地下車庫(kù)軟土基坑支護(hù)開挖方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析

□潘一?。ǜ＝ㄊ鷫üこ烫帲?/p>

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，出現(xiàn)了越來(lái)越多的超高層建筑及各種地下空間建筑，深基坑支護(hù)工程一般屬于臨時(shí)性建筑，其安全儲(chǔ)備較小，且影響安全的因素又非常多，事故相對(duì)容易發(fā)生，一旦發(fā)生事故造成的損失一般較大，社會(huì)影響嚴(yán)重。因此，如何安全、合理地選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)基坑工程的特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)是軟土深基坑支護(hù)工程要解決的主要問題。

1.工程概況

余姚市中央公館地下車庫(kù)擬建的工程1、2、3號(hào)樓均設(shè)一層地下室并連通組成二期地下車庫(kù)?；A(chǔ)除1#樓采用鉆孔灌注樁外，其余均采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)。本基坑支護(hù)工程現(xiàn)地坪標(biāo)高-0.300m，地下車庫(kù)基礎(chǔ)底板底面標(biāo)高-4.40m、-4.450m、4.550m（包括300mm墊層）。地下室基坑邊坡支護(hù)長(zhǎng)度約為320延長(zhǎng)米。

2.工程地質(zhì)

土層自地表向下依次為:①雜填土;②粘土;③泥碳;④淤泥;⑤粉質(zhì)粘土,巖土工程地質(zhì)如表1所示。

表1 支護(hù)設(shè)計(jì)涉及土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)一覽表

3.降水方案

開挖深度內(nèi)土層以粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土等為主，不適合井點(diǎn)降水措施，但可采取開排水溝槽加集水坑的辦法排水?；油鈧?cè)挖300mm×400mm斷面水槽，在適當(dāng)位置設(shè)集水坑，及時(shí)將地表積水排走。基坑內(nèi)，在離坡腳30cm處挖200mm×200mm斷面環(huán)基坑水溝，并在邊角挖集水坑，及時(shí)將坑內(nèi)積水排走，保持坑內(nèi)作業(yè)面及坑底干燥。

4.開挖支護(hù)方案設(shè)計(jì)

經(jīng)綜合考慮其安全性和經(jīng)濟(jì)性等因素，本基坑支護(hù)主要采取水泥攪拌樁土釘墻復(fù)合支護(hù)或土釘墻支護(hù)自然放坡及鉆孔灌注樁加土錨桿，結(jié)合打設(shè)水泥攪拌樁解決墻底土隆起問題。

二期地下車庫(kù)基坑?xùn)|側(cè)局部采用鉆孔灌注樁加土錨桿。北側(cè)采用水泥攪拌樁土釘墻復(fù)合支護(hù)；其余采用放坡。

4.1 土釘墻施工工藝

4.1.1 土釘墻面層采用噴射混凝土，強(qiáng)度等級(jí)C20，噴射混凝土厚度為100mm。噴射混凝土采用干噴法，分兩層施工。配合比(重量比)為水泥∶砂∶碎石＝1∶2∶2.5，黃砂為細(xì)砂，碎石為瓜子片。

4.1.2 土釘注漿材料采用水泥砂漿或純水泥漿，水泥砂漿的配合比為1:0.2（重量比），水灰比為0.5。水泥砂漿應(yīng)攪拌均勻，隨拌隨用。終止壓力不小于0.4MPa。水泥采用強(qiáng)度為32.5MPa的早強(qiáng)型或普通硅酸鹽水泥。錨管注漿量≥25kg水泥/m。

4.1.3 錨管制作：本工程采用打入注漿式錨管，打入角8～15°，向下。Φ48×3.0鋼管前端敲成扁平狀，管身上按梅花型每50cm鉆出φ8mm孔洞，便于注入水泥漿液，孔洞從離邊坡面2.5～3.0m處開始設(shè)置，直至管底。在管身孔洞靠前端側(cè)焊上長(zhǎng)3cm、規(guī)格φ14短鋼筋或作用（面積）相當(dāng)?shù)蔫F片，避免泥土擠入孔洞。

4.1.4 錨管（管）頭相互連接：均用Φ14鋼筋橫向焊接，并和鋼筋網(wǎng)相焊接。

4.1.5 在噴射混凝土施工中，可根據(jù)坑壁土層含水量及土方開挖速度，適當(dāng)添加2～5%的速凝劑。加水量以回彈量最小為準(zhǔn)。

4.1.6 根據(jù)實(shí)際情況在邊坡面適當(dāng)位置設(shè)置泄水孔，插入PVC塑料短管。

4.2 鉆孔灌注樁施工

基坑開挖前應(yīng)進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，待鉆孔灌注樁的強(qiáng)度達(dá)到100%后方可再進(jìn)行挖土。

