淺談密支撐結(jié)構(gòu)在濕陷性黃土地區(qū)深基坑支護的應(yīng)用

【摘要】由于頂管施工對人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活影響小且對地層的適應(yīng)性比較廣，在工程實踐中有著較高的社會效益和經(jīng)濟效益，同時它能夠在很大程度上保證施工安全，施工質(zhì)量。因此，為適應(yīng)西北地區(qū)的濕陷性黃土地質(zhì)條件，頂管施工在越來越多的管道施工實踐中得到廣泛的應(yīng)用.在濕陷性黃土地基上進行工程建設(shè)時，必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對工程可能造成的危害，選擇適宜的基坑支護方法，避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。采取以密支撐支護與鋼筋混凝土板墻逆作法支護，防止地基濕陷對建筑產(chǎn)生危害。

【關(guān)鍵詞】密支撐結(jié)構(gòu)；濕陷性黃土地區(qū)；基坑支護

1、工程概況

東月路B標(biāo)工程西起長鳴路，東至河堤路，管道全長2394米，其中管道埋深5.28米～11.04米，管徑均為d1000mm的人工頂管854.801米。 按照設(shè)計要求，頂管全段設(shè)置頂管工作井17座（其中頂進工作井8座，接收工作井9座），以上工作井均處于濕陷性黃土區(qū)，其中W'16～W'29濕陷性等級為Ⅲ級嚴(yán)重，W'30～W49濕陷性等級為Ⅱ級（中等）。

2、濕陷性黃土

在上覆土層自重應(yīng)力作用下，或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下，因浸水后土的結(jié)構(gòu)破壞而發(fā)生顯著附加變形的土稱為濕陷性土，屬于特殊土。

2.1濕陷性黃土可能產(chǎn)生的危害 在濕陷性黃土地基上進行工程建設(shè)時，必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對工程可能造成的危害，選擇適宜的地基處理方法，避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。

2.2濕陷性黃土的工程特性 濕陷性黃土是一種特殊性質(zhì)的土，在一定的壓力下，下沉穩(wěn)定后，受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉，故在濕陷性黃土場地上進行建設(shè)，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對不均勻沉降限制的嚴(yán)格程度，采取以地基處理為主的綜合措施，防止地基濕陷對建筑產(chǎn)生危害。

3、工作井支護類型

1）支護形式的選擇

人工頂管工程地處Ⅱ級（中等）濕陷性黃土區(qū)域，土體在不受水浸濕的情況下穩(wěn)定性較好，頂管管徑小（為d1000mm），距離短（單項頂進最長58m），工作井埋深為5～11米。工作井利用時間短（正常情況下每段管道的正常頂進時間在10天之內(nèi)），因此對工作井的支護要求是：在保證安全的前提下，使臨時工作井的支護形式盡量的經(jīng)濟、簡單、可靠，而且對于支護材料能夠部分回收再利用，降低工程造價。結(jié)合工程項目所在地的水文、地質(zhì)等實際情況，經(jīng)過各種經(jīng)濟、技術(shù)方案的論證后決定工作井采用密板撐（撐板+圓木）支護與鋼筋混凝土板墻支護相結(jié)合的支護形式。

2）支護結(jié)構(gòu)施工

密板撐（撐板+圓木）支護與鋼筋混凝土板墻逆作法支護是按照1：0.05的放坡系數(shù)，將工作井四周土體分層開挖至一定深度，采用密支撐與鋼筋混凝土板墻（坑深大于4.5米時采用）逆作法聯(lián)合支護的支護體系。撐板采用4*0.30*0.05米，圓木直徑不小于0.2米。機械開挖至第一層后2～3米處，人工對邊坡進行修正，坡度為1：0.15，待邊坡修正完畢后進行人工配合挖掘機開挖、撈土至4～4.5米。再對其采用撐板井字狀+圓木支撐支護，待密撐完全支護牢固后，再進行下層土方開挖和支護?？由?.5米以下采用逆作法支護。逆作法支護采用C30混凝土、￠12鋼筋，綁扎成為150*150mm的雙層網(wǎng)片，板墻厚0.3米。每層高度根據(jù)坑內(nèi)實際深度而定，一般每層為2～3米。開挖刷破后錨固定位筋、綁扎鋼筋，鋼筋綁扎完后，在坑內(nèi)搭設(shè)滿堂紅鋼管支架，并支設(shè)模板、澆筑混凝土。待混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的75%后，進行下一層開挖及支護。最下層采用鋼筋混凝土板墻支護時，工作井兩側(cè)預(yù)留洞口比管外徑每側(cè)大5～10cm。

