緊挨房屋的基坑圍護(hù)實(shí)例分析

王金修

【摘 要】某基坑緊挨既有建筑，周邊環(huán)境復(fù)雜，變形要求高，地質(zhì)條件較差，既有建筑保護(hù)要求高。針對本基坑周邊環(huán)境、工程地質(zhì)及施工條件，采用對既有建筑基礎(chǔ)錨桿靜壓樁加固，基礎(chǔ)底部再進(jìn)行壓密注漿補(bǔ)強(qiáng)， 基坑圍護(hù)采用水泥土攪拌樁內(nèi)套打樹根樁，基坑內(nèi)側(cè)進(jìn)行土體壓密注漿加固，并信息化施工，保證了基坑及緊挨基坑房屋的安全，達(dá)到了預(yù)期的效果。

【關(guān)鍵詞】實(shí)例；樹根樁；基坑圍護(hù)；緊挨房屋；軟土地區(qū)

中圖分類號： TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）25-0230-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.25.106

0 引言

我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程促進(jìn)了地下空間的開發(fā)，地下工程日益增多。基坑設(shè)計(jì)施工的成敗，關(guān)系到周邊環(huán)境、經(jīng)濟(jì)安全。緊挨房屋邊緣進(jìn)行新建筑基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)施工其難度、風(fēng)險(xiǎn)均比其他地方要大，緊挨既有建筑邊緣進(jìn)行基坑圍護(hù)要保護(hù)既有建筑安全，保證其在基坑施工期間位移、沉降在允許范圍內(nèi)。目前緊挨房屋邊緣的基坑圍護(hù)受環(huán)境、施工條件所限，基坑圍護(hù)方法較少，主要有樹根樁、鉆孔灌注樁等?；訃o(hù)設(shè)計(jì)施工方案，據(jù)地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、基坑深淺的不同而異[1-10]。

本文介紹了軟土地區(qū)某緊挨房屋基坑圍護(hù)工程的設(shè)計(jì)、施工，及實(shí)施效果。

1 工程概況

工程場地位于上海市閔行區(qū)。擬建地下車庫工程±0.000（相當(dāng)于地面絕對標(biāo)高+3.700米）以上為1幢12層綜合教學(xué)辦公樓，地下車庫基坑開挖深度4.15米，基坑長約50米，寬約30米，基坑面積約1500平方米，底板厚度約500mm， 底板頂面埋深3.65米，地下車庫外墻采用鋼筋混凝土，厚300mm。

2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基坑工程區(qū)域性強(qiáng)、個(gè)性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、時(shí)空效應(yīng)強(qiáng)，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，基坑開挖深度和周邊環(huán)境條件，選用合理的圍護(hù)型式，基坑圍護(hù)型式很多，每一種基坑圍護(hù)型式都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，都有一定的適用范圍，要因地制宜，具體工程具體分析，選用合理的基坑圍護(hù)型式。

2.1 場地工程地質(zhì)條件

該擬建場地在地貌上屬長江三角洲入?？跒I海平原，涉及的地基土按成因類型、形成時(shí)代、工程性質(zhì)等自上而下可分為5層。場地地層分布及物理力學(xué)性質(zhì)見表1。

本場地雜填土較厚1.00-1.90m。房屋中部偏西有一條北西向的暗浜，浜寬15～20m，浜底埋深1.9～4.1m。場地地表3.2～4.5m以下存在厚度約10.5m淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土層，該二層土強(qiáng)度低、壓縮性高。

場地淺部土層中的地下水屬于潛水類型，其水位動態(tài)變化主要受控于大氣降水，地下水埋深在0.9～1.2m之間。

2.2 周邊環(huán)境及地下管線

本基坑南側(cè)為運(yùn)動場，西為食堂最近處約為8m，北西面為怡海公寓最近處相距15m、北面中段北東段較為開闊，東面緊靠學(xué)進(jìn)樓，基坑邊線距學(xué)進(jìn)樓基礎(chǔ)僅1.5m。

