淺析預(yù)應(yīng)力錨索在基坑支護(hù)中施工遇流砂時(shí)的解決方案

程銀風(fēng)

（威海經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)勘察測(cè)繪有限責(zé)任公司，山東威海264205）

淺析預(yù)應(yīng)力錨索在基坑支護(hù)中施工遇流砂時(shí)的解決方案

程銀風(fēng)*

（威海經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)勘察測(cè)繪有限責(zé)任公司，山東威海264205）

預(yù)應(yīng)力錨索是一種可承受拉力的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，是一種高效經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的工程技術(shù)。隨著現(xiàn)代城市的地下空間的開(kāi)發(fā)利用，其在基坑支護(hù)工程中得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展，但遇到流砂等施工難題也越來(lái)越多，解決問(wèn)題的方式方法也視工程而異。

基坑支護(hù)；預(yù)應(yīng)力錨索；流砂；截水帷幕

預(yù)應(yīng)力錨索是一種可承受拉力的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，是一種高效經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的工程技術(shù)，在現(xiàn)代城市建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，但由于預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)體系的復(fù)雜性和被施工地層的地質(zhì)特性決定了預(yù)應(yīng)力錨索的施工工藝。但在實(shí)際預(yù)應(yīng)力錨索的施工過(guò)程中，往往會(huì)因?yàn)樗┕さ貙拥牡刭|(zhì)條件千變?nèi)f化，常常會(huì)遇到流砂等施工難題。

流砂問(wèn)題是預(yù)應(yīng)力錨索施工中最常見(jiàn)的、解決難度比較大的施工難題之一。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)基坑支護(hù)工程中的預(yù)應(yīng)力錨索施工遇到流砂難題時(shí)，首先應(yīng)詳細(xì)分析流砂產(chǎn)生的原因，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)各種擬定方案的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的對(duì)比分析，最終確定問(wèn)題的解決方案。本文將通過(guò)威海798大廈的基坑支護(hù)工程成功案例，淺析預(yù)應(yīng)力錨索施工遇流砂難題時(shí)的解決方案。

1 工程案例

威海798大廈基坑支護(hù)工程地處威海市高區(qū)吉林路與火炬路交匯處，屬于商業(yè)中心位置?；釉O(shè)計(jì)開(kāi)挖深度為10.10m、設(shè)計(jì)周長(zhǎng)約400m，距離基坑邊最近的建筑物僅10m。本基坑采用型鋼水泥土攪拌墻配合5道預(yù)應(yīng)力錨索錨固支護(hù)體系，基坑降水系統(tǒng)采用全封閉截水帷幕結(jié)合坑內(nèi)管井井點(diǎn)降水組成。

進(jìn)行第二層預(yù)應(yīng)力錨索施工時(shí)發(fā)現(xiàn)基坑南側(cè)區(qū)段有嚴(yán)重的流砂現(xiàn)象，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)性鉆孔發(fā)現(xiàn)，流砂問(wèn)題很嚴(yán)重，個(gè)別試孔甚至發(fā)生涌砂現(xiàn)象。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查閱本工程的巖土工程勘察報(bào)告可知在基坑支護(hù)及支護(hù)受力分析范圍內(nèi)場(chǎng)地地層依次可劃為第四系雜填土和沖洪積層細(xì)砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、含粘性土砂、細(xì)砂以及陸相殘坡積層的粉質(zhì)粘土。場(chǎng)地水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，地下水位埋藏較淺，屬第四系孔隙潛水，略具承壓性，場(chǎng)地靜止水位埋深為0.95～1.24m。根據(jù)巖土工程勘查報(bào)告可知細(xì)砂層、含粘性土砂層和細(xì)砂層為主要含水層，且其滲透系數(shù)分別為6m/d、3m/d、5m/d。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析、探討和同類項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)施工，最終采取變更預(yù)應(yīng)力錨索的孔口標(biāo)高和循環(huán)液體的液面高度及濃度的處理方案，成功地解決了預(yù)應(yīng)力錨索施工時(shí)遇到流砂的難題，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 方案分析

本案例所采取的解決流砂難題的方案是經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)施工和對(duì)以往同類工程施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)而得出的。

首先，分析流砂產(chǎn)生的原因，通過(guò)對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)有資料進(jìn)行調(diào)研分析易得出如下結(jié)論：

（1）基坑南側(cè)從地理位置上說(shuō)為本區(qū)域的上水頭，而基坑所采取的截水帷幕打破了原有的平衡水系，造成基坑南側(cè)局部水頭壓力較大。

（2）發(fā)生流砂的地層為第二層細(xì)砂層，該細(xì)砂層通過(guò)坑內(nèi)土方開(kāi)挖可知其水平向和豎向滲透性均較小，同時(shí)該細(xì)砂層的下方為具有隔水性淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，從而又為流砂的產(chǎn)生創(chuàng)造了有利條件。

（3）前期為了確?；铀闹艿慕ㄖ锇踩?，一直采取坑內(nèi)降水方案，而基坑外圍設(shè)置的降水井一直當(dāng)做回灌觀測(cè)井使用，也為流砂的發(fā)生埋下了隱患。

