已建建筑旁深基坑工程施工技術(shù)

林科杰

（浙江，寧波，315000）

已建建筑旁深基坑工程施工技術(shù)

林科杰

（浙江，寧波，315000）

深基坑是一個(gè)古老且具有時(shí)代特點(diǎn)的系統(tǒng)工程。文章根據(jù)某一工程的實(shí)踐，探討了相鄰既有建筑建造商場的深基坑施工技術(shù)。

土釘支護(hù)；攪拌樁；工程施工

引言

由于市區(qū)建筑密集，基坑開挖產(chǎn)生的側(cè)向變形和附加應(yīng)力對(duì)鄰近建筑物影響很大，因此，在基坑開挖時(shí)要特別注意基坑支護(hù)。通常的做法是:先查明既有建筑的基礎(chǔ)型式、結(jié)構(gòu)類型、建成年代和使用情況等，然后根據(jù)鄰近既有建筑的擬建工程的結(jié)構(gòu)類型、荷載大小、基礎(chǔ)型式、間隔距離以及土質(zhì)情況等因素分析可能產(chǎn)生的影響程度，并提出相應(yīng)的預(yù)防措措施。如：對(duì)既有建筑進(jìn)行地基基礎(chǔ)局部加固以減少該既有建筑側(cè)邊地基土的附加應(yīng)力，對(duì)施工邊坡進(jìn)行加固支護(hù)等?？捎行Х乐位隆，F(xiàn)就我市在某鬧市地段相鄰既有建筑邊建造大型商場的深基坑施工技術(shù)談一點(diǎn)體會(huì)。

一、工程概況

我市（寧波市）擬建的某百貨商場。南側(cè)相鄰的是六層商住樓，東側(cè)為市民廣場，西側(cè)為七層房管大廈，擬建商場總建筑面積為45000m2,地下建筑面積7800m2，地面建筑為框架5層，最大跨度為15m，基礎(chǔ)采用了預(yù)應(yīng)力管樁，樁頂標(biāo)高為一5.6m，基坑開挖深度為5.8m，而基坑底與南面商住樓基礎(chǔ)板底高差達(dá)4m。而相鄰兩基礎(chǔ)外邊緣水平距離為7.9m。

為防止樁基礎(chǔ)施工對(duì)相鄰既有建筑基礎(chǔ)造成下利影響，我們已經(jīng)制訂了基礎(chǔ)施工方案。①打樁時(shí)采取由南向北施工，從既有建筑向另一方向施打。②在南側(cè)布置應(yīng)力釋放孔，減少打樁時(shí)對(duì)既有建筑基礎(chǔ)的擠土效應(yīng)。③合理布置打樁時(shí)施工順序，對(duì)于密集樁群自中間向兩個(gè)方向或者四周對(duì)稱施打。④根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，先深后淺。⑤根據(jù)樁的規(guī)格，先大后小，先長后短。

由于只考慮了樁基而疏忽了基坑開挖對(duì)既有建筑的影響，在基礎(chǔ)開挖中因施工方案不周密，措施采取不當(dāng)，發(fā)現(xiàn)南面相鄰的商住樓受其影響出現(xiàn)微裂縫，且有繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢(shì)，如不采取有效措施，后果不堪設(shè)想。鑒于基礎(chǔ)施工中對(duì)南面高住樓已產(chǎn)生了不利影響，故我們立即停止開挖，并對(duì)該工程基礎(chǔ)施工重新進(jìn)行了論證，制訂了周密的防治方案。

二、基礎(chǔ)施工技術(shù)方案

開挖基坑時(shí)，確保既有建筑邊坡安全，新建基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)外邊緣與鄰近既有建筑基礎(chǔ)的距離不應(yīng)小于基坑開挖深度的1.2～ 1.5倍。

位于穩(wěn)定土坡坡頂上的既有建筑，當(dāng)垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長小于或等于 3m時(shí),其基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x符合下式要求，但不得小于2.5m:

a—基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x；

b—垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長；

d—基礎(chǔ)埋置深度；

β—邊坡坡角。

而現(xiàn)場實(shí)際情況是：a=5m b=3.6m d=1.8m tanβ=2

現(xiàn)場施工中基坑開挖度為5.8m,基坑邊緣與原有建筑基礎(chǔ)距離a=5m,由 式1右邊得a=5m＜8.1m，基坑邊坡穩(wěn)定性能不能滿足要求，為確保既有建筑基礎(chǔ)安全，防止基坑開挖后坡面滑移必須①對(duì)于開挖基坑采取防護(hù)措施。②對(duì)于既有建筑基礎(chǔ)持力層土體應(yīng)采取相應(yīng)加固措施。③對(duì)基礎(chǔ)坡進(jìn)行防滑移處理。

