等色,濕,可塑—硬塑狀態(tài),局部不均勻含有少量硬雜質(zhì),切面較光滑,干強(qiáng)度中等,韌性中等。場地內(nèi)ZK25、ZK27、ZK29號鉆孔有揭露,厚度1.60~6.70m,層頂埋深1.80~9.80m,層頂標(biāo)高45.08~53.49m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)3次,校正后擊數(shù)12~20擊,平均15擊。
(4)第四系殘積層(Qel)。粉質(zhì)粘土(層序號④):褐紅、褐黃等色,濕,可塑—硬塑狀態(tài),系粉砂巖風(fēng)化殘積而成,局部不均勻夾有全、強(qiáng)風(fēng)化巖夾層。該層在場地內(nèi)除ZK5、ZK6、ZK9、ZK14、ZK16、ZK18、ZK20、ZK21、ZK23、ZK26、ZK27、ZK32、ZK35號鉆孔外,其余各個(gè)鉆孔均有揭露,揭露層厚0.60~15.10m,層頂埋深0.50~14.30m,層頂標(biāo)高39.59~60.32m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)14次,校正后擊數(shù)13~27擊,平均19擊。
(5)侏羅系粉砂巖(J)。場地基巖為侏羅系粉砂巖,主要礦物成分為石英,粉砂狀結(jié)構(gòu),層狀構(gòu)造,在鉆探揭露深度范圍內(nèi)根據(jù)巖石的風(fēng)化程度分為全、強(qiáng)、中風(fēng)化3個(gè)風(fēng)化帶,各風(fēng)化帶的特征描述如下:
全風(fēng)化粉砂巖[層序號⑤-1]:褐黃、灰褐等色,原巖結(jié)構(gòu)基本破壞,但尚可辨認(rèn),巖芯呈堅(jiān)硬土柱狀,局部不均勻夾有強(qiáng)風(fēng)化巖塊。巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。該層在場地內(nèi)除ZK16、ZK35號鉆孔外,其余各個(gè)鉆孔中均有揭露,揭露層厚0.70~14.30m,層頂埋深0.90~18.80m,層頂標(biāo)高36.04~56.03m。現(xiàn)場共進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)16次,校正后擊數(shù)30~42擊,平均34擊。
強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖[層序號⑤-2]:褐黃、灰褐等色,巖石風(fēng)化劇烈,裂隙極發(fā)育,巖芯多呈堅(jiān)硬土狀、土夾塊狀、碎塊狀,局部不均勻夾有較多中風(fēng)化巖塊。巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。該層在場地內(nèi)各個(gè)鉆孔中均有揭露(未揭穿),揭露層厚1.00~14.50m,層頂埋深0.50~26.50m,層頂標(biāo)高27.09~55.22m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)16次,校正后擊數(shù)均大于50擊。
中風(fēng)化粉砂巖[層序號⑤-3]:灰、褐黃等色,裂隙發(fā)育,裂隙面見鐵染,巖芯破碎,多呈碎塊—塊狀,少量短柱狀,錘擊易碎,合金鉆進(jìn)困難,需金剛石鉆進(jìn)。巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。該層在場地內(nèi)ZK3、ZK4、ZK7、ZK10、ZK15、ZK16、ZK19、ZK21、ZK23、ZK29、ZK31、ZK33、ZK35號鉆孔有揭露(未揭穿),揭露厚度0.50~3.40m,層 頂 埋 深 3.00~29.30m,層 頂 標(biāo) 高25.28~52.72m。
場地內(nèi)地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給,徑流方向大體由北向南排泄。鉆探期間測得地下水位埋深為1.10~9.20m,標(biāo)高42.61~58.63m。
基坑周邊存在廣深鐵路及市政管線,對水位變化敏感,因此在支護(hù)樁樁間設(shè)置三重管旋噴樁,形成止水帷幕。
由于基坑四周管線密集,且西側(cè)距離廣深鐵路較近同時(shí)結(jié)合場地土層情況、開挖深度以及周邊環(huán)境情況等,基坑采用放坡+雙排樁、復(fù)合土釘墻的支護(hù)方式。基坑上部7.0m范圍內(nèi)采用坡度1∶1.2的土釘墻進(jìn)行支護(hù)。本案例重點(diǎn)分析雙排樁的支護(hù)形式在深基坑中的應(yīng)用(圖1)。
圖1 基坑支護(hù)典型剖面