基坑南面、西面、北面均有校內(nèi)雨水管、污水管、上水管、電力管、煤氣管等。

基坑?xùn)|側(cè)緊挨學(xué)進(jìn)樓，學(xué)進(jìn)樓6層，基礎(chǔ)型式：條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)寬2.00m，基底埋深1.50m， 與擬開挖的基坑坑底落差2.66m，基礎(chǔ)邊緣距地下車庫1.50m。

2.3 緊挨房屋的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

本工程基坑開挖深度約4.15米，屬三級基坑?；颖泵?、南面、西面按常規(guī)基坑考慮，根據(jù)基坑挖深、周邊環(huán)境、工程地質(zhì)條件、施工條件等，西面采用水泥土攪拌樁重力式檔墻，南面、北面采用復(fù)合土釘墻。本文僅探討東面緊挨奮進(jìn)樓一面的基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)與施工。

基坑?xùn)|面由于緊挨學(xué)進(jìn)樓而不允許基坑周圍地基土體產(chǎn)生較大的變形，則必須按變形控制設(shè)計(jì)，按變形控制設(shè)計(jì)中變形控制量應(yīng)根據(jù)基坑周圍環(huán)境條件因地制宜確定

東面緊挨學(xué)進(jìn)樓的基坑圍護(hù)體：本工程東面緊挨學(xué)進(jìn)樓的基坑圍護(hù)體考慮場地條件與周邊環(huán)境、施工技術(shù)手段。為減小基坑施工對學(xué)進(jìn)樓基礎(chǔ)的影響，又要保證圍護(hù)體結(jié)構(gòu)的止水效果，還要保證圍護(hù)體結(jié)構(gòu)及學(xué)進(jìn)樓的穩(wěn)定性，采用在緊挨學(xué)進(jìn)樓一側(cè)水泥土攪拌樁內(nèi)套打樹根樁φ400@500的基坑圍護(hù)方法；水泥土攪拌樁采用φ700@500。

針對既有建筑學(xué)進(jìn)樓基礎(chǔ)的加固技術(shù)：施工對保護(hù)對象的影響是互相關(guān)聯(lián)的，因?yàn)榛A(chǔ)緊挨學(xué)進(jìn)樓，復(fù)雜條件下難以判斷保護(hù)對象學(xué)進(jìn)樓的具體變形形態(tài)。所以，采用對學(xué)進(jìn)樓臨基坑一側(cè)進(jìn)行基礎(chǔ)加固，可以起到對既有建筑較好的保護(hù)作用。

學(xué)進(jìn)樓基礎(chǔ)進(jìn)行錨桿靜壓樁加固，錨桿靜壓樁樁長16m，樁間距1m，單樁承載力設(shè)計(jì)值120KN。

學(xué)進(jìn)樓基礎(chǔ)錨桿靜壓樁施工完畢后條形基礎(chǔ)底部再進(jìn)行樁間壓密注漿加固（采用“間跳法”施工，壓密注漿加固深度6.30m，孔距1m）；

基坑側(cè)土體加固技術(shù)：在基坑側(cè)坑底加固可以有效地提高被動區(qū)土體抗力，可以有效地改善基坑范圍內(nèi)土體的力學(xué)特性，起到控制變形的關(guān)鍵作用，減小基坑變形，進(jìn)一步保證圍護(hù)體結(jié)構(gòu)的抗滑穩(wěn)定性，所以，在地下車庫側(cè)進(jìn)行坑底壓密注漿加固（深度3.2m，寬度3.0m），使基坑施工區(qū)域與學(xué)進(jìn)樓內(nèi)土體之間形成一道有一定強(qiáng)度的壩體，能夠起到很好的隔離作用，從而減小基坑施工對學(xué)進(jìn)樓的影響。開挖前應(yīng)進(jìn)行坑內(nèi)輕型井點(diǎn)降水疏干。見圖1、圖2。

3 基坑圍護(hù)及緊挨學(xué)進(jìn)樓地基加固的關(guān)鍵施工技術(shù)