其次，通過(guò)認(rèn)真總結(jié)以往同類工程的施工經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合先前的試驗(yàn)孔施工情況，決定從調(diào)整預(yù)應(yīng)力錨索的孔口標(biāo)高、鉆孔角度、循環(huán)液的濃度和調(diào)高循環(huán)液的液面高度等方面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)性施工，并做好現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)總結(jié)工作。

最后，通過(guò)對(duì)幾種可行的處理方案進(jìn)行對(duì)比分析，最終選定最佳處理方案。一般來(lái)說(shuō)，在基坑支護(hù)工程中進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索施工時(shí)如遇到較為嚴(yán)重的流砂現(xiàn)象均采取一次性自進(jìn)式錨桿進(jìn)行替代施工，但因其工程造價(jià)太高，均是最后考慮的一種解決方案；另外采取帶套管施工也是比較成熟的一種處理方案，但相對(duì)于本案例所采取的處理方案，其仍顯得造價(jià)高、工期長(zhǎng)。

通過(guò)上述分析不難發(fā)現(xiàn)本案例所采用的處理方案是最經(jīng)濟(jì)、科學(xué)和合理的。

3 方案介紹

本案例所采取的預(yù)應(yīng)力錨索施工遇流砂時(shí)的解決方案的原理是通過(guò)調(diào)整和控制預(yù)應(yīng)力錨索孔口內(nèi)外的壓力差來(lái)進(jìn)行施工的。在實(shí)際施工時(shí)，又可以細(xì)分為如下2種施工方案：

（1）降低擬施工的預(yù)應(yīng)力錨索的施工孔口標(biāo)高，增大錨索的施工傾角。

（2）抬高錨索孔口處的循環(huán)漿體的自然液面高度。

方案1的目的是使錨索的孔口位于施工循環(huán)漿液的自然液面以下，以利用循環(huán)液體的壓力來(lái)平衡砂層的水壓力，最終達(dá)到錨索施工的目的。

方案2的目的是保持錨索的孔口標(biāo)高不變，抬高錨索孔內(nèi)的循環(huán)液體的的自然液面高度，以達(dá)到增大孔口外的循環(huán)液體壓力，進(jìn)而達(dá)到平衡砂層水壓力的目的，從而實(shí)現(xiàn)錨索的正常施工。

2種方案的目的都是增大預(yù)應(yīng)力錨索孔口外的循環(huán)漿體的壓力，利用錨索孔口內(nèi)外壓力平衡差的控制來(lái)解決流砂問(wèn)題。

在上述2種方案的實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)根據(jù)地層的變化來(lái)更換鉆具，做到快速鉆進(jìn)、慢轉(zhuǎn)鉆桿，以減輕對(duì)流砂的擾動(dòng)；同時(shí)在施工中還應(yīng)減低沖孔液體壓力、適當(dāng)加大循環(huán)液的濃度，必要時(shí)可采取用純水泥漿替代其他循環(huán)漿體，從而達(dá)到更好的流砂處理效果。

4 結(jié)論及體會(huì)

（1）對(duì)有較厚的細(xì)砂層、地下水較豐富、周邊有水源補(bǔ)給的基坑施工，施工單位在編制基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工方案時(shí)，對(duì)流砂的危害應(yīng)有充分的認(rèn)識(shí)。若能在施工前充分研究地質(zhì)勘探資料，按考慮流砂的思路制定支護(hù)方案和施工方案，既可避免流砂現(xiàn)象的發(fā)生，更不會(huì)出現(xiàn)流砂問(wèn)題后被迫停工進(jìn)行處理，既耽誤了工期，又增加了許多不必要的費(fèi)用。

（2）設(shè)計(jì)人員運(yùn)用巖土工程地質(zhì)勘察報(bào)告進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)工程水文地質(zhì)條件，針對(duì)該場(chǎng)地具有的典型土層，對(duì)施工時(shí)可能發(fā)生的問(wèn)題，提出必要的相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案和防治措施。

（3）本文案例中最后所采用的方案很好地處理了流砂問(wèn)題，為以后類型工程施工積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。

（4）像本文案例一樣，當(dāng)同一問(wèn)題出現(xiàn)多種處理方案時(shí)，應(yīng)先對(duì)方案進(jìn)行可行性、經(jīng)濟(jì)性對(duì)比，最終選取最佳的解決方案。

[1] 葉志德.基坑工程流砂處理方案及效果[J].建筑技術(shù)，2006, 36（8）：625-626.

[2] 趙華宏.基坑開(kāi)挖流砂處理對(duì)策[J].工程與建設(shè)，2009，23（1）：92-93.

[3]龔曉南.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998.

On the Solution of Prestressed Anchor Cable in the Foundation Pit Supporting Construction in Case of Quicksand

CHENG Yin-feng
(Weihai Economic and Technological Development Zone Survey &Mapping Co.,Ltd.,Weihai Shandong 264205,China)

The prestressed anchor cable is a kind of structure system capable of bearing the pressure,and an efficient economic and practical engineering technology.With modern city development and utilization of underground space it is being widely applied in foundation pit supporting engineering,but the construction problems such as quicksand are more and more,so the methods to solve the problem also varies depending on the project.

foundation pit supporting；prestressed anchor cable；quicksand；waterproof curtain

TU473

B

1004-5716(2015)09-0003-02

2014-10-08

程銀風(fēng)（1980-），男（漢族），安徽桐城人，工程師，現(xiàn)從事巖土工程勘察和基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)施工工作。