深基坑支護(hù)施工中異常問(wèn)題的實(shí)例分析與處理

郁文彬

（浙江，杭州，310053）

深基坑支護(hù)施工中異常問(wèn)題的實(shí)例分析與處理

郁文彬

（浙江，杭州，310053）

本文結(jié)合某高層建筑深基坑工程實(shí)例， 分析了深基坑開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)的異常變形問(wèn)題的原因，并闡述了處理方法，實(shí)施結(jié)果證明了此項(xiàng)處理措施的可行性；僅供參考。

深基坑；支護(hù)施工；變形原因；分析與處理

近年來(lái)，在我省的某些地區(qū)混凝土排樁加預(yù)應(yīng)力鋼支撐支護(hù)是較為常見(jiàn)的支護(hù)形式，與復(fù)合土釘墻支護(hù)、PCMW 樁及鋼板樁支護(hù)相比，具有施工技術(shù)成熟、安全性高的特點(diǎn)，但在地質(zhì)條件極差的某些地段，若設(shè)計(jì)對(duì)支護(hù)變形預(yù)計(jì)不足或施工不當(dāng)，容易出現(xiàn)邊坡嚴(yán)重滑移沉降，導(dǎo)致支護(hù)樁異常變形，從而影響工程結(jié)構(gòu)的施工。

一、工程及地質(zhì)概況

1、某高層工程人防地下室位于杭州市濱江區(qū)北部，該工程為33 層高層住宅樓，下設(shè)1層人防地下室及變電所（2層），總建筑面積約36 000 m2,剪力墻結(jié)構(gòu)，Ф700 mm 鋼筋混凝土鉆孔灌注樁基。其變電所的平面呈長(zhǎng)方形并與人防地下室南側(cè)相連，平面尺寸為7.8 m×52.0 m ?！?.00 m 相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高8.7 m，現(xiàn)場(chǎng)自然地面相對(duì)標(biāo)高為-1.1 m，人防地下室底板墊層底相對(duì)標(biāo)高為-5.3 m，實(shí)際開(kāi)挖深度為4.2 m；變電所板底墊層底相對(duì)標(biāo)高為-9.25 m，實(shí)際開(kāi)挖深度為8.15 m。

2、該基坑距南側(cè)8＃ 住宅樓(11 層)43.7 m，距西側(cè)2＃ 住宅樓（33層）18.0 m，樓棟間均已修筑臨時(shí)混凝土道路，基坑出土通過(guò)東側(cè)臨時(shí)道路運(yùn)出場(chǎng)外。根據(jù)該工程巖土勘察報(bào)告， 在基坑及其影響范圍內(nèi)土層自上而下的分布及基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)建議值見(jiàn)表1 所示。

表1 基坑土層及主要力學(xué)性能指標(biāo)

二、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工

1、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

該工程人防地下室基坑采用1：1.5 直接放坡的支護(hù)形式， 坡面插毛竹， 掛網(wǎng)噴漿， 坡腳設(shè)置兩排L＝4.0 m、Ф700＠1000 雙軸深攪樁。變電所基坑上部4.2 m 深度支護(hù)同人防地下室，下部?jī)?nèi)側(cè)采用L＝12.0 m、Ф 600＠900 鉆孔灌注樁，外側(cè)采用L＝10.0 m、Ф700＠900 單排雙軸深攪樁作止水圍幕，800 mm×600 mm 鋼筋混凝土冠梁， 內(nèi)設(shè)Ф610×10＠10000 鋼支撐，基坑支護(hù)剖面示意圖如圖1 所示。工程支護(hù)方案的設(shè)計(jì)計(jì)算采用《北京理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件F-SPW》(5.3 版)，按照《南京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DGJ32/J12-2005）中的要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。安全等級(jí)二級(jí)， 土壓力計(jì)算采用土壓力極限平衡理論的朗肯土壓力理論。

2、基坑支護(hù)及土方開(kāi)挖施工

混凝土鉆孔支護(hù)樁及深層水泥攪拌樁按設(shè)計(jì)要求施工完成后，采用機(jī)械開(kāi)挖人防地下室及變電所-5.3 m（相對(duì)標(biāo)高）以上土方，同時(shí)進(jìn)行插毛竹，掛網(wǎng)噴漿等工作。在冠梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的75%設(shè)計(jì)值后，采用反鏟挖土機(jī)開(kāi)挖變電所深坑下部土方，另一臺(tái)挖土機(jī)配合裝車外運(yùn)。由于土方工程量不大，僅用不到2天的時(shí)間即完成，土方從基坑?xùn)|側(cè)的臨時(shí)道路通過(guò)25 t 的自卸汽車運(yùn)至指定棄土場(chǎng)。

圖1 基坑剖面圖

三、基坑開(kāi)挖中出現(xiàn)的異常變形

深基坑變電所區(qū)域-5.3 m 以上土方開(kāi)挖完成后，在進(jìn)行邊坡下半部插毛竹、掛網(wǎng)噴漿過(guò)程中，深基坑南側(cè)開(kāi)始出現(xiàn)邊坡滑移，坡頂?shù)缆烽_(kāi)裂并逐漸發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)后，隨即采取在坡腳及距坡腳1.0 m 及2.0 m 處增插L＝4.0 m,Ф200@500 3 排木樁進(jìn)行加固處理，同時(shí)快速完成了邊坡下半部的插毛竹掛網(wǎng)噴漿，使得邊坡滑移得到一定程度控制。

