提高深基坑止水帷幕有效性的探討

廣東湛江 524000

摘要：本文主要針對(duì)如何提高深基坑止水帷幕的有效性展開(kāi)了探討，通過(guò)結(jié)合具體的工程實(shí)例，對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的闡述，并系統(tǒng)分析了基坑圍護(hù)止水帷幕的封堵加固治理及監(jiān)測(cè)，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：深基坑；止水帷幕；有效性；提高

引言

所謂的止水帷幕，是指用于阻止或減少基坑側(cè)壁及基坑底地下水流入基坑而采取的連續(xù)止水體，它是一個(gè)概念，是工程主體外圍止水系列的總稱(chēng)。隨著深基坑工程日益增多，地下水的控制成為工程中重中之重。為了達(dá)到止水目的，確保深基坑工程的施工安全，如何提高止水帷幕的有效性就成為了施工人員需要研究考慮的問(wèn)題。

1 基坑概況

某建筑主樓的區(qū)域基坑開(kāi)挖面標(biāo)高-11.740m，主樓核心筒區(qū)域基坑開(kāi)挖面標(biāo)高-12.040m，局部區(qū)域標(biāo)高為-18.170m，地下2層樓板面標(biāo)高-10.850m，局部底板面標(biāo)高-11.350m。裙樓區(qū)域基坑開(kāi)挖面標(biāo)高為-15.550m，局部區(qū)域標(biāo)高為-16.450m。

2 水文狀況

施工場(chǎng)地①層雜填土中地下水穩(wěn)定，水位埋深1.30～1.50m，其相應(yīng)標(biāo)高1.550～1.920m，其地下水類(lèi)型為潛水。

本場(chǎng)地弱承壓水含水層主要分布在第四系全新統(tǒng)中段河流相粉土④層粉土夾粉質(zhì)黏土層中，該層土全場(chǎng)分布，平均滲透系數(shù)為kv=4.18×10-6cm/s，kh=1.59×10-5cm/s，富水性、給水一般，為影響基坑施工的主要含水層之一。

本場(chǎng)地承壓水含水層組中影響基坑施工的含水層主要分布在上更新統(tǒng)中段濱?！涌谙嗟蘑?層粉土中，其厚度較大，為承壓含水層，常年有水，透水性較強(qiáng)、富水性較好。

3 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）基坑面積較大，開(kāi)挖深度深。

（2）基坑開(kāi)挖需考慮有效的支護(hù)措施以控制基坑開(kāi)挖過(guò)程中基坑四周道路及地下管線的變形。

（3）基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)有④層粉土夾粉質(zhì)黏土層（該層在自然地面下10.0m左右），在基坑開(kāi)挖面下有承壓含水層⑥2層粉土層（該層在自然地面下32.0m左右）。因此在基坑開(kāi)挖過(guò)程中需要考慮對(duì)地下水的處理問(wèn)題。

3.2 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)（見(jiàn)表1）

表1 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)

3.3 支護(hù)方案

3.3.1 擋土結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)不同樁徑優(yōu)化分析，基坑四周裙樓區(qū)域采用φ1100mm@1300mm的鉆孔灌注樁，塔樓區(qū)域采用φ1200mm@1400mm的鉆孔灌注樁，基坑北側(cè)靠近既有住宅樓及東側(cè)靠近優(yōu)族聯(lián)盟的區(qū)域采用φ1300mm@1500mm的鉆孔灌注樁。

3.3.2 支撐體系

（1）支撐平面布置

圖1 支撐結(jié)構(gòu)示意

根據(jù)基坑的平面形狀，基坑采用2道圓環(huán)支撐結(jié)合角部角撐的布置形式。設(shè)計(jì)在基坑中部設(shè)置2道半徑分別為40.0m和48.5m的同心圓環(huán)支撐，角部利用角撐結(jié)合徑向支撐控制基坑變形。支撐結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（2）支撐豎向布置

整個(gè)基坑采用2層混凝土支撐，基坑?xùn)|北角由于挖深較深，局部采用3層混凝土支撐。綜合考慮周邊建筑物、道路管線情況及土方開(kāi)挖量，樁頂冠梁標(biāo)高為-1.950m，第1層混凝土支撐中心標(biāo)高設(shè)置為-2.430m。第2層支撐中心標(biāo)高設(shè)置為-9.400m?；颖眰?cè)靠近既有住宅樓及東側(cè)靠近優(yōu)族聯(lián)盟的區(qū)域局部設(shè)置3道混凝土支撐，中心標(biāo)高設(shè)置為-13.600m。

（3）支撐材料形式

支撐材料選用整體性好、剛度大、受力好，對(duì)控制位移有較大作用的現(xiàn)澆混凝土支撐體系。

（4）棧橋體系

考慮施工后期土方開(kāi)挖的運(yùn)輸及材料堆放等因素，在第1層支撐的部分區(qū)域設(shè)置棧橋板。有棧橋板區(qū)域的立柱之間相應(yīng)設(shè)置剪刀撐，以控制立柱樁的變形。

（5）豎向支撐體系

采用臨時(shí)鋼格構(gòu)立柱及柱下鉆孔灌注樁作為水平支撐系統(tǒng)的豎向支撐桿件。局部區(qū)域利用主體結(jié)構(gòu)的工程樁作為立柱樁。

3.4 基坑開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)地下水的處理

3.4.1 止水帷幕

綜合考慮場(chǎng)地的土層條件及施工造價(jià)等因素，設(shè)計(jì)采用φ650mm@900mm的三軸深層攪拌樁作為止水結(jié)構(gòu)，三軸深層攪拌樁插入⑤2層粉質(zhì)黏土夾黏土層中。基坑西側(cè)臨近新生路地下通道的區(qū)域由于距離限制，只能在支護(hù)樁間設(shè)置φ800mm高壓旋噴樁。高壓旋噴樁插入⑤2層粉質(zhì)黏土夾黏土層中。

3.4.2 降排水設(shè)計(jì)

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，基坑開(kāi)挖面以上④層粉土夾粉質(zhì)黏土為含水層，故在坑內(nèi)設(shè)置25口疏干井結(jié)合“明溝+集水坑”的形式進(jìn)行疏干排水。

通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，裙樓開(kāi)挖區(qū)域滿(mǎn)足抗突涌驗(yàn)算要求，但主樓及電梯井區(qū)域由于挖深較深無(wú)法滿(mǎn)足抗突涌驗(yàn)算，需在塔樓及電梯井區(qū)域另設(shè)15口降壓井降低承壓水位，確?；娱_(kāi)挖過(guò)程中的安全。

3.4.3 地表水處理

由于該基坑施工周期長(zhǎng)，雨季施工不可避免，在下雨過(guò)程中為避免基坑成為巨型集水坑，需要在基坑周邊設(shè)置截水溝，將地表徑流匯集到截水溝中集中抽排，有效阻止雨水進(jìn)入基坑，保證工程施工工期。

圖2 塔樓區(qū)域坑底加固樁及坑中坑平面布置