“聯(lián)合支護(hù)法”在超深基坑施工中的應(yīng)用

周擁軍

(馬鋼張莊礦業(yè)公司 安徽六安 237400)

1 工程概況

安徽馬鋼張莊鐵礦地處六安市霍邱縣周集鎮(zhèn)，東距G105國(guó)道約50m，是我國(guó)少有的尚未開發(fā)的特大型鐵礦床，礦床資源儲(chǔ)量豐富，可選性好，采、選生產(chǎn)工藝技術(shù)先進(jìn)，裝備大型化、自動(dòng)化。選礦系統(tǒng)由16個(gè)單體組成，擬建“深井底流泵房”建筑面積3042m2，由深井底流泵房、地下通廊、錐形濃縮池三部分組成，其中深井底流泵房鋼筋砼筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)高-16.10m、地下鋼筋砼斜通廊標(biāo)高-14.50mm-7.65m、錐形濃縮池直徑50m設(shè)計(jì)坡面標(biāo)高-5.00mm-7.65m，該工程基坑最大開挖深度-17.12m。

2 周邊環(huán)境條件

本工程?hào)|南側(cè)為已建主廠房，距泵房地下室外墻線19m左右，基坑放坡后相距8.5m，基坑其余各側(cè)相對(duì)空曠，由于地下室較深，受施工工藝及東南側(cè)地域狹窄限制，全放坡施工雖然工藝簡(jiǎn)單，但挖、填方量大、工期長(zhǎng)且危及主廠房及周邊建筑物的安全。

3 水文、地質(zhì)條件

(1)場(chǎng)地土層自上而下依次為:①雜填土，呈稍濕、松散狀態(tài)，下部為素填土，主要為耕植土，層厚0.50mm-3.10m;②粉質(zhì)粘土，可塑狀態(tài)，層狀分布，層厚0.50mm-2.00m;③粉質(zhì)粘土，可塑呈透鏡體狀、似層狀分布，層厚0.50～17.10m以下，本次鉆探未揭穿。

(2)場(chǎng)地范圍內(nèi)第①雜填土層:具有一定滲透性，但補(bǔ)給量有限;第②～③粘性土層:具有弱透水性，屬相對(duì)隔水層。地下水屬上層滯水，地下水的水力聯(lián)系較弱，未見強(qiáng)滲透性的含水層，上層滯水主要受大氣降水、附近居民生活用水及施工用水的滲透補(bǔ)給，水量不大，但施工時(shí)仍需采取排水措施。

4 基坑開挖及支護(hù)方案

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)周圍條件、水文地質(zhì)情況、技術(shù)可行性、造價(jià)、施工安全等因數(shù)綜合分析，本工程采用“放坡+排樁+鋼支撐+預(yù)應(yīng)力錨索”聯(lián)合支護(hù)法施工。見平面布置圖1。

5 施工流程

(1)土方開挖(0.00-5.00m):

①測(cè)量定位→②距基坑邊線外1.0m布設(shè)排水溝→③土方開挖(1:1放坡，開挖至-5.0m)→④沿-5.0m坑底布設(shè)第2道排水溝;

(2)排樁、冠梁施工:

①樁機(jī)就位(鋼筋籠制作)→②鉆孔→③排渣(清孔)→④吊放鋼筋籠→⑤插入砼導(dǎo)管→⑥清底→⑦灌注砼→⑧砼樁養(yǎng)護(hù)→⑨樁頂冠梁施工及養(yǎng)護(hù);

(3)錨索施工及土方開挖(-5.00mm-16.10m):

①第一道錨索施工(采用間隔跳打方式)→②土方開挖(不放坡，開挖至-9.60m)→③第二道錨索施工→④土方開挖(不放坡，開挖至-13.10m)→⑤第三道錨索施工→⑥土方開挖(不放坡，開挖至-16.10m)→⑦清底→⑧坑底砼墊層封閉。見基坑開挖斷面圖2。

6 技術(shù)要求

(1)坑底留土:機(jī)械開挖至離設(shè)計(jì)標(biāo)高200mm-300mm處采用人工挖土;

(2)灌注樁樁徑偏差≤50mm，垂直偏差 ＜0.5%，樁位偏差≤50mm，樁底沉渣≤100mm;

(3)鋼筋籠制作偏差:主筋間距≤10mm，箍筋間距或螺旋筋螺距≤20mm，鋼筋籠直徑≤10mm，鋼筋籠長(zhǎng)度≤50mm;

(4)灌注樁砼塌落度16cm-20cm，骨料≤4cm;

(5)錨索鉆孔水平方向孔距在垂直方向誤差≤100mm，傾斜度≤3%，錨索抗拔力280kN-350KN;

(6)錨索桿體長(zhǎng)15m-18m，設(shè)置3排，水平間距3.2m(上部2排隔樁1錨、下部1排一樁一錨)，水泥注漿:水灰比0.5-0.6，一次注漿壓力0.5-1.0MPa，初凝后二次注漿壓力3MPa;

(7)預(yù)應(yīng)力施加:注漿錨固強(qiáng)度達(dá)到15MPa(10～15天)進(jìn)行張拉，張拉至設(shè)計(jì)荷載1.0-1.1倍退至鎖定值進(jìn)行鎖定;

(8)錨桿外端固定:第一道錨索采用冠梁支座，第2、3道錨索采用2根25槽鋼背對(duì)背組合腰梁，腰梁外側(cè)安放鋼墊板及楔形鋼塊形成支座;

(9)基坑轉(zhuǎn)角處均加設(shè)型鋼支撐，同冠梁預(yù)埋件剛性連接;見基坑支護(hù)斷面圖3。

7 主要工序和做法

(1)土方采用分層、分塊開挖，分塊間采用1:1.0放坡，小范圍土層高差控制在1m內(nèi);