在混凝土鉆孔支護(hù)樁樁頭破除、冠梁施工及混凝土養(yǎng)護(hù)的約50d 時(shí)間內(nèi)，基坑依然緩慢變形，至深坑下部土方開(kāi)挖前，基坑南部裂縫范圍擴(kuò)展距8＃樓不足10 m，地表多道裂縫最寬達(dá)60 mm，地表不同程度沉降最大近300 mm；變電所深基坑南側(cè)冠梁向坑內(nèi)凸起，中部支護(hù)樁影響結(jié)構(gòu)尺寸最大超過(guò)100 mm。為控制基坑開(kāi)挖后支護(hù)樁變形擴(kuò)大，設(shè)計(jì)與施工人員綜合分析后，將鋼支撐間距由原先的10.0 m 改為6.4 m，即由原設(shè)計(jì)4 根支撐改為7 根支撐，同時(shí)對(duì)基坑南部裂縫灌縫填補(bǔ)，對(duì)地表沉降部位進(jìn)行了修整處理。

由于現(xiàn)場(chǎng)條件所限，施工時(shí)采用了先挖后撐的方法，即約4.0 m 深土方一次開(kāi)挖到位，鋼支撐緊隨其后安裝。土方開(kāi)挖完成后測(cè)得基坑南側(cè)支護(hù)樁最大位移330 mm，影響結(jié)構(gòu)尺寸最大180 mm，觀察基坑北側(cè)支護(hù)樁根部均有不同程度細(xì)微斷裂縫。

四、原因分析

工程支護(hù)計(jì)算采用理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，其平面計(jì)算模型與實(shí)際空間結(jié)構(gòu)存在差異，特別是在基坑土體出現(xiàn)較大變形的情形下，土體的強(qiáng)度參數(shù)隨土體含水率的變化而發(fā)生改變。支護(hù)設(shè)計(jì)地面堆載取值為20 kPa，實(shí)際施工時(shí)，基坑南側(cè)臨時(shí)道路車輛通行，加之堆放施工用料，實(shí)際地面附加荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)值。

該支護(hù)工程設(shè)計(jì)上部采用1：1.5 放坡， 坡面插毛竹掛網(wǎng)噴漿，實(shí)際施工時(shí)，為保護(hù)已修筑的臨時(shí)混凝土道路，現(xiàn)場(chǎng)放坡僅為1：1.2；土方開(kāi)挖后部分坡面沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行插毛竹掛網(wǎng)噴漿，導(dǎo)致基坑南側(cè)土體出現(xiàn)首次較大變形。

混凝土冠梁施工期間，隨著土體的擾動(dòng)變形，基坑南側(cè)地面開(kāi)裂，雨水沿裂縫滲透土體中，土體的強(qiáng)度指標(biāo)下降，同時(shí)基坑南部8＃樓正逐層向上加載，導(dǎo)致支護(hù)樁中的主動(dòng)土壓力增加；此外，土方開(kāi)挖過(guò)程中沒(méi)有遵循“先撐后挖”的原則；綜合擠土效應(yīng)致使深基坑支護(hù)樁出現(xiàn)異常變形。

本工程從上部土方開(kāi)挖至深基坑底板開(kāi)始施工，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3 個(gè)月之久，時(shí)空效應(yīng)也是造成支護(hù)結(jié)構(gòu)異常變形的原因之一。

五、處理方法

基坑南側(cè)支護(hù)樁影響結(jié)構(gòu)尺寸最大180 mm，需對(duì)影響結(jié)構(gòu)的部分支護(hù)樁進(jìn)行鑿除；為保證基坑安全，在變形較大的區(qū)段⑹軸至(51)軸-7.75 m(相對(duì)標(biāo)高)處增設(shè)6 道Ф610×10＠6000 鋼支撐，支撐兩端采用H400×400×13×21 作圍檁；圍檁與支護(hù)樁間用細(xì)石混凝土填灌，其間隙大小根據(jù)基坑側(cè)壁外墻立筋間距調(diào)整（考慮基坑壁外側(cè)鋼筋安裝），加固鋼支撐見(jiàn)圖2 所示。

圖2 加固鋼支撐示意圖

加固支撐完成后，鑿除支護(hù)樁加固支撐以下影響底板施工部分，10 d內(nèi)完成底板混凝土澆筑；底板混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除下層鋼支撐，鑿除底板以上影響結(jié)構(gòu)的支護(hù)樁，并在14 d 內(nèi)完成變電所-6.3 m平臺(tái)結(jié)構(gòu)施工。平臺(tái)混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除上部鋼支撐。

六、實(shí)施結(jié)果

整個(gè)處理過(guò)程中，加強(qiáng)了對(duì)基坑變形的監(jiān)測(cè)，基坑南部原滑移土體處于穩(wěn)定狀態(tài)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)大的變形，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，基坑南側(cè)支護(hù)樁鑿除前后，相應(yīng)部位深層監(jiān)測(cè)的水平位移量最大僅為10 mm，順利完成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工，達(dá)到了預(yù)期目的。

[1] JGJ120-99.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.

[2] DGJ32/J28-2006.江蘇省建筑安裝工程施工技術(shù)操作規(guī)范[S].江蘇省建設(shè)廳，2007.

[3] 唐業(yè)清，李啟明，崔江.基坑工程事故分析與處理[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.

[4] 江正榮.地基與基礎(chǔ)工程施工禁忌手冊(cè)[M]. 機(jī)械工業(yè)圖出版社，2006.

TU584

1674-3954（2011）03-0235-02