在整個(gè)基坑施工過程中，采用科學(xué)方法和有效手段獲取瞬間變化的信息，使監(jiān)測數(shù)據(jù)能及時(shí)、準(zhǔn)確的反映實(shí)際情況，做到信息化施工，嚴(yán)格控制各項(xiàng)施工參數(shù)，確保在施工過程中基坑圍護(hù)體系和學(xué)進(jìn)樓、周圍道路、地下管線的安全，使整個(gè)工程的地下施工能順利進(jìn)行。

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)與加固體施工順序

為了保證基坑的穩(wěn)定、學(xué)進(jìn)樓的穩(wěn)定安全，施工順序如下：先進(jìn)行學(xué)進(jìn)樓基礎(chǔ)錨桿靜壓樁與基礎(chǔ)底部壓密注漿加固，再施工基坑圍護(hù)體水泥土攪拌樁與樹根樁，最后進(jìn)行基坑內(nèi)壓密注漿施工。

（1）水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)施工技術(shù)

雙軸水泥土攪拌樁單樁斷面尺寸700×1200，相鄰樁搭結(jié)200mm。雙頭水泥土攪拌樁采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比0.5，水泥摻入量為13%（暗浜區(qū)提高至15%）。攪拌樁樁體施工為兩噴三攪工藝。鉆頭每轉(zhuǎn)一周提升（下沉）1.0～1.5cm為宜，水泥土攪拌樁應(yīng)連續(xù)施工，相鄰樁間歇不得超過10小時(shí)，且噴漿攪拌時(shí)鉆頭下沉速度不宜大于1.0m/min，提升速度不宜大于0.5m/min。

水泥攪拌樁下沉?xí)r不得采用沖水下沉，以免影響攪拌樁樁身強(qiáng)度。制備好的漿液不得離析，不得停置時(shí)間過長，超過二小時(shí)的漿液應(yīng)降低標(biāo)號使用。

水泥土攪拌樁強(qiáng)度采取鉆孔取芯的檢測方法。水泥土攪拌樁養(yǎng)護(hù)期不得少于28天，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu>0.8MPa時(shí)方可開挖基坑。樁位偏差不大于20mm?？觾?nèi)水泥土攪拌樁加固應(yīng)注意避開工程樁。

（2）樹根樁設(shè)計(jì)施工技術(shù)

樹根樁施工工藝流程：a.開挖樁孔，清除孔內(nèi)垃圾及障礙物。b.鉆機(jī)定位和校正垂直度，樁位誤差為±2cm，垂直度誤差小于1%。c.成孔，采用工程地質(zhì)100型鉆機(jī)成孔，天然泥漿護(hù)壁。d.下注漿管、吊放鋼筋籠，鋼筋籠的主筋采用鋼套筒擠壓連接。e.填灌碎石、注漿。e.拔注漿管、移位。

圍護(hù)樹根樁樁徑φ400mm，設(shè)計(jì)樁長10m米，鋼筋籠長9.0米，鋼筋籠直徑330mm，保護(hù)層厚度35mm。主筋8φ16mm（二級筋），箍筋φ6.5@200mm；注漿材料采用P·O32.5普通硅酸鹽水泥，注漿漿液采用純水泥漿液，注漿壓力>1.5MPa。碎石料級配φ10～25mm，充填率應(yīng)>0.8，樁身強(qiáng)度C20。

（3）錨桿靜壓樁設(shè)計(jì)施工技術(shù)

據(jù)房屋沉降傾斜狀況及場地工程地質(zhì)條件，本工程采用錨桿靜壓樁為250×250mm預(yù)制方樁，每節(jié)段長2～2.5m，有效樁長為16.0m，樁尖進(jìn)入⑤層。單樁承載力設(shè)計(jì)值約為120KN，設(shè)計(jì)施工30根，最終壓樁力=單樁承載力設(shè)計(jì)值×1.2≈150KN，施工中開鑿樁孔尺寸上口≥300×300mm，下口≥350×350mm，樁孔應(yīng)盡量靠近基礎(chǔ)梁。壓樁前用小鉆桿探明地下有無障礙物，保證樁能壓下去。