(2)分層開挖深度:內(nèi)支撐或錨索下0.3m，分段開挖長(zhǎng)度小于20m，施工過程中仔細(xì)核對(duì)開挖標(biāo)高，開挖最后8～12小時(shí)連續(xù)澆筑墊層混凝土;

(3)上下層開挖時(shí)間間隔:內(nèi)支撐完成后養(yǎng)護(hù)10天;上層錨桿完成后養(yǎng)護(hù)10天，張拉緊固力完成后;

(4)排樁支護(hù)開挖時(shí)間:樁體養(yǎng)護(hù)28天后進(jìn)行土方開挖;

(5)坑頂、底布設(shè)排水溝，坑頂水溝要求反坡5%，開挖過程中及時(shí)排水，坑內(nèi)不得帶水施工;

(6)灌注樁采用跳打工藝，跳打間距間隔1樁，間隔時(shí)間≥24小時(shí);

(7)灌注樁導(dǎo)管埋入深度1.0m≤h≤5.0m，抽拔導(dǎo)管速度不宜過快，要于混凝土落入量相適應(yīng);

(8)錨索鉆孔嚴(yán)禁帶水作業(yè)，必須干鉆、跳打方式，待相鄰錨索灌漿結(jié)束24小時(shí)后，方可施工本根錨索成孔作業(yè);

(9)結(jié)合本工程地質(zhì)情況，采用掛設(shè)“雙層柔性尼龍網(wǎng)”結(jié)合簡(jiǎn)易輕型井點(diǎn)降水措施對(duì)樁間土進(jìn)行封閉(常規(guī)做法“錨網(wǎng)噴漿”、工期長(zhǎng)、成本高);

8 基坑監(jiān)測(cè)

8.1 監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)布置

(1)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在基坑邊緣以外2倍基坑深度范圍內(nèi)的建、構(gòu)筑物、道路、地下管線上;

(2)支護(hù)樁頂水平及豎向位移布置間距≤20m，沒邊≥3點(diǎn)，設(shè)于冠梁頂部，對(duì)應(yīng)的支護(hù)樁后部地表豎向位移點(diǎn)設(shè)于樁以外2m處;

(3)周圍建筑物豎向位移觀測(cè)點(diǎn)布置在建筑物四周拐角，每間隔15m設(shè)置1個(gè)且沒邊不少于3點(diǎn)，水平位移觀測(cè)點(diǎn)結(jié)合豎向位移共同設(shè)置。

8.2 基坑檢測(cè)要求

(1)發(fā)生基坑涌砂、突水、垮塌及雨后必須觀測(cè);

(2)水平位移:樁頂20mm，相對(duì)于基坑深度控制值0.3%，變化速率:3mm/d，連續(xù)2天;

(3)豎直位移:樁頂15mm，相對(duì)于基坑深度控制值0.2%，變化速率:3mm/d，連續(xù)2天;

(4)最大沉降:臨近建筑物15mm，變化速率:3mm/d，連續(xù) 2 天;傾斜:2/1000，變化速率，0.1H/1000(H為建筑物承重結(jié)構(gòu)高度)

(5)達(dá)到上述值80%為預(yù)警值，超過報(bào)警值時(shí)，立即停工查找分析原因并采取措施，待監(jiān)測(cè)穩(wěn)定或收斂后方可繼續(xù)進(jìn)行。

(6)施工監(jiān)測(cè)過程應(yīng)持續(xù)整過基坑至回填結(jié)束、支護(hù)退出工作為止，土方開挖期間，每天監(jiān)測(cè)≥3次。

8.3 基坑沉降觀測(cè)成果(見圖4)

9 安全措施

(1)該工程屬大型深基坑開挖，應(yīng)由技術(shù)人員編制專項(xiàng)方案，企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批，專家組論證，上報(bào)總監(jiān)理工程師審批、簽證后，下發(fā)實(shí)施;

(2)基坑坡頂12m寬范圍內(nèi)禁止超堆荷載(包括棄土)，禁止荷載＞20KPa的車輛通行;

(3)坑邊1.5倍基坑深度范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆大于1m的土方或相對(duì)于該重量的其他材料;

(4)基坑邊界周圍設(shè)置排水溝，避免滲水、漏水進(jìn)入基坑;

(5)基坑開挖時(shí)，邊坡四周安排專人進(jìn)行安全巡視，設(shè)定報(bào)警信號(hào)方式，指定機(jī)械和作業(yè)人員撤離路線;

(6)反鏟在平臺(tái)作業(yè)，履帶應(yīng)T形站位，作業(yè)前端用枕木或石塊擋住，防止機(jī)械側(cè)翻;

(7)備好遇險(xiǎn)設(shè)施和物資(堵漏材料、回填材料、機(jī)械設(shè)備等)。

9 結(jié)語(yǔ)

施工中要嚴(yán)格控制各施工程序，按工藝要求作業(yè)，加強(qiáng)基坑排水管理，開挖期間做好應(yīng)急排險(xiǎn)預(yù)案并加強(qiáng)巡視，確?；娱_挖安全，為下道工序施工創(chuàng)造條件，本工程由于方案正確、組織得力“安全、質(zhì)量、工期、造價(jià)”均取得了預(yù)期效果。同時(shí)也得出這樣的認(rèn)識(shí):該支護(hù)方法工期短、安全系數(shù)高，適用于受區(qū)域限制的大型超深基坑開挖與支護(hù)。

［1］葉觀寶.地質(zhì)處理［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997

［2］劉俊巖.深基坑支護(hù)工程［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001

［3］JGJ120-2012.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程

［4］GB50497-2009.建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

［5］JGJ31-2013.建筑深基坑工程施工安全技術(shù)規(guī)范