咬合樁在柳州河?xùn)|管理大廈深基坑工程的應(yīng)用分析

【摘要】柳州河?xùn)|管理大廈地上建筑面積33672.565㎡，標(biāo)準(zhǔn)層高3.6m，共18層，建筑高度68.55m，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，建筑使用功能包括辦公樓、政府服務(wù)大廳，500人多功能會(huì)議室等。項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)利用地表水水源熱泵新型中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)，為小區(qū)提供冷暖空調(diào)，本項(xiàng)目需要建設(shè)水泵房水源熱泵機(jī)組和取、排水管網(wǎng)，需要在柳江邊進(jìn)行圍堰施工。

【關(guān)鍵詞】咬合樁；深基坑；應(yīng)用；分析

1、前言

擬建場(chǎng)地位于柳江河河床，其東面緊臨柳江河右岸（東岸），東面150m為河?xùn)|管理大廈。場(chǎng)區(qū)河床底高程74.35m～77.25m，水深約0.6～3.1m。場(chǎng)區(qū)東側(cè)緊鄰柳江河右岸河岸斜坡，坡頂為耕地，標(biāo)高約為91.0m，坡腳約為65m，坡度約30度。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及調(diào)查訪問，場(chǎng)區(qū)處柳江河右岸坡僅于水面與河岸交界處局部有輕微沖刷跡象，局部地段發(fā)生小規(guī)模的崩塌，未發(fā)育大的崩塌滑坡現(xiàn)象，河岸斜坡處于自然穩(wěn)定狀態(tài)。場(chǎng)區(qū)在地貌上屬柳江河Ⅰ級(jí)沖。

2、設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)依據(jù)

2.1 工程設(shè)計(jì)遵循下列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）

2.1.2《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）

2.1.3《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）

2.1.4《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）

2.1.5《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T5148-2001）

2.1.6《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2010）

2.1.7《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》（JGJ18-2003）

2.1.8《水電水利工程高壓噴射技術(shù)規(guī)范》DL/T5200-2004

2.1.9《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2011）

2.1.10《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）

2.1.11《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）

2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

2.2.1提供的關(guān)于該項(xiàng)目總平面圖、場(chǎng)地地形圖、項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖等相關(guān)電子文件資料；

2.2.2根據(jù)該項(xiàng)目詳細(xì)勘察報(bào)告，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際踏勘資料。

3、場(chǎng)地工程地質(zhì)條件概述

3.1 場(chǎng)地工程地質(zhì)特征

根據(jù)察資料及現(xiàn)場(chǎng)踏勘資料，場(chǎng)區(qū)與基坑支護(hù)及圍堰相關(guān)巖土層自上而下可分為：①層淤泥；②層新近沉積粉質(zhì)黏土；③層粉質(zhì)黏土；④層松軟狀圓礫；⑤層白云質(zhì)灰?guī)r。

3.2 水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地位于柳江上，設(shè)計(jì)中，柳江江水水位標(biāo)高按77.50m的常水位高程考慮。

4、支護(hù)方案選擇

基坑支護(hù)方案較多，如放坡、護(hù)壁樁、錨桿、錨噴支護(hù)等等。各種方案都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，因此，選擇合理的方案是保證基坑支護(hù)工程質(zhì)量的關(guān)鍵。根據(jù)基坑情況，可采用基坑方案有樁錨支護(hù)、懸臂排樁支護(hù)、錨噴支護(hù)及放坡等方案，各方案的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析如下：

4.1 樁錨支護(hù)：通過連續(xù)分布的排樁、樁頂冠梁連接、預(yù)應(yīng)力錨索（桿）拉結(jié)形成構(gòu)成主動(dòng)式支護(hù)體系，通過支護(hù)體系中各個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)共同作用，形成了體剛大、安全牢固的支擋體系，可有效預(yù)防及控制位移變形。適用于穩(wěn)定差、位移變形控制嚴(yán)格的基坑；但該方案可能存在施工工期相對(duì)較長(zhǎng)，支護(hù)造價(jià)較高的特點(diǎn)。

4.2 懸臂排樁支護(hù)：一般通過排樁及樁頂冠梁連接形成的剛性支護(hù)體系，該支護(hù)方案雖然可實(shí)現(xiàn)垂直開挖，能充分利用場(chǎng)地空間，但是，在基坑穩(wěn)定性差、基坑開挖深度偏大時(shí)，該支護(hù)方案存在位移變形大的缺點(diǎn)，位移控制嚴(yán)格基坑應(yīng)謹(jǐn)慎采用。同時(shí)，若在環(huán)境簡(jiǎn)單、位移控制不嚴(yán)的基坑采用單純的懸臂支護(hù)方案會(huì)存在施工周期長(zhǎng)、支護(hù)樁造價(jià)高的缺點(diǎn)。

