某基坑支護工程加固實例

陸法潭

【摘 要】某基坑在開挖過程中支護結(jié)構(gòu)變形過大，后采取卸載、錨拉、水平支撐等措施，基坑變形趨于穩(wěn)定。本文分析了基坑變形的原因，詳細介紹了加固方案，可為類似工程借鑒。

【關(guān)鍵詞】支護工程；水平位移；分析研究；加固措施

0.前言

建筑基坑工程是指建筑物或構(gòu)筑物地下部分施工時，需開挖基坑，進行施工降水和基坑周邊的圍擋，同時要對基坑四周的建筑物、構(gòu)筑物、道路和地下管線進行監(jiān)測和維護，確保正常安全施工的一項綜合性工程。建筑基坑工程的設(shè)計與施工，既要保證整個支護結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全，又要控制結(jié)構(gòu)和其周圍土體的變形，以保證周圍相鄰建筑及地下公共設(shè)施的安全[1]。

1.工程概況

本工程基坑深度17.50m，水位埋深5.5m，采取鉆孔灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索與土釘墻支護相結(jié)合的聯(lián)合設(shè)計方案。

基坑北側(cè)1m處是運行的鐵路，其它周邊沒有建筑。

根據(jù)基坑開挖深度和地面建筑物荷載的分布情況，支護方案設(shè)計如下：上部3.5m采用土釘墻，下部采取鉆孔灌注樁垂直支護，樁中心距1.4m，樁徑800mm，樁長17m。設(shè)置二排錨索，局部三排，錨索水平間距第一排為1.4m，錨索長度16m，第二排錨索長度15m，間距仍為1.4 m，樁間噴射素混凝土，防止樁間土的局部脫落。

場地原為剝蝕崗坡地貌，地形高差變化較大，總體上第四系地層西北厚，東南薄，東南個別地段基巖面已接近于地表。由于進場前已進行了場地整平，大范圍的挖方與填方使得上部素填土層的分布范圍及厚度變化均較大。場區(qū)地基土自上而下為：

（1）①層素填土：由粉質(zhì)粘土﹑粉土﹑砂﹑碎石組成。

（2）②層粉質(zhì)粘土：分布不廣。

（3）②-1層粉質(zhì)粘土：局部含有少量碎石與少量氧化鐵、鐵質(zhì)結(jié)核。

（4）②-2層粉質(zhì)粘土：多呈透鏡體夾在可塑狀態(tài)的粉質(zhì)粘土層中。

（5）②-3層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：可塑，灰黑色，含腐殖質(zhì)，中密，濕。

（6）②-4層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：軟塑，灰黑色，含腐殖質(zhì)，稍密，飽和。

（7）粉土：硬塑，黃褐色，紅褐色，中密～密實，稍濕～濕，局部含少量碎石。

區(qū)域地下水基本屬于第四系孔隙潛水，只有少數(shù)地段稍顯承壓性。水質(zhì)經(jīng)分析判定，對各類水泥無侵蝕性。

2.工程事故特征

本工程土方開挖與錨索的施工交叉進行， 5月15日進行了第三層土的開挖，深度為5.6米，從晚上至第二天中午挖至坑底， 沒有發(fā)現(xiàn)異常，但是5月20日下午發(fā)現(xiàn)坑北側(cè)鐵路有沉降現(xiàn)象，坑上冠梁出現(xiàn)裂紋，且變形有不斷加大的趨勢，監(jiān)測結(jié)果見表1。

3.事故原因分析

通過對上面事故特征的描述可知，本基坑事故發(fā)生的原因如下：

（1）錨索或錨桿養(yǎng)生時間較短，錨固體未達到設(shè)計強度，就進行了挖土作業(yè)，致使抗拔力達不到設(shè)計值，導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)變形較大，部分區(qū)域地表出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象等。

（2）第三層土6米的土層一次開挖，開挖土層深度過大，更加劇了支護結(jié)構(gòu)的變形。

（3）鐵路的運行，使基坑上部土體產(chǎn)生震動，降低了土體剪切強度，也加劇了基坑的變形。

4.加固方案

為確保支護結(jié)構(gòu)的安全，經(jīng)現(xiàn)場實地調(diào)查，綜合分析變形、施工工況，并對基坑支護結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀進行相關(guān)驗算，提出如下加固處理措施[2]：

（1）停止最里側(cè)鐵路的使用，至基坑回填完畢。

（2）對地表裂縫用水泥砂漿填充，防止地表水的侵入。

（3）加大變形觀測密度，每天早晚各一次，至變形穩(wěn)定后再適當(dāng)加大觀測間隔；加強周邊巡視，并做好巡視記錄。

（4）對場地東側(cè)及南側(cè)部分區(qū)域進行卸載處理，減小土壓力，卸載后表面重新作硬覆蓋，防止地表水侵入。

（5）轉(zhuǎn)運站冠梁頂部加水平支撐（詳見圖1），這樣一方面可以傳遞基坑不同側(cè)的土壓力，使部分土壓力抵消，另一方面可提高基坑支護體系的整體性，該階段施工期間基坑內(nèi)部停止作業(yè)。

（6）由于基坑?xùn)|側(cè)跨度長（30.8米），在其局部采取地面錨拉的措施，通過對樁體進行直接預(yù)應(yīng)力錨拉（詳見圖2），提高樁體水平支護力，以減小基坑的變形，該階段施工期 基坑內(nèi)部停止作業(yè)。

（7）支撐及挖土作業(yè)結(jié)束后，根據(jù)支護結(jié)構(gòu)變形情況，確定是否需要局部增設(shè)錨桿的方案[3]。

圖1 水平支撐施工圖 圖2 地錨施工圖

5月20日開始加固，實施過程中，基坑北側(cè)和東側(cè)變形逐漸變小。5月24日加固工程施工完畢，基坑基本停止變形，加固過程和加固后水平變形觀測結(jié)果如表1。

表1 加固施工前后水平位移觀測值

注：數(shù)據(jù)都為向基坑內(nèi)偏移數(shù)據(jù)。

5.結(jié)論 （下轉(zhuǎn)第149頁）

（上接第100頁）（1）深基坑開挖不僅要保證基坑本身的安全與穩(wěn)定.而且還要嚴(yán)格控制基坑周圍地層變形。

（2）基坑工程獲得實時變形監(jiān)測數(shù)據(jù)非常必要。

（3）施工進度是影響基坑變形的重要因素之一，在施工過程中土方開挖必須等到錨桿或錨索強度穩(wěn)定之后方可進行。 [科]

【參考文獻】

[1]高大釗.深基坑工程設(shè)計（M）.北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[2]冶金工業(yè)部主編.地基處理技術(shù)5基坑開挖與支護（M）.冶金工業(yè)出版社，1993.

[3]劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.