放坡高度為6.0m,坡率i=1.2,坡面掛網(wǎng)噴砼,前排樁采用?1200@1800,后排樁采用?1200@3600,前后排樁用連梁、連系板連接。
設(shè)計(jì)采用樁+樁間旋噴的形式構(gòu)成止水帷幕,其中樁間旋噴采用三重管,設(shè)計(jì)樁徑1.0m。
(1)三管旋噴樁樁底入坑底不小于5.0m,待支護(hù)樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后開始實(shí)施旋噴樁。
(2)成孔:高壓注漿孔成孔直徑不小于130mm,孔位誤差不大于100mm,傾斜不超過1%。
(3)噴射水壓力不小于35MPa,漿液壓力不小于1.0MPa,提升速度不大于12cm/m in,旋轉(zhuǎn)速度不超過20r/m in,每米水泥用量不小于350kg,以上參數(shù)可根據(jù)試噴結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。
通過收集資料以及現(xiàn)場踏勘,充分掌握基坑周邊道路、建筑物地下管線、市政設(shè)施情況;基坑施工前,靠近基坑開挖線及伸入基坑內(nèi)的管線需改遷;基坑周邊道路、建筑物、需要改遷的管線等市政設(shè)施,結(jié)合基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案對其進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目的監(jiān)測,內(nèi)容如下:
(1)按《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB50497-2009)對基坑和周邊道路等項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測。
(2)監(jiān)測內(nèi)容包括:地表沉降、基坑周邊建筑及道路沉降、地下管線沉降、地下水位觀測、回灌井、基坑頂部水平位移兼沉降監(jiān)測等。
基坑開挖過程中,相鄰2次的觀測時(shí)間間隔不宜超過2d或每開挖一層(開挖深度1.0m)觀測一次;基坑開挖完畢且變形已趨穩(wěn)定時(shí)可適當(dāng)延長間隔時(shí)間;當(dāng)基坑回填至地面時(shí),可結(jié)束觀測。
(1)雙排樁作為一種新型支護(hù)結(jié)構(gòu),它是由2排平行的鋼筋混凝土樁以樁間的連系梁形成的空間門架式結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)具有較大的側(cè)向剛度,可以有效地限制維護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形。雙排樁作為一種特殊的支護(hù)結(jié)構(gòu)在于它的前樁和后樁之間用剛性節(jié)點(diǎn)和剛性橫梁連成一個(gè)整體單元,是三次超靜定結(jié)構(gòu),它利用超靜定鋼架結(jié)構(gòu)隨支撐條件和荷載條件的變化而自動調(diào)整內(nèi)力的特性,解決基坑支護(hù)問題。具有適用性強(qiáng)、安全度高、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。
(2)雙排樁支護(hù)有較大的側(cè)向剛度,可以有效地閑置支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形,不需設(shè)置錨桿或支撐。在一定范圍內(nèi)用雙排樁代替懸臂式單樁,可以降低材料用量30%以上。在不能采用錨桿的場地更能顯示其優(yōu)越性。雙排樁的節(jié)點(diǎn)為剛性節(jié)點(diǎn),柱梁之間不能相互轉(zhuǎn)動,可以抵抗彎矩?;又ёo(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對后續(xù)建(構(gòu))筑物的施工創(chuàng)造了有利條件,對主體結(jié)構(gòu)施工影響較小,同時(shí)滿足基坑及周邊環(huán)境要求。
(3)本工程根據(jù)地層巖性結(jié)合周邊環(huán)境采用放坡+雙排樁的支護(hù)形式有效地控制了基坑變形,保證了基坑安全。基坑開挖支護(hù)樁樁間設(shè)置三重管旋噴樁,形成止水帷幕。對周邊環(huán)境影響較小,保證了市政管網(wǎng)和廣深鐵路的安全。通過三重管旋噴樁在本工程中的應(yīng)用,可以發(fā)現(xiàn)三重管旋噴樁在止水效果和施工進(jìn)度方面存在優(yōu)勢,不僅能降低了施工難度,也節(jié)約了工程成本,為以后此類工法在深基坑中的應(yīng)用起到了積極的影響。