老城區(qū)狹窄場(chǎng)地深厚雜填土條件下深基坑支護(hù)

李長(zhǎng)華 錢美亞

土釘支護(hù)由于經(jīng)濟(jì)、可靠且施工快捷，在全國(guó)得到大量應(yīng)用。在無(wú)錫地區(qū)，開(kāi)挖深度不超過(guò)7 m的基坑土釘支護(hù)應(yīng)用甚廣，且有著大量成功的經(jīng)驗(yàn)。但由于場(chǎng)地條件的不同，在不同的基坑中往往會(huì)遇到各種特殊情況，本文以市區(qū)某狹窄場(chǎng)地深厚雜填土成功實(shí)施土釘支護(hù)為例，說(shuō)明只要精心設(shè)計(jì)、規(guī)范施工，此類情況土釘墻支護(hù)仍然是可行的。

1 工程概況

1.1 周邊環(huán)境

某擬建酒店位于無(wú)錫市市區(qū)中心，場(chǎng)地條件極其狹窄。其東側(cè)為交通流量極大的城市干道，下有大量綜合管線，在東北角保留有一層煙酒雜貨店，其基礎(chǔ)與地下室外墻不足1 m;南側(cè)為電信公司圍墻，距離地下室外墻不足1.3 m，要求圍墻保留;西側(cè)為小巷，距離地下室外墻不足2 m;北側(cè)為外貿(mào)局大院圍墻和車庫(kù)，距離地下室外墻不足2 m。

1.2 結(jié)構(gòu)概況

本工程±0.00相當(dāng)于黃海高程4.20 m，現(xiàn)場(chǎng)地坪標(biāo)高為-0.300 m(相對(duì)標(biāo)高)，坑底標(biāo)高為-5.450 m，基坑大底板的開(kāi)挖深度為5.15 m，坑內(nèi)承臺(tái)、集水井和電梯基坑深度0.9 m～1.5m不等。

1.3 地質(zhì)情況

根據(jù)勘察報(bào)告，場(chǎng)區(qū)地質(zhì)情況如下:①雜填土層，雜色，該層土成分復(fù)雜，上部含碎磚、水泥塊等建筑垃圾，結(jié)構(gòu)松散，均一性差，工程特性較差，層厚局部變化大。該層厚度4.0 m左右。②-1黏土層，褐黃色～灰黃色，硬塑狀態(tài)，稍濕，含鐵錳結(jié)核及青灰色高嶺土條紋，土顆粒較細(xì)，切面光滑，干強(qiáng)度高、韌性高。工程特性較好。該層厚度2.6 m～4.5 m。②-2粉土層，淺黃色，層底變?yōu)榛疑?，飽和，稍密～中密狀態(tài)，該層土光澤反應(yīng)不明顯，搖震反應(yīng)迅速，干強(qiáng)度低，韌性低。工程特性一般。該層厚度1.2 m～5.9 m。②-3粉質(zhì)黏土層，淺黃色，可塑狀態(tài)，粉粒含量稍高，夾鐵氧質(zhì)銹斑。該層土切面稍有光澤，干強(qiáng)度中等、韌性中等。工程特性一般，該層在場(chǎng)地北部缺失。該層厚度2.3 m～3.8 m。

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)

1.4 地下水

本工程擬建場(chǎng)地內(nèi)地下水主要為淺層潛水和淺層微承壓水。淺層潛水水位埋深0.6 m左右，主要賦存于①雜填土中，淺層微承壓水主要賦存于②-2粉土中。

1.5 特殊條件情況

綜合各種資料分析，本基坑支護(hù)主要面臨如下特殊條件:1)基坑上部土層為深厚垃圾填土，最大厚度達(dá)4.1 m左右，垃圾土體結(jié)構(gòu)松散，由其構(gòu)成的邊坡穩(wěn)定性差，對(duì)本次基坑支護(hù)帶來(lái)不利影響。2)場(chǎng)地條件非常苛刻，缺乏放坡場(chǎng)地和大型機(jī)械施工作業(yè)面，同時(shí)出于經(jīng)濟(jì)考慮，采用圍護(hù)樁支護(hù)可能性不大，但是采用普通的土釘墻支護(hù)則發(fā)生塌方的風(fēng)險(xiǎn)極大，因此要求設(shè)計(jì)人員能夠充分考慮可能的破壞形式，精心進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。