3）支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測分析

①監(jiān)測項目的確定

根據(jù)《深基坑監(jiān)測規(guī)范》、工作井圍護形式及圍護結(jié)構(gòu)的安全性要求，項目部對工作井安全性進行地面沉降和井周土體變形兩項內(nèi)容的監(jiān)測，保證工作井的安全。

②監(jiān)測位置的確定

a、地面沉降監(jiān)測點布置：在矩形工作井四周布置對稱布置沉降監(jiān)測點8個；b、井周土體變形監(jiān)測：在工作井四周埋設(shè)測斜管定時對井周土體變形進行監(jiān)測。

③監(jiān)測頻率的確定

該工作井的圍護結(jié)構(gòu)屬于臨時結(jié)構(gòu)，使用時間短，對于結(jié)構(gòu)的整體耐久性要求低，一般一個井的正常使用時間在一個月以內(nèi)，因此為了能夠得到可供參考的監(jiān)測數(shù)據(jù)，頂管施工期間每2天進行沉降和土體變形監(jiān)測。

④監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析

a、地面沉降分析：

從數(shù)據(jù)變化圖中可以得出，地表監(jiān)測點變化規(guī)律符合理論的預(yù)期，即：地面沉降前期較大，隨時間的的增長，沉降量越來越小，最后趨于穩(wěn)定。沉降監(jiān)測點變化均以向下為主，最大沉降量為-25.4mm。

b、土體變形分析：

基坑土體測斜各監(jiān)測孔的變化，向基坑內(nèi)位移為正，反之為負(fù)。

從數(shù)據(jù)變化圖可以看出，土體測斜各監(jiān)測孔位移變化規(guī)律，與工作井開挖施工工況有關(guān)，且變化規(guī)律基本相同，只是變化的幅度大小不同而已。主要特征有：

1）土體測斜各監(jiān)測孔之間變化規(guī)律基本一致。2）工作井進行圍護結(jié)構(gòu)施工階段時，各個監(jiān)測孔變化均在正常范圍內(nèi)。3）工作井進行開挖階段時，各監(jiān)測孔變形曲線呈向基坑方向位移趨勢，各孔均未出現(xiàn)累計值（30mm）報警情況。

各監(jiān)測孔變化規(guī)律基本相同，隨施工工況的不同而相應(yīng)變化，其變化與基坑開挖深度、底板澆筑時間緊密相關(guān)，基坑開挖越深，其變形越大，其最大變形位置隨著開挖深度變化而變化。

結(jié)合最終檢測數(shù)據(jù)分析如下：

工作井周土體變形最大處發(fā)生在CX4點的井口處，由井口至井底變形逐漸減小，在密支撐與鋼筋混凝土結(jié)合處變形發(fā)生突變，剛性圍護結(jié)構(gòu)處的變形明顯減小。越到井底變形越小。

通過東月路B標(biāo)工程的實施，在濕陷性黃土地區(qū)基坑支護采用密支撐與鋼筋砼逆作法這種支護形式，在施工中不僅能節(jié)約施工工期，降低工程成本，而且能保護環(huán)境，減少材料的浪費。

參考文獻

[1]《基坑工程手冊》（第二版）— 2009

[2]《濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑工程安全技術(shù)規(guī)程》JGJ167-2009

[3]《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99