4.3 錨噴支護(hù)：通過在開挖基坑坑壁內(nèi)植入密集的錨桿體系，與坡面掛網(wǎng)噴射的混凝土面層形成綜合的支護(hù)體系達(dá)到基坑支護(hù)的方案，其適用于基坑深度不宜大于15m，且地下水位以上，由粘性土層、粉土、砂土等構(gòu)成的非軟土基坑。該支護(hù)方案施工設(shè)備簡(jiǎn)單，支護(hù)靈活，技術(shù)成熟，可邊支護(hù)邊開挖施工，支護(hù)施工及土方開挖等多種工序可交叉進(jìn)行，節(jié)約工期，造價(jià)較低。但基坑開挖深度較深，且坑壁土體復(fù)雜的條件下，基坑位移變形偏大，對(duì)坑頂環(huán)境，尤其是存在建筑物時(shí)影響較大。

4.4放坡開挖：該方案是最直接、經(jīng)濟(jì)、省時(shí)、省事的支護(hù)方案，在場(chǎng)地用地條允許條件下，可優(yōu)先采用該支護(hù)方案。但該方案存在可利用空地范圍較寬（特別是在地質(zhì)條件較差、基坑深度大的情況下所要求的用地范圍更寬），土方開挖量大的缺點(diǎn)。

本次設(shè)計(jì)在深入掌握和研究已有工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料和周邊環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，參照成功的設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行多種方案的分析、論證與優(yōu)化，結(jié)合本地區(qū)類似基坑支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為該工程場(chǎng)地周邊環(huán)境復(fù)雜，需同時(shí)考慮止水擋土問題，且場(chǎng)地位于柳江上，需先圍堰再施工的基本程序，因此，本次基坑工程采用搭接式排樁支護(hù)及坑底壓密灌漿封底的處理方案。

5、方案設(shè)計(jì)

5.1設(shè)計(jì)原則

5.1.1設(shè)計(jì)方案按永久性基坑方案設(shè)計(jì)，基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)使用期限按50年考慮。

5.1.2結(jié)合規(guī)范要求，本次基坑設(shè)計(jì)采用“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法”的設(shè)計(jì)原則實(shí)施設(shè)計(jì)，即根據(jù)信息施工法和施工勘察、調(diào)研等反饋的資料，對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證，并及時(shí)補(bǔ)充、修改、完善本設(shè)計(jì)方案。

5.1.3 結(jié)合規(guī)范要求，根據(jù)基坑破壞嚴(yán)重程度及其社會(huì)影響，基坑側(cè)壁安全等級(jí)按一級(jí)考慮，重要性系數(shù)γ0取1.10。

5.1.4 設(shè)計(jì)方案是根據(jù)建筑基坑總平面圖范圍，場(chǎng)地巖土工程條件，場(chǎng)地周邊環(huán)境條件及基坑開挖深度等要求確定。

5.1.5根據(jù)業(yè)主提供資料，結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際條件，工程地質(zhì)情況等，水泵坑底開挖標(biāo)高按72.5m考慮，現(xiàn)場(chǎng)地面高程按圍堰整平至79.0m計(jì)，基坑開挖深度6.5m計(jì)（詳見后設(shè)計(jì)圖紙），水位按柳江常水位77.8m考慮。

5.1.6設(shè)計(jì)中采用北京理正基坑支護(hù)設(shè)計(jì)軟件FSPW7.0（2012版）進(jìn)行分析。與基坑設(shè)計(jì)有關(guān)巖土參數(shù)是根據(jù)勘察報(bào)告并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)確定，具體如下表：

注：考慮到圍堰及施工的影響，坑壁土體按填土及基巖層考慮；基巖參數(shù)值結(jié)合經(jīng)驗(yàn)按等效內(nèi)摩擦角考慮。

5.2 支護(hù)設(shè)計(jì)

5.2.1 根據(jù)工程地質(zhì)情況、場(chǎng)地周邊環(huán)境等因素，支護(hù)方案按搭接式排樁支護(hù)。

5.3 地下水/江水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.3.1根據(jù)附近場(chǎng)地位置，工程施工情況以及勘察資料分析，結(jié)合踏勘資料及柳江施工類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，地下水采用“截堵為主，明抽明排為輔”的處理方式，即在支護(hù)體系中構(gòu)筑封閉的截水帷幕，避免地下水（江水）進(jìn)入坑內(nèi)，采用明抽名排方式處理坑內(nèi)水體；