2 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 支護(hù)方案選取

考慮上述實(shí)際情況，本基坑支護(hù)設(shè)計(jì)主要思路如下:1)本基坑在支護(hù)方案上沿用土釘墻形式，但是要結(jié)合雜填土厚度較大并且不能放坡這一事實(shí)，采用加長(zhǎng)并且施加預(yù)加力的加強(qiáng)土釘進(jìn)行變形控制，確保土體側(cè)向不發(fā)生過(guò)大卸荷變形。計(jì)算按照土釘墻的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行了分析。2)施工階段加強(qiáng)動(dòng)態(tài)管理，對(duì)可能出現(xiàn)的特殊情況做好處理預(yù)案，施工發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)反饋設(shè)計(jì)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整方案，以做到有的放矢。

2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

土釘墻的設(shè)計(jì)步驟為:1)根據(jù)土層及周邊條件按經(jīng)驗(yàn)確定土釘?shù)脑O(shè)計(jì)參數(shù)及超載大小。本基坑的土釘設(shè)計(jì)參數(shù)按照表1選取，地面超載取10 kPa，坑邊2 m范圍內(nèi)不得超載。2)根據(jù)基坑的開(kāi)挖深度確定放坡坡度及土釘?shù)牟贾瞄g距。按照無(wú)錫地區(qū)的土釘墻設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，土釘?shù)乃郊柏Q向間距一般在1.0 m～1.5 m，本基坑根據(jù)其開(kāi)挖深度豎向設(shè)置4道土釘，間距1.0 m，水平間距1.0 m，放坡不足 1∶0.3。3)根據(jù)以上兩步建立計(jì)算模型進(jìn)行分析計(jì)算。土釘墻計(jì)算分為兩方面控制:一方面為土釘?shù)膹?qiáng)度控制，計(jì)算土釘?shù)目拱渭翱估瓘?qiáng)度是否滿足要求;另一方面是土釘墻的整體穩(wěn)定分析，往往整體穩(wěn)定分析結(jié)果起到關(guān)鍵作用。4)根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)，基坑剖面圖見(jiàn)圖1。5)土釘施工應(yīng)堅(jiān)持分層開(kāi)挖，分層實(shí)施，確保養(yǎng)護(hù)不少于7 d后施加預(yù)加力，預(yù)加力的大小按照靜止土壓力考慮，以防止雜填土因側(cè)向卸荷后變形過(guò)大開(kāi)裂，滑移。

3 特殊情況處理

考慮到本基坑實(shí)際，對(duì)此邊坡采用以下處理措施:1)嚴(yán)格控制坑邊堆載，要求坑邊2 m范圍內(nèi)堆載不超過(guò)10 kPa;2)對(duì)基坑邊坡加強(qiáng)觀測(cè)，做好應(yīng)急措施;3)確保預(yù)加力的施加和施工注漿質(zhì)量;4)協(xié)調(diào)土建單位進(jìn)行分塊開(kāi)挖，加快速度分塊施工底板。

通過(guò)以上處理措施，確保了邊坡的安全。

4 結(jié)語(yǔ)

本支護(hù)工程目前已成功實(shí)施，實(shí)踐證明本處理思路和方案是合適的。通過(guò)本基坑處理過(guò)程，主要體會(huì)如下:1)土釘支護(hù)在無(wú)異常情況地層中通過(guò)合理建模設(shè)計(jì)，進(jìn)行支護(hù)是可行的，即使在復(fù)雜條件下，只要根據(jù)實(shí)際情況的不同，掌握全面資料并進(jìn)行充分分析，以邊坡安全為目標(biāo)采取針對(duì)性的綜合處理措施，土釘支護(hù)仍然是可行的;2)針對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件和環(huán)境條件，首先應(yīng)全面掌握第一手的資料，并據(jù)此建立符合實(shí)際的計(jì)算模型是確保復(fù)雜條件下基坑支護(hù)成功的第一步;3)基坑施工是一個(gè)信息化的施工過(guò)程，要求在復(fù)雜條件下各方均應(yīng)樹(shù)立高度的安全意識(shí)，如加快結(jié)構(gòu)施工速度以降低復(fù)雜地質(zhì)情況下基坑的時(shí)效風(fēng)險(xiǎn);4)面對(duì)復(fù)雜的基坑邊坡條件，要充分認(rèn)識(shí)到鉆孔土釘易造成雜填土浸水坍塌和鉆孔過(guò)程中來(lái)不及成孔等實(shí)際情況，綜合采取花管注漿、鋼管插筋等多種快速方案，與土釘聯(lián)合支護(hù)，確保支護(hù)效果;5)采用施加預(yù)加力方式預(yù)先控制雜填土的變形是解決老城區(qū)深厚雜填土基坑邊坡安全的行之有效的方法，但是，如果基坑的深度較深，仍然需要采用其他的圍護(hù)措施。

[1] GB 50007-2001，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] JGJ 120-99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 陳肇元，崔京浩.土釘支護(hù)在基坑工程中的應(yīng)用[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.