深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)在工程實(shí)踐中的具體應(yīng)用

韓 杰

(太原市工業(yè)建筑設(shè)計(jì)所，山西太原 030009)

某住宅樓工程地處五一路和勝利街交接路口東南側(cè)，建筑物為地上28層、地下2層住宅樓，建筑物東側(cè)約9 m為一幢4層辦公樓，基礎(chǔ)情況不詳，初步估計(jì)為磚砌條形基礎(chǔ);南側(cè)約10 m為北沙河河邊小道;北側(cè)約10 m為勝利街。場地情況為目前自然地面比±0.00最高處低700 mm，最低處低1 200 mm，平均低900 mm左右。鋼筋混凝土灌注樁墻下布樁，總樁數(shù)136根，其中試錨樁三組15根施工至現(xiàn)自然地面，樁長約39.5 m，工程樁有效樁長25.5 m。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，本工程的建筑場地類別為Ⅲ類場地，設(shè)防烈度為8度，場地屬于飽和粉土和砂土場地，地基處理采用鋼筋混凝土灌注樁，樁徑為600 mm，工程樁有效樁長24 m，充盈系數(shù)為1.3。

基坑支護(hù)計(jì)算采用理正基坑計(jì)算軟件，基坑設(shè)計(jì)采取三排深層攪拌樁做止水帷幕結(jié)合土釘墻及降水支護(hù)，樁長取基坑開挖深度安全系數(shù)2，帷幕樁設(shè)計(jì)樁長16 m(以 ±0.000計(jì)算)，樁徑500 mm、樁距350 mm、排距400 mm。

土釘體采用φ48 mm壁厚3 mm鋼管及鋼絞線，設(shè)計(jì)第一排距基坑頂1 500 mm施工，土釘在東邊有4層辦公樓的地方土釘長度第一排15.00 m鋼絞線、第二排9.00 m鋼管、第三排15.00 m鋼絞線，第四排12.00 m鋼管，第五排8.00 m鋼管;西面及南北面無樓區(qū)土釘長度第一排15.00 m鋼絞線、第二排8.00 m鋼管、第三排15.00 m鋼絞線、第四排12.00 m鋼管、第五排7.50 m鋼管;土釘體水平間距1.20 m，排距第一排距坡頂1.50 m，第二排、第三排、第四排間距1.20 m。入射角度15°，二次壓力注漿施工工藝。

降水采用管井降水，在基坑內(nèi)設(shè)置10口降水井，井深16 m;基坑外設(shè)置8口回灌井，井深16 m;觀測井4口，其中3口井深16 m，1口井深35 m。

下面是此方案在專家論證中提出的意見:1)東面4層建筑物離基坑9 m，建筑物對基坑的影響按45°影響線來看對基坑基本不構(gòu)成影響，土釘?shù)拈L度可以不加長，還可以考慮將基坑頂?shù)闹顾∧粯督迪? m～2 m施工。2)基坑降水的布井方式是矩形，結(jié)合現(xiàn)場看對基礎(chǔ)可能會產(chǎn)生影響，從整個(gè)基坑開挖的土層來看都是粉土，這種土質(zhì)含水量大而箜水效果卻不好，布井方式不一定得很規(guī)則，建議在房間空間里相對合理的進(jìn)行布井效果會好些，降水井周圍填石屑不好，應(yīng)該填砂，回灌井打到需要回灌的地方就行了，觀察井打到水頭下1 m即可。止水帷幕樁施工工藝建議三噴六攪。降水井的布置按墻下布樁的空隙來布置，調(diào)整成三角形布井降水效果會好些，止水帷幕樁及井深因?yàn)槭且浴?.000計(jì)算的，建議樁長及井深不減。3)基坑支護(hù)可以考慮減少一排土釘，土釘長度按1.2倍安全系數(shù)考慮就可以了，降水井的布置可以考慮全部布置到基坑外邊去，因?yàn)橥临|(zhì)的箜水效果不好、影響半徑也小，降水井的深度可以考慮不必打到16 m，下面下實(shí)管，留下足夠的水泵抽水調(diào)整空間和箜水空間。4)注意土釘注漿要注好，因?yàn)橥玲斪{效果直接關(guān)系到基坑支護(hù)安全效果。止水帷幕樁的長度可以不變，降水井的布置要綜合考慮電梯井的降水效果，東邊的土釘長度可以考慮和基坑四邊的長度一樣。

通過專家論證整個(gè)施工設(shè)計(jì)方案從該工程地質(zhì)情況來看是經(jīng)濟(jì)可靠的。1)本基坑采用攪拌樁止水帷幕結(jié)合土釘支護(hù)、管井降水的方案是技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理的。2)可以考慮在場地卸一部分土，把止水帷幕頂標(biāo)高統(tǒng)一放在－0.9 m左右。3)土釘?shù)拈L度和間距宜適當(dāng)調(diào)整。對水平間距進(jìn)行調(diào)整，長度按計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)確定。4)對降水井的位置做適當(dāng)調(diào)整，基坑中部應(yīng)布置適當(dāng)?shù)木當(dāng)?shù)，井位應(yīng)避開基礎(chǔ)梁、柱、墻的位置。5)施工過程中應(yīng)嚴(yán)格按照做一排土釘挖一層土的工序施工，嚴(yán)禁超挖。6)做好沉降位移觀測和應(yīng)急預(yù)案。結(jié)合專家意見，又根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后基坑支護(hù)采用兩排深層攪拌樁配合土釘支護(hù)，帷幕樁長14 m。降水采用管井降水，在基坑內(nèi)設(shè)置10口降水井，井深13 m;基坑外設(shè)置4口回灌井，井深12 m;觀測井3口，井深12 m。