樁架應(yīng)與錨桿緊固到位，防止樁架晃動，樁架與基礎(chǔ)平面保持垂直。基樁樁尖就位時(shí)保持垂直，嚴(yán)禁偏心受壓，樁段就位后必須加以校正，保持與上節(jié)樁在同一軸線上，垂直偏差不超過1.5%的樁長。采用電焊接樁，為確保接頭質(zhì)量，接樁前應(yīng)清除接樁角鐵鐵銹，焊接時(shí)必須予以滿焊。采用C30早強(qiáng)微膨脹混凝土封樁、φ16交叉鋼筋與錨桿焊接并澆筑帽梁，帽梁尺寸700×500×200mm。保證樁與基礎(chǔ)連接可靠后封樁。

（4）壓密注漿設(shè)計(jì)施工技術(shù)

本工程壓密注漿地基加固處理根據(jù)注漿范圍，共布置3排注漿孔，采用梅花形布孔，注漿孔間距為1.0×1.0m，注漿深度范圍基坑底面下0.0～3.2m，即注漿長度3.2m/孔，共設(shè)注漿孔90個(gè)，總計(jì)注漿長度288m。

本次壓密注漿工程采用劈裂注漿，漿液材料選擇以注漿材料采用P·O32.5普通硅酸鹽水泥及精細(xì)粉煤灰制成的懸濁液，其配比為水：水泥：粉煤灰=1：1：0.75（重量比），注漿壓力為0. 3～0. 5MPa，且應(yīng)恒定壓力3min以上，注漿速率16～20L/min左右。漿液注入率25%（即每m3土體注漿量0.25m3）。初凝時(shí)間一般應(yīng)控制在1～2小時(shí)。注漿施工時(shí)采用注漿量和注漿壓力雙控制的方法。

注漿孔成孔采用振動沉管設(shè)備，將20mm注漿管用平板振動器壓入預(yù)定土層，埋設(shè)外徑φ75mm注漿鋼管，連接注漿軟管和注漿泵等，啟動拌漿機(jī)拌料； 漿液經(jīng)攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢韬?，開始注漿；注漿采用分層法，以底部向上部分層注漿，每孔注漿提升間距為0.5m；當(dāng)灌漿一定程度后暫停注漿，向上提升一段鉆桿（一般為0.5m），再繼續(xù)進(jìn)行注漿。注漿順序?qū)嵭邢韧夂罄?，考慮相鄰注漿孔相互影響，注漿時(shí)采用跳孔間隔進(jìn)行注漿。

3.2 緊挨學(xué)進(jìn)樓的土方開挖施工技術(shù)

挖土期間應(yīng)確?？觾?nèi)土體處于較干燥狀態(tài)，防止坑外明水倒灌入坑內(nèi)，土方據(jù)“分層分區(qū)”的要求進(jìn)行施工，分層厚度小于2.0m。施工順序應(yīng)遵循先圍護(hù)后開挖、加強(qiáng)監(jiān)測的原則。土方開挖要求采用盆式挖土。土方開挖施工應(yīng)嚴(yán)格實(shí)行“分層分段、留土護(hù)壁、限時(shí)開挖”，將基坑開挖造成的周圍設(shè)施的形變控制在允許的范圍內(nèi)?；舆厙?yán)禁大量堆載。

開挖最下一層土方時(shí)，坑底必須留200mm～300mm厚土層用人工鏟除及修平。開挖至坑底時(shí)，混凝土墊層“隨挖隨澆”，即墊層必須在見基坑底后24小時(shí)內(nèi)澆筑完成。混凝土墊層需直接澆搗至圍護(hù)樁內(nèi)側(cè)面。施工時(shí)需確保墊層的平整度、厚度和強(qiáng)度，使混凝土墊層能夠起到一道地?fù)蔚淖饔谩?/p>

3.3 基坑降水

基坑降排水是保證基坑工程穩(wěn)定的重要舉措?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，土方開挖前要進(jìn)行基坑降水，本基坑據(jù)基坑挖深、工程地質(zhì)條件等采用輕型井點(diǎn)降水，降水深度控制在坑底以下0.5m-0.8m?；娱_挖前預(yù)降水6天以抽取基坑內(nèi)土體中的潛水和上層滯水。輕型降水井點(diǎn)均勻布置于基坑內(nèi)。使基坑內(nèi)土體疏干，除坑內(nèi)降水措施外，地面及坑內(nèi)應(yīng)設(shè)明排水措施，及時(shí)排除雨水及地面流水。從而達(dá)到使基坑安全、順利施工的目的?？觾?nèi)排水嚴(yán)禁在坑邊挖溝。

