邢 英
(山西大同大學,山西 大同 037003)
深基坑工程是土木工程中非常復(fù)雜的技術(shù)領(lǐng)域。城市建筑的快速發(fā)展,地下空間的有效利用,使得深基坑工程技術(shù)在實踐探索中積累豐富的經(jīng)驗,設(shè)計理論和施工方法也得到不斷的發(fā)展和完善。本文以某新能源科技大廈基坑支護工程為例對深基坑工程技術(shù)的應(yīng)用進行分析。
新能源科技大廈,地上26 層,地下二層。根據(jù)巖土工程勘察報告,場地地形較平坦,在地貌上屬于汾河東岸I 級階地。巖性以人工填土、細砂、粉土、細砂類土為主。地下水類型為孔隙潛水,靜止水位埋深約8.0m。
深基坑支護形式的選擇,應(yīng)根據(jù)場地地質(zhì)條件、基坑開挖深度、周圍環(huán)境的情況和經(jīng)濟條件綜合確定。
本工程基坑開挖從自然地面至標高-11.40m,開挖深度10.90m,需滿足支護和止水的功能要求?;又鳂菛|西側(cè),地面有建筑物存在,避免產(chǎn)生影響,上部可進行少量卸土放坡,下部采用單排混凝土灌注樁(ф800)加預(yù)應(yīng)力錨索支護,一樁一錨?;訓|側(cè)、西側(cè)及南側(cè)部分,場地較寬裕,上部可進行卸土放坡,由于支護深度和土質(zhì)承載力不大,下部采用水泥格柵樁。基坑北側(cè)為地下一層車庫,可以先挖到一層車庫底標高,支護采用水泥格柵樁,正北面場地緊張,不適于采用水泥格柵樁,可以采用鋼筋混凝土灌注懸臂樁。支護結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。
圖1 支護結(jié)構(gòu)平面
1-1 剖面、8-8 剖面支護形式混凝土灌注支護樁,。混凝土灌注支護樁支護樁樁徑為ф800mm,樁間距分別為樁間距為2.0m 和1.50m。樁頂設(shè)置一道鋼筋混凝土連梁,連梁斷面尺寸為900×400mm。1-1 剖面設(shè)置擴大頭預(yù)應(yīng)力錨索,設(shè)計參數(shù)見表1。
表1 預(yù)應(yīng)力錨桿具體設(shè)計參數(shù)
2-2 剖面、5-5 剖面、6-6 剖面、7-7 剖面支護形式為水泥格柵支護樁,樁寬分別為3300mm,2500mm,2-2 剖面西側(cè)局部和5-5 剖面采用預(yù)應(yīng)力錨索。
3-3 剖面、4-4 剖面支護形式為三軸水泥攪拌樁和預(yù)應(yīng)力錨索。
其中水泥單軸格柵攪拌樁,樁距400mm,排距400mm,采用32.5 級礦渣硅酸鹽水泥,水泥用量50kg/m3。帷幕全部采用三軸水泥攪拌樁樁距600,樁徑850mm,水泥用量260 kg/m3。
9-9 剖面支護形式為土釘支護。位于車庫二次施工分界線部分從南側(cè)軸線向北約30m 處。共設(shè)置4 排土釘,土釘長度均為6.00m,水平間距2.00m,豎向排距約1.50m,土釘內(nèi)注32.5 級礦渣水泥。坡面鋪設(shè)Φ6.5@300×300 鋼筋網(wǎng)片,噴射混凝土平均厚度80mm,噴射混凝土強度C20。
主要工序有:(1)定位。將樁機移動至指定樁位,鉆頭對準樁位并核對井架垂直度。(2)予攪下沉。驅(qū)動鉆頭,旋轉(zhuǎn)鉆進,使攪拌鉆頭自上而下切土下沉,鉆至設(shè)計樁長。(3)注漿攪拌提升。下沉至設(shè)計深度后,傳動系統(tǒng)驅(qū)動鉆具反轉(zhuǎn)與此同時,開啟灰漿泵,將拌制好的水泥漿壓入土體,邊提升,邊注漿,邊攪拌。使水泥和土體充分拌合,直至樁頂。(4)重復(fù)二、三兩道工序,進行復(fù)噴復(fù)攪。
止水帷幕樁為三軸水泥攪拌樁,采用SMW 工法施工。施工順序如圖2所示,其中陰影部分為重復(fù)套鉆。
圖2 三軸水泥攪拌樁SMW 工法施工順序
根據(jù)設(shè)計深度,三軸水泥攪拌樁采用在下沉和提升過程中兩次噴漿工藝,同時嚴格控制下沉和提升速度。根據(jù)工程施工經(jīng)驗,下沉速度不大于2m/min,提升速度不大于2m/min。土體應(yīng)充分攪拌,使原狀土充分破碎,有利于水泥漿與土均勻拌和。同時,采用重復(fù)套鉆保證墻體的連續(xù)性,確保樁與樁之間充分搭接以達到止水目的。
灌注樁施工要重點控制以下幾個方面:(1)樁位點要精確測放。(2)護筒埋設(shè)和鉆進成孔應(yīng)保持豎直,標高測放準確,以作為確定成樁樁長、灌注砼長度、空樁長度的依據(jù)。(3)鋼筋籠制作、安放應(yīng)符合設(shè)計圖紙要求,嚴格按照有關(guān)規(guī)范進行。鋼筋籠下放過程應(yīng)對中樁位。(4)灌注砼導(dǎo)管選用Φ250mm 導(dǎo)管,導(dǎo)管下放深度為實際成孔孔深上300~500mm?;炷翝补啾仨毐3诌B續(xù)性。
深基坑的安全與穩(wěn)定直接關(guān)系到基坑本身及鄰近建筑物、基坑周邊道路和鄰近地下管線的安全。由于工程的復(fù)雜性,深基坑支護系統(tǒng)會受到各種因素的影響,在施工過程中加強監(jiān)測,及時獲取支護系統(tǒng)及周圍環(huán)境動態(tài)變化顯得尤為重要。
本項目制定了嚴格的監(jiān)測方案,對基坑支護系統(tǒng)和周邊環(huán)境進行監(jiān)測。主要監(jiān)測內(nèi)容有:基坑支護體系的水平位移;現(xiàn)場場地內(nèi)地下水位;基坑邊坡支護樁位移;鄰近建(構(gòu))筑物、道路及地下管線的沉降等。
(1)在深基坑工程中,應(yīng)充分考慮各種支護結(jié)構(gòu)的特點,采用合理的結(jié)構(gòu)體系,設(shè)計中避免采用單一的支護結(jié)構(gòu)形式,嘗試各種結(jié)構(gòu)綜合利用,在保證施工安全的前提下,節(jié)約造價,方便施工。
(2)在軟土地基開挖深基坑,由水泥攪拌樁形成的格柵狀支護是一種安全有效,經(jīng)濟的支護形式,對周圍環(huán)境的影響小,尤其適合在粘性土、粉土、砂土、砂礫土等土層中應(yīng)用,施工方便,技術(shù)成熟。同時由于水泥攪拌樁加固了土體,改善了土體的抗?jié)B性能,在施工中可以形成連續(xù)的防水止水帷幕,效果非常好。
(3)盡管SMW 工法在應(yīng)用中還有很多提升的空間,但在基坑支護工程中可以值得廣泛推廣,不僅滿足工程技術(shù)要求,施工材料還可以循環(huán)使用,降低能源消耗,可取得良好的經(jīng)濟和社會效益。