粉砂土地區(qū)中深基坑圍護的設(shè)計與施工

◎ 浙江城建房產(chǎn)集團有限公司 王宇瑤

漢嘉設(shè)計集團股份有限公司 蔡 群 趙 暉

黑龍江省龍江縣統(tǒng)計局 徐 晶

1.前言

在深基坑的設(shè)計施工中，需考慮圍護體系的擋土、降水、止水效果，從而達到保護緊鄰基坑的道路、建筑的目的。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，深基坑的環(huán)境保護問題成為一個日益重要的課題。

在粉砂土地區(qū)(如杭州的下沙、濱江、錢江新城等)，土體的滲透系數(shù)大，降水后，雖然土體的力學(xué)性能較好，但土體沉降明顯，對周邊環(huán)境影響較大。本文通過介紹漢嘉大廈基坑圍護的設(shè)計和施工，希望給粉砂土地區(qū)的深基坑工程提供借鑒和參考。

2.工程概況

漢嘉大廈位于杭州市錢江新城，其北側(cè)為新塘河的綠化帶，新塘河與基坑之間有已建的地鐵站通道，該側(cè)圍護樁中心線與用地紅線距離約3.1米。東側(cè)為城市綠化的小土坡，該側(cè)圍護樁中心線與用地紅線距離1.4～6.5米。南側(cè)為規(guī)劃11號路，現(xiàn)為草地。該側(cè)圍護樁中心線與用地紅線距離約4.5米。西側(cè)緊鄰丹桂路。丹桂路下埋有的地下管線有電信管、中壓煤氣管、自來水管、雨水管、污水管，距離本基坑圍護樁中心線分別為5.47m、11.97m、13.97m、17.47m、22.97m。該側(cè)圍護樁中心線與用地紅線距離約1.4～4.4米。詳見圖1。

本工程設(shè)三層地下室，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基。本基坑普遍開挖深度為12.95米（相對標(biāo)高－13.30），最深處為16.7米。本工程基坑屬一級基坑工程。

3.工程地質(zhì)條件

根據(jù)巖土工程勘察報告，本基坑所涉及的地層主要為：

圖1 基坑平面布置圖

①-1雜填土：褐灰色、雜色，松散，主要由粉土組成。③-1 粘質(zhì)粉土：灰褐色、灰黃色、灰色，很濕，稍密～中密，含腐殖質(zhì)、鐵錳質(zhì)斑點和云母碎片。③-2 砂質(zhì)粉土：灰褐色、灰黃色、灰色，濕，稍密，含云母碎片，底部夾少量粉砂。⑤砂質(zhì)粉土：灰色、灰褐色、淺灰色，濕，稍密～中密，含云母碎片，夾少量粉砂。⑥淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰色，流塑，含云母碎片、少量貝殼碎屑、腐殖質(zhì)和未完全分解的植物殘骸。⑥夾粉砂：灰色、灰褐色飽和，稍密～中密，含云母碎片，顆粒較均勻，局部為砂質(zhì)粉土。⑦-1粉質(zhì)粘土：灰黃色、褐黃色、灰色，硬可塑，含高嶺土團塊和氧化鐵斑點。

潛水含水層的地下水位一般埋深于地表下1.0～1.5m左右，水位年變化在1.0～2.0m左右。該潛水水位升降主要受大氣降水、錢塘江等影響明顯，并隨季節(jié)性變化。

基坑開挖涉及的土層主要為粉性土，土性相對較好。但本工程場地臨近錢塘江，地下水補給充沛，土層滲透性好。因此基坑降水工作十分重要和關(guān)鍵。

4.基坑圍護體系

4.1 擋土體系

在各個支護剖面中均采用φ900@1100鉆孔灌注樁進行擋土。鉆孔灌注樁混凝土設(shè)計強度等級C25，樁端嵌入深度11.5米左右。詳見圖2。

4.2 內(nèi)支撐系統(tǒng)

根據(jù)基坑形狀呈長方形的特點，中間布置對撐，四個角布置角支撐，支撐受力合理，能較好地控制變形，中間的挖土空間也比較大，方便土方開挖。共設(shè)置2道內(nèi)支撐，混凝土支撐及圍檁的設(shè)計強度等級為C30，主支撐截面為800mm×800mm或900mm×900mm，連系梁截面為600mm×600mm。鋼立柱截面尺寸為480mm×480mm，采用4L125×14鋼格構(gòu)柱，立柱樁采用φ800灌注樁，新打設(shè)立柱樁樁端進入⑨-2圓礫層不小于1.0米。

4.3 降水體系

基坑外四周設(shè)PVC管排水溝，以排基坑內(nèi)抽取的水。本基坑場地地下水含量大，水位高，補給豐富，降水深，而土層滲透性比較好，基坑內(nèi)設(shè)置自滲管井降水；基坑外設(shè)置一級輕型井點進行輔助降水。

4.4 止水體系

采用三軸水泥攪拌樁φ850@600進行完全止水。樁端入土深度要求進入⑥淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土不小于1.5米，水泥攪拌樁水泥摻入量為22%，水灰比為1.5。

5.施工中的問題處理

施工過程出現(xiàn)的問題包括：(1)鉆孔灌注樁漏筋較多；(2)三軸水泥攪拌樁橫向冷縫沒有處理好，出現(xiàn)幾處漏水、涌砂點。

解決辦法：(1)鉆孔灌注樁在施工過程中，應(yīng)注意泥漿配比，防止砂性土塌孔，影響樁身質(zhì)量；(2)三軸水泥攪拌樁冷縫處應(yīng)用三軸高壓旋噴樁補強；(3)出現(xiàn)漏水、管涌時，現(xiàn)場應(yīng)及時回填土方，控制涌砂，同時在坑外相應(yīng)位置設(shè)置管井降水，減少坑內(nèi)外水頭差，然后，樁間先注漿，在樁間掛鋼筋網(wǎng)后再用快凝水泥堵漏。

圖2 典型支護剖面圖

6.結(jié)語

漢嘉大廈地下車庫基坑圍護采用大直徑鉆孔灌注樁結(jié)合兩道混凝土內(nèi)支撐作為圍護體系。坑內(nèi)采用管井降水，坑外設(shè)置一級輕型井點輔助降水。為減少降水對周邊環(huán)境的影響，止水帷幕（直徑850的三軸水泥攪拌樁）插入⑥淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土1.5米，以完全止水。工程實踐證明該圍護體系有較好的整體剛度和穩(wěn)定性，能較好的控制位移，減小變形，并有效的減少了基坑降水對周邊道路、建筑的影響。它為粉砂土地區(qū)深基坑圍護工程的設(shè)計和施工提供了成功的經(jīng)驗。

通過該工程，總結(jié)出粉砂土中深基坑工程需要注意的問題包括：(1)鉆孔灌注樁在施工中要注意泥漿配比，防止砂性土在成孔過程中塌孔。(2)三軸水泥攪拌樁內(nèi)摻膨潤土，可控制泥液擴散，有利于水泥攪拌樁的樁身質(zhì)量。(3)砂性土土性較好，要用相應(yīng)較大功率的三軸樁機。(4)基坑外設(shè)管井，在不影響周邊環(huán)境的情況下，可以先降低坑外水位至一定深度，能較有效防止管涌，如有管涌，則應(yīng)及時先回填土方，后坑外降水，再樁間堵漏。(5)實踐來看，砂性土在降水后，土性提高較大，圍護樁的實際彎矩遠小于設(shè)計計算值，故在降水效果能保證的前提下，可適當(dāng)降低圍護樁的配筋率，以節(jié)約工程造價。