芻議地下室深基坑圍護方案優(yōu)化與施工

林 熠

(福州地鐵集團有限公司， 福建 福州 350000)

地下室深基坑圍護施工開展的目的，是為了給地下室后續(xù)施工打好基礎(chǔ)，在這一階段，如果施工質(zhì)量不能保證，后續(xù)的施工一定會出現(xiàn)工程事故。地下室深基坑圍護施工受土體環(huán)境及周邊的環(huán)境影響較大，在擬訂施工設(shè)計方案時，要根據(jù)地質(zhì)環(huán)境、施工需求、周邊環(huán)境的要求來優(yōu)化施工方案，并應(yīng)用嚴(yán)格監(jiān)測的方法確保施工方案可以順利實施。

1 施工項目概述

項目位于某市中心地段，施工項目參數(shù)如下面數(shù)據(jù)，該次深基坑?xùn)|、南、北面的施工環(huán)境均為淺基礎(chǔ)環(huán)境，基坑為重要性系數(shù)為1.10的一級基坑。

工程項目內(nèi)容、參數(shù)及分類的數(shù)據(jù)如下：①地下室占地面積：3125.6m2；②基坑開挖深度：11m；③基坑周長：≈350m；④地下樓層：2層；⑤基坑面積：3300m2；⑥建場地地貌：沖淤積平原；⑦工程地質(zhì)分區(qū)：淤積、沖積區(qū)；⑧基坑?xùn)|側(cè)1.5m位置：歷史保護古建筑；⑨基坑西側(cè)3m位置：3層辦公樓；基坑西側(cè)1m位置：電力管溝；⑩基抗北側(cè)4m位置：內(nèi)河；?基坑南側(cè)7m位置：6層辦公樓；

該次基坑體系施工項目預(yù)設(shè)的工法項目內(nèi)容及相關(guān)參數(shù)如下：①圍護樁：鉆孔灌注樁；樁徑：φ800@1000；剖面樁長：22～28m；②止水帷幕：三軸攪拌樁止水帷幕；樁長：13m；③東側(cè)古建筑處：采用三軸攪拌樁進(jìn)行坑內(nèi)加固；參數(shù)：Φ650@450；④支撐：二道鋼筋混凝土支撐；⑤降排水：基坑頂四周設(shè)置截水溝、基坑內(nèi)設(shè)置排水井；參數(shù)：300×300;

2 深基坑圍護施工流程

2.1 施工前的準(zhǔn)備

結(jié)合基坑體系施工項目預(yù)設(shè)的工法項目內(nèi)容及相關(guān)參數(shù)設(shè)置作好技術(shù)交底工作，并設(shè)計土方開挖方案。該次應(yīng)用“先支護，后開挖”的技術(shù)進(jìn)行施工，邊施工邊保護周邊邊坡的安全。施工前設(shè)計好機械進(jìn)場順序，避免頻繁進(jìn)出機械影響施工進(jìn)程及施工的質(zhì)量。在機械進(jìn)入后要密切監(jiān)測造成流砂、塌方、擾動土等施工事故的參數(shù)。在施工現(xiàn)場設(shè)置各種警示牌，避免出現(xiàn)工程樁被破壞的現(xiàn)象，比如避免出現(xiàn)機械進(jìn)入時碰撞支護體系。在開挖土方時，需確保支護結(jié)構(gòu)3m內(nèi)不得行車，不得堆放排物，避免加重支護體系的應(yīng)力負(fù)擔(dān)。做好施工的照明準(zhǔn)備工作、水電管理工作，設(shè)計好各種施工通道。

2.2 施工中的流程

該次應(yīng)用二道水平支撐結(jié)構(gòu)。地下室外圍設(shè)置鉆孔灌注樁、三軸攪拌樁。在施工前要嚴(yán)格依照施工設(shè)計方案進(jìn)行施工，施工時做好施工記錄。在施工時，要做好監(jiān)測工作，避免對周邊環(huán)境造成影響。

該次的主體施工為根據(jù)深基坑圍護施工設(shè)計做好平面布置工作，控制機具材料的進(jìn)場順序，保證地下室主體基坑圍護施工的安全。設(shè)置好鋼管圍護欄桿并做好標(biāo)識，根據(jù)施工需求設(shè)置三道橫桿。做好施工電源保護工作，該次選擇三相五線制電源，設(shè)計的電源可滿足施工設(shè)置的需求，依序做好電源負(fù)荷漏電保護裝置，按規(guī)定做好接地設(shè)置。依序做好施工布置，讓場內(nèi)的通道平坦、暢通。在特殊的地段設(shè)置警示牌，并做好隔離措施。做好材料安置設(shè)計，堆物處理設(shè)計。