鉆孔灌注樁采用直徑φ600，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。鋼筋籠采用焊接，樁身混凝土保護(hù)層厚度50mm，樁底沉渣厚度不大于150mm。鉆孔灌注樁充盈系數(shù)1.05～1.20，加灌高度0.5m，樁身不得出現(xiàn)夾泥、斷樁等現(xiàn)象。樁位偏差：軸線與垂直軸線方向均不應(yīng)超過50mm，垂直偏差不宜大于0.5%。

4.3 水泥攪拌樁施工

設(shè)置兩排φ500@350水泥攪拌樁。同類樁之間水平搭接長(zhǎng)度為100mm。采用“兩下兩上”、四次噴漿復(fù)攪，水泥摻入量15%，水泥采用強(qiáng)度為32.5MPa的早強(qiáng)型或普通硅酸鹽水泥(下同)；外加早強(qiáng)劑為氯化鈣(CaCl2、摻入量為水泥重量的1.5%)或生石膏粉(摻入量為水泥重量的2.0%)。水泥攪拌樁施工應(yīng)安排在與工程樁施工同時(shí)及基坑開挖前進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于21d。

4.4 帶漿囊鉆孔式土錨桿施工

帶漿囊鉆孔式土錨桿采用鉆孔式施工，錨桿件采用φ22或φ25鋼筋加工，鉆孔直徑120mm，外套為250漿囊袋，并設(shè)對(duì)中支架。作業(yè)面采用分段開挖，一般每段挖土長(zhǎng)度10m左右，嚴(yán)禁超挖。

注漿采用低壓多次注漿工藝，注漿壓力不小于2.0MPa，注漿須慢速進(jìn)行，穩(wěn)壓注漿應(yīng)持續(xù)2min以上，確保充盈度。注漿壓力及注漿量等參數(shù)具體通過試驗(yàn)確定。

土錨桿造孔至設(shè)計(jì)深度后應(yīng)馬上安設(shè)鋼桿件，防止塌孔，所用鋼筋應(yīng)平直、無(wú)銹、無(wú)油。土錨桿施工質(zhì)量要求：成孔深誤差小于50mm，孔徑誤差小于5mm；土錨桿保護(hù)層厚度不小于30mm，土錨桿位置誤差小于100mm。土錨桿注漿是成敗的關(guān)鍵，必須嚴(yán)格控制每根土錨桿的注漿質(zhì)量和注漿量；注漿管必須用軟管、不得采用布條作為止?jié){塞。

4.5 基坑開挖

為了便于施工及有利于邊坡穩(wěn)定，土釘墻支護(hù)部分開挖坡度一般定為1:0.8，土層需分層、分段開挖，第一層深1.0m左右，其它各層基本按錨管排距實(shí)施。分段長(zhǎng)度一般15m，視具體情況而定。下層土在上層土噴錨網(wǎng)支護(hù)施工后2d(至少48h)才可繼續(xù)開挖。一定要嚴(yán)格按照噴錨網(wǎng)支護(hù)的要求深度和長(zhǎng)度進(jìn)行開挖，絕對(duì)不能超挖。

先在基坑四周挖約6～8m寬土釘墻施工工作面溝，基坑其它區(qū)域土層保留，待各層土釘施工完畢后，再將基坑中部土體挖除，坑底留30cm余土采用人工清理。挖土至基坑底后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行墊層施工。

5.基坑監(jiān)測(cè)及成果分析

監(jiān)測(cè)內(nèi)容：基坑頂沉降監(jiān)測(cè)；深層土體水平位移；地面沉降觀測(cè)；周圍建筑物變形觀測(cè)。

施工階段每天監(jiān)測(cè)2次，非正常情況下增加觀測(cè)次數(shù)；完成基坑開挖與變形穩(wěn)定后，可適當(dāng)減少觀測(cè)次數(shù)。監(jiān)測(cè)應(yīng)進(jìn)行到地下室外墻土方回填為止。

基坑沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄見表2。

表2 基坑沉降監(jiān)測(cè)表

觀測(cè)結(jié)果表明所觀測(cè)的各種水平位移及沉降均未出現(xiàn)異常，滿足基坑開挖支護(hù)方案設(shè)計(jì)要求。

6.結(jié)論

基坑支護(hù)安全是一個(gè)復(fù)雜的與多方面因素相關(guān)的系統(tǒng)工程。涉及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程結(jié)構(gòu)、建筑材料、施工工藝和施工管理等諸多方面。本基坑工程的支護(hù)采用的鉆孔灌注樁加土錨桿結(jié)合水泥攪拌樁土釘墻復(fù)合支護(hù)方案是可行和合理的,并且也是較經(jīng)濟(jì)的支護(hù)方案，保證了基坑的正常開挖與周圍建筑物的安全。