5.3.2 支護(hù)樁設(shè)計(jì)中，采用鋼筋樁與素樁搭接的支護(hù)體系，在四周形成一個(gè)封閉的支護(hù)結(jié)構(gòu)，即能擋土，又能止水，故基坑四周止水設(shè)計(jì)是與支護(hù)體系一同考慮（詳見支護(hù)圖紙）。

5.3.3 基坑封底止水主要是通過壓密灌漿及澆灌水下砼施工，即一方面，在坑底布置壓密灌漿點(diǎn)，通過在基巖內(nèi)成孔、洗孔，然后再壓密灌漿方式，填堵巖石中節(jié)理裂隙及巖溶通道；

5.4 方案設(shè)計(jì)要求

5.4.1鋼筋砼工程要求

5.4.1.1 鋼筋籠制作允許偏差：主筋間距允許偏差不大于10mm，箍筋間距或螺旋筋螺距不大于20mm，鋼筋籠直徑不大于10mm，鋼筋籠長(zhǎng)度不大于50mm。

5.4.1.2 鋼筋混凝土梁軸線（包括水平方向及垂直方向）允許偏差不大于8mm，混凝土澆筑完畢后應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

5.4.1.3 鋼筋砼結(jié)構(gòu)縱向受力鋼筋應(yīng)采用焊接方式，鋼筋連接應(yīng)遵守《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2010）的相關(guān)規(guī)定。

5.4.1.4 需焊接的鋼筋施工之前，應(yīng)清除鋼筋、鋼板焊接部位以及鋼筋與電極接觸處表面上的銹斑、油污、雜物等；鋼筋端部當(dāng)有彎折、扭曲時(shí)，應(yīng)予以矯直或切除。

5.4.1.5支護(hù)樁檢測(cè)：（1）支護(hù)樁檢測(cè)執(zhí)行（JGJ120-2012）中“4.4.10”相關(guān)要求：即采用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法檢測(cè)樁基完整性，檢測(cè)數(shù)量不少于本次基坑支護(hù)工程支護(hù)樁總數(shù)的20%，且不小于5根；（2）應(yīng)檢測(cè)支護(hù)樁樁端標(biāo)高下持力層巖體質(zhì)量達(dá)到微風(fēng)化巖體質(zhì)量要求，支護(hù)樁竣工后，應(yīng)采取抽芯檢驗(yàn)支護(hù)樁身材料是否滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

5.4.1.6樁基施工中其它要求，執(zhí)行《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120-2012）中第4.4條中相關(guān)條文要求。

5.4.1.7支護(hù)樁均按水下砼支護(hù)設(shè)計(jì)，灌注水下混凝土施工時(shí)，應(yīng)執(zhí)行《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）中“6.3.26～6.3.30”條相關(guān)條文要求。

5.4.2坑底壓密灌漿施工要求

5.4.2.1基坑底部壓密灌漿止水孔呈網(wǎng)格布置，應(yīng)跳孔間隔以及隔時(shí)施工，先按套管引孔施工，再反復(fù)沖洗孔2～3次，最后，實(shí)施壓密灌漿。灌漿壓力為0.3MPa。

6 、其它

6.1 施工期間，查明基坑施工影響范圍內(nèi)各種管線及管道情況，做好防護(hù)措施；同時(shí)，若發(fā)現(xiàn)開挖地層與報(bào)告書中的地層有異常時(shí)，請(qǐng)及時(shí)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)變更；基坑開挖前應(yīng)對(duì)周邊建筑物、管溝的位置、埋深、原有\(zhòng)"缺陷\"等進(jìn)一步檢查、核實(shí)清楚，并應(yīng)記錄、拍照或錄像，作為原始資料備查。

6.2在圍堰土方堆填方面，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地位置情況（上下游、需開挖工作區(qū)、機(jī)械施工區(qū)等方面）分區(qū)堆填，如外圍鄰水側(cè)土方堆填，應(yīng)采取砂袋、塊石等必要措施，內(nèi)圍有支護(hù)樁分布區(qū)域，堆填土方宜考慮對(duì)支護(hù)樁施工的影響等等因素。

6.3支護(hù)樁施工前，建議按規(guī)范要求進(jìn)行專項(xiàng)樁基勘察工作，以查明支護(hù)樁位置處地質(zhì)資料。