在施工過程中，加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測，具體監(jiān)測內(nèi)容為:1)基坑周邊道路沉降觀測:每隔20 m設(shè)一沉降觀測點(diǎn)。2)壓頂梁的水平位移監(jiān)測:沿壓頂梁每隔約15 m布置一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。3)基坑周圍建筑物變形觀測:東側(cè)的4層辦公樓在靠近基坑兩個(gè)建筑大角布置變形監(jiān)測點(diǎn)。

監(jiān)測與測試的控制要求:1)道路、建筑物的沉降速度不超過3 mm/d、累計(jì)沉降量不超過規(guī)范容許值。2)支付樁水平位移速度不超過3 mm/d、累計(jì)水平位移不超過挖深的1.5%及50 mm。安排有經(jīng)驗(yàn)的人員按期進(jìn)行施工現(xiàn)場觀察，并作好記錄。如遇到周邊地面裂縫或東側(cè)建筑物發(fā)現(xiàn)裂縫、施工條件改變、周邊堆載變化、支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形或滲漏等不利于支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素應(yīng)及時(shí)通報(bào)。當(dāng)支護(hù)的位移值超過監(jiān)測控制要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)參建單位會同處理。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形超過警戒值后，再通知各單位同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)急處理。首先要停止基坑內(nèi)的一切作業(yè)，然后在支護(hù)變形部位打入長錨桿和補(bǔ)噴混凝土，必要時(shí)打入預(yù)應(yīng)力錨索。

對于地下水位的控制，在抽水過程中采用限位器控制水泵的抽水與否，根據(jù)地下水位與設(shè)計(jì)降水水位之間關(guān)系開閉水泵。如地下水位高于設(shè)計(jì)的降水水位一定高度時(shí)，水泵電源接通，開始抽水，反之則水泵電源斷開，停止抽水。

在降水過程中遇到以下情況的處理基坑內(nèi)水位下降至一定深度后不再下降，增加降水井點(diǎn)，調(diào)整或更換抽水設(shè)備，查找并阻斷新的補(bǔ)給水源;基坑內(nèi)水位下降緩慢，增加井點(diǎn)，延長抽水時(shí)間，增加坑內(nèi)明排;基坑內(nèi)水位下降不均勻，調(diào)整井點(diǎn)布設(shè)，調(diào)整更換抽水設(shè)備;基坑內(nèi)出現(xiàn)涌水、流砂及超靜水壓力，停止開挖，查找原因采取補(bǔ)救措施。

基坑支護(hù)安全保證措施:

1)基坑邊坡開挖前按照設(shè)計(jì)要求降水開挖后，基坑內(nèi)外均采用排水溝加集水井排水，確保場內(nèi)雨水、地下水及時(shí)排出?？油馕唇?jīng)許可不得降水。2)支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)及壓頂板范圍內(nèi)不得堆放土、材料等，基坑邊5 m～10 m范圍內(nèi)堆放重量不超過5 kN/m2。3)基坑支護(hù)施工中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范進(jìn)行施工。4)基坑開挖、支護(hù)過程中應(yīng)分層開挖，分層厚度為1 m，嚴(yán)禁基坑邊坡垂直開挖，應(yīng)沿基坑邊預(yù)留1∶1放坡，待開挖至坑底后再逐步挖去邊坡土方，坑底及坑壁留置500 mm厚以上土層使用人工挖掘修壁，超深承臺部分逐一加深開挖，施工過程中，注意對工程樁及支護(hù)樁進(jìn)行保護(hù)，挖掘機(jī)、自卸汽車等機(jī)械嚴(yán)禁觸碰坑壁支護(hù)結(jié)構(gòu)。基坑開挖至坑底標(biāo)高后應(yīng)及時(shí)滿封閉，并及時(shí)進(jìn)行夯實(shí)回填土施工及地下基層工程施工，嚴(yán)禁未封閉基坑長期暴露。5)基坑坡頂應(yīng)設(shè)置牢固的安全護(hù)欄，并對施工現(xiàn)場的機(jī)械運(yùn)輸、行走路線進(jìn)行規(guī)劃。6)應(yīng)安排專人對基坑進(jìn)行觀測，防止出現(xiàn)坑頂墜落物等砸傷基坑內(nèi)工作人員的現(xiàn)象。

綜上所述，深基坑工程設(shè)計(jì)完成圖紙僅僅完成了一部分，還需要結(jié)合現(xiàn)場情況對圖紙進(jìn)行調(diào)整，更重要的是要將基坑設(shè)計(jì)當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)工程來做，加強(qiáng)監(jiān)測，配合施工。