輕型井點(diǎn)管要確保沖孔直徑≥300mm，濾管長度取2.0m，主管應(yīng)盡量下放以滿足抽水要求及真空度。抽水系統(tǒng)和真空系統(tǒng)安置完畢后，應(yīng)進(jìn)行試抽，達(dá)到要求后轉(zhuǎn)入正常抽水，除遇特殊情況外，一般應(yīng)連續(xù)工作。

挖土后在坑內(nèi)設(shè)明溝或盲溝集水井明排水，明溝及盲溝應(yīng)避免沿基坑底邊布置，宜利用電梯井等加深部分作為集水井。

4 基坑施工期間監(jiān)測

基坑監(jiān)測包括對緊挨基坑學(xué)進(jìn)樓周邊環(huán)境的保護(hù)監(jiān)測和對基坑圍護(hù)體系的安全監(jiān)測，及時(shí)預(yù)報(bào)施工過程中可能出現(xiàn)的問題，及時(shí)控制和調(diào)整施工進(jìn)度和施工方法，從而達(dá)到優(yōu)化施工方案、防止意外事件的發(fā)生、信息化施工的目的。

（1）監(jiān)測內(nèi)容：①圍護(hù)墻體頂端水平位移及沉降；②學(xué)進(jìn)樓的水平位移及沉降；③坑內(nèi)外地下水位，每日抽水量；④坑外地表沉降。

（2）監(jiān)測要求：①圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工前，須測得初讀數(shù)；②在基坑降水、開挖期間，須做到一日一測。在基坑施工期間，可視測得的沉降、位移等變化情況加密。測得的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)分析；③監(jiān)測報(bào)警值：一般情況下，基坑圍護(hù)體水平、垂直位移大于5mm/d或累計(jì)大于35mm；學(xué)進(jìn)樓沉降最大變形≥5mm；變化速率≥1mm/d，且持續(xù)2天以上；地下水位變化>500mm；變化速率≥150mm/d，且持續(xù)2天以上。

若監(jiān)測值達(dá)到上述界限須及時(shí)報(bào)警，引起重視，綜合分析，采取相應(yīng)措施，控制位移與沉降，確?；邮┕ぐ踩?。

5 實(shí)施效果

經(jīng)幾個(gè)月的基坑施工、基礎(chǔ)底板澆注，從本工程監(jiān)測數(shù)據(jù)可知：基坑圍護(hù)體累計(jì)最大水平位移51mm、累計(jì)最大沉降35mm，緊挨基坑學(xué)進(jìn)樓的最大累積沉降4mm，沉降速率遠(yuǎn)<1mm/d，沉降、位移均在規(guī)定范圍內(nèi)，控制效果良好，滿足要求。

監(jiān)測結(jié)果說明本基坑設(shè)計(jì)參數(shù)的選取、基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)與緊挨基坑的房屋加固方案、施工工藝是合理的。

6 結(jié)語

軟土地區(qū)緊挨房屋的基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)施工應(yīng)充分考慮場地巖土工程條件、周邊環(huán)境條件、基坑挖深、基坑大小、基坑形狀、既有建筑保護(hù)、施工條件等，做到精心設(shè)計(jì)、精心施工；

本緊挨既有建筑的基坑圍護(hù)采用水泥土攪拌樁內(nèi)套打樹根樁、基坑內(nèi)側(cè)土體壓密注漿加固方案，既有建筑的基礎(chǔ)采用錨桿靜壓樁加固，基礎(chǔ)底部再進(jìn)行壓密注漿補(bǔ)強(qiáng)等綜合措施，保證了基坑及緊挨基坑房屋的安全，達(dá)到了預(yù)期的效果。

本文參考了閔行區(qū)有關(guān)場地的資料，沒能注明出處，在此致謝。

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