1、方案論證

由于基礎(chǔ)已經(jīng)部分開挖，對(duì)于既有建筑地基加固要既不能防礙已開挖坡面的穩(wěn)定、已入土的管樁的質(zhì)量，又考慮到經(jīng)濟(jì)成本和施工工期。如果采用預(yù)制樁作維護(hù)樁雖然可以縮短工期，但是坡道上方水平距離有限，樁的打入破壞了坡面與坡道的整體性，坡面必將在土的主動(dòng)土壓力作用下向外側(cè)滑移，對(duì)于施工的安全和加固商住樓的有效性都有極大的影響，另外坑內(nèi)外地下水在外廁水位高差的源動(dòng)力作用下，對(duì)坡面土的粘聚力也有一定的影響,不利于坡面的穩(wěn)定性，所以樁還必須具備一定的止水效果。經(jīng)過研究決定在既有建筑北面采用水泥士深層攪拌樁，并穿透軟弱土層及危險(xiǎn)滑弧以下 2m。深層攪拌樁是用于加固飽和軟土地基，利用水泥、石灰等材料作為固化劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制拌和，使其硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的地基，以減少現(xiàn)有建筑的荷重對(duì)坡面的附加應(yīng)力，利用自身重量擋土，同時(shí)搭接的連續(xù)性又是不錯(cuò)的止水結(jié)構(gòu)。

加固基坑邊坡，一般有以下幾種方法:土釘支護(hù)、深層攪拌樁、混凝土鋼絲網(wǎng)護(hù)坡面。有時(shí)一種方法不能達(dá)到預(yù)期效果，需要多種方案相結(jié)合，因此根據(jù)場地地質(zhì)情況、周圍環(huán)境及經(jīng)濟(jì)等條件，為保證該邊坡的穩(wěn)定及正常施工。既有建筑裂縫不再擴(kuò)展。本工程采用在基坑支護(hù)中常用的復(fù)臺(tái)土釘墻支護(hù)技術(shù)，開孔鋼花管作土釘，在土釘擊入后，通過鋼管向土體內(nèi)進(jìn)行壓力注漿，以填充土體空隙及增加土釘與土體的粘結(jié)力，用以維護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

2、支護(hù)施工方案確定

該基坑坡面采用土釘墻進(jìn)行支護(hù)，基坑挖深分別為 3.5m , 2.3m，分為兩次開挖，土方開挖按1:0.5放坡，土坡上口距離既有建筑外墻面為6.68m。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，基坑高度方向共設(shè)5排土釘。其中采用開孔鋼花管的土釘，在土釘擊入后，再在鋼管中入水灰比為0.5～0.6水泥漿。

從上至下設(shè)置土釘?shù)呐艛?shù)、規(guī)格如下:

第一、第二排中Φ32鋼管，長度6.0m.注漿各為30 Kg／m,.20Kg／m,入射角度都為10～15°；

第三排中 Φ32鋼管與中 Φ18鋼筋間隔設(shè)置，其中 Φ32鋼管，長度6.0m，注漿10 Kg／m；Φ18鋼筋，長度9.0m，入射角度都為10～15°；

第四、第五排Φ32鋼管長度都為6.0m，注漿都為1 0Kg/m；入射角度都為10～15°；

3、方案驗(yàn)算

單根土釘抗拉承載力計(jì)算應(yīng)符合下式要求:

式中，Tjk—第j根土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值，可按本規(guī)程第 6.1.2條確定.

式中β-土釘墻坡面與水平面的夾角。

對(duì)于基坑四周場地在按照超載 10Kpa考慮，作用距離距坡頂為 5.0米。該工程基坑支護(hù)等級(jí)，對(duì)照現(xiàn)行規(guī)范按二級(jí)考慮。土方按1:0.5進(jìn)行放坡開挖，土建施工工作面考慮0.8米。經(jīng)驗(yàn)算均能滿足式6.1.1、6.1.2。

4、土方開挖方案

第一層挖3.5M ,進(jìn)行第一、第三排土釘施工及該層土坡面支護(hù)施工。同時(shí)進(jìn)行輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)安裝及進(jìn)行降水。

第二層挖至基底，進(jìn)行第四、五排土釘施工及該層土坡面支護(hù)施工。

確保開挖安全.每層每段開挖長度控制不大于20米.開挖下層土方待上層土坡支護(hù)結(jié)束3天后進(jìn)行。土方開挖與邊坡支護(hù)相配合，做到邊挖邊支護(hù)，挖力土中較大部分為雜填土，粘聚力小，在土釘施工完畢之前.基底易發(fā)生滑動(dòng)和坍塌，經(jīng)專家研究決定采取如下措施:

（1）噴砼層，面層做法:先設(shè)1目鋼絲網(wǎng)，然后壓Φ6.5mm@500mmx 500mm雙向鋼筋網(wǎng)，再噴平均厚80mm的細(xì)石砼面層并翻至坡頂500mm，砼配合為1:2.5: 2.5,坡面每隔3～5米設(shè)置一根泄水管。為保證砼厚度達(dá)到均勻的設(shè)計(jì)值。在邊壁上定距設(shè)置厚度標(biāo)志；噴射距離保持在1.0m左右，并垂直于壁面；噴射路線從每段的底部逐漸向上進(jìn)行，并噴至覆蓋基坑頂面0.5一1.0m處；面層噴射砼終凝后3小時(shí)即開始養(yǎng)護(hù)，采用噴水、覆蓋澆水等方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)7天，如遇下雨天氣，則采取覆蓋保護(hù)(包括未噴的開挖面)。

（2）在基坑坡面底部向上設(shè)置兩排Φ10cm木樁，間距為50cm，排距為100cm,長度為 5m，木樁頂部高出土層60cm，木樁并用鉛絲綁扎連接形成整體，木樁基本能伸入危險(xiǎn)滑弧以下2米，有效的控制了滑動(dòng)面的產(chǎn)生。

5、輕型井點(diǎn)降水施工方案

因基坑開挖較深，地下水位較高。根據(jù)對(duì)地質(zhì)資料的分析，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)確保土坡基底的穩(wěn)定及地下室的正常施工，本工程采用的具體降水方案為沿基坑四周布置四套輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)，每套設(shè)60一70根井點(diǎn)管，井點(diǎn)管采用Φ32鋼管，長度6米，其中濾管 1.5米。井管間距1.2-1.5米，井點(diǎn)總管設(shè)置在地面下 3.5m的坡面上，真空壓力不小于0.07MP.抽水系統(tǒng)24小時(shí)連續(xù)抽水，到土方回填停止抽水。

施工期間正是梅雨季節(jié)，降雨量較多，為排除雨水，在每層土方四周挖排水明溝.并每隔30米左右設(shè)置集中設(shè)置集中井，用潛水泵抽除積水.并在地表設(shè)有排水措施，嚴(yán)防地表水向下滲漏。對(duì)于基坑內(nèi)的滲水和雨水，在坑底設(shè)置磚砌作水明溝和集水井，排水溝應(yīng)離開坡腳0.5m。

三、結(jié)語

由于嚴(yán)格按照上述施工，至基礎(chǔ)回填土方時(shí)，南面商住樓墻體微裂縫未繼續(xù)開展，并對(duì)其沉降觀測(cè)半年，各測(cè)點(diǎn)的沉降量及沉降差值符合規(guī)范要求。對(duì)已有微裂縫墻體處采取環(huán)氧樹脂加固措施。由此看來既有建筑鄰邊基坑開挖需要考慮邊坡的穩(wěn)定，而邊坡的穩(wěn)定，主要是依靠土體的內(nèi)摩擦力和粘結(jié)力(內(nèi)聚力)來保持平衡的，主要與邊坡的土質(zhì)、坡度、坡高、相鄰間距有關(guān)，一旦上述條件不能滿足，極易在外力作用下失去平衡，土壁就會(huì)坍塌，相鄰房屋也要遭受破環(huán)，對(duì)于工程實(shí)際情況我們應(yīng)該具體問題具體分析，因地制宜采取最佳施工方案，所以防止邊坡滑動(dòng)、坍塌，保證安全施工。往往一種支護(hù)方式不能達(dá)到效果，需要多種方式相結(jié)合。

TU478

1674-3954（2011）03-0128-02

林科杰,男，（1977年4月出生）,工程師，寧波大學(xué)土木工程系畢業(yè)，一級(jí)注冊(cè)建造師，現(xiàn)為中達(dá)建設(shè)集團(tuán)股份有限公司項(xiàng)目經(jīng)理.主要從事建筑施工技術(shù)與方案策劃工作。