3 深基坑圍護施工重點與難點分析

3.1 基坑北側(cè)緊鄰內(nèi)河處的處理

基坑北側(cè)的地下水與內(nèi)河相互連通，如未做好土體加固及降排水施工，就會出現(xiàn)水土流失、基坑坍塌的事故。分析該處可能會出現(xiàn)的施工事故為在建立圍護樁時，內(nèi)河會出現(xiàn)泥沙涌入，地下水會影響圍護樁混凝土的澆筑，造成工程事故?，F(xiàn)需針對地下水的影響進(jìn)行方案優(yōu)化。擬訂的優(yōu)化措施為在圍護樁施工前，先采用拉森鋼板板進(jìn)行止水施工與土地加固，待北側(cè)圍護樁與止水帷幕施工完畢后，拔除拉森鋼板樁。

拉森鋼板樁的施工適用于應(yīng)用在軟土力學(xué)性能差、易受地下水干擾的施工環(huán)境中，應(yīng)用這一技術(shù)，可以在土體易受地下水影響的環(huán)境下，加固土體，提高土地的穩(wěn)固性。在開展拉森鋼板樁施工時，要注意監(jiān)測參數(shù)變化。比如監(jiān)測在施工中，鋼板樁是否出現(xiàn)了一邊傾斜的現(xiàn)象，如是，就需要立即優(yōu)化施工方案，避免傾斜誤差越來越大之后難以糾偏。

3.2 場地東側(cè)古建筑與我方工地共墻的處理

該處三軸攪拌樁作止水帷幕施工作業(yè)面不夠，易造成古建筑開裂，并且產(chǎn)生較大的施工噪音，令周圍住戶投訴。分析該處的地形環(huán)境，選擇應(yīng)用高壓旋噴樁技術(shù)進(jìn)行止水帷幕施工。高壓旋噴樁技術(shù)施工是一種在靜壓灌漿的基礎(chǔ)上，以射水力為推動力，利用射流作用切割摻擾地層，改變地層結(jié)構(gòu)的施工方案。在施工中，設(shè)施會一邊切割地層，一邊將水泥漿噴射進(jìn)地層中，將水泥漿與土體混合起來，改變土體物理特性，達(dá)到加固地基或止水帷幕作用的一種技術(shù)。這種工藝技術(shù)的特點為設(shè)備使用簡單，工藝應(yīng)用難度不高；施工成本不高，施工成果的耐久性好；施工噪音小，無污染的特點。該次結(jié)合施工的需求，優(yōu)化方案選擇了這種施工工藝。

3.3 場地西側(cè)的電力管溝的處理

該處距離基坑施工位置僅1m，在進(jìn)行圍護施工時，鉆孔施工可能會對電力管溝結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。該次擬定的措施為應(yīng)用套筒與泥漿護壁避免鉆孔造成周圍水土流失，并對周圍監(jiān)測點進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測。根據(jù)對比原始的地質(zhì)數(shù)據(jù)資料與施工中的地質(zhì)數(shù)據(jù)資料了解施工對該處周圍環(huán)境的影響。

4 深基坑圍護施工監(jiān)測要點

4.1 監(jiān)測點的埋設(shè)

做好地質(zhì)環(huán)境的分析，了解周圍的施工地質(zhì)資料，做好管線的探測分析，將監(jiān)測需要的工具設(shè)置在現(xiàn)場，應(yīng)用自動化的信息熱核接收工具中傳感器采集的信息，對施工監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行采集、分析、判斷。根據(jù)實際需求，在基坑圍護結(jié)構(gòu)外圍埋設(shè)測斜管，埋設(shè)的深度為30m，在土體開挖前15d設(shè)置觀測孔。

4.2 監(jiān)測參數(shù)的設(shè)置

該次設(shè)計的監(jiān)測參數(shù)如下：深層土體位移參數(shù)，觀察基坑支護結(jié)構(gòu)比較薄弱，并且重要的位置，嚴(yán)格觀察土體位移觀測孔的位移變化。支撐軸力監(jiān)測，該參數(shù)影響著圍護支撐體系可負(fù)荷的應(yīng)力，現(xiàn)對關(guān)鍵位置的支撐軸力進(jìn)行監(jiān)測，特別是要監(jiān)測應(yīng)力非常集中的位置，了解支撐軸力的變化。水平位移監(jiān)測，監(jiān)測圍梁上設(shè)置的監(jiān)測點的變化，限解水平位移的情況。沉降監(jiān)測，在基坑內(nèi)外土體上設(shè)置沉降觀測點，根據(jù)監(jiān)測設(shè)施的縱向位移了解沉降的變化。監(jiān)測地下水位，了解排水加固施工的效果及對地質(zhì)環(huán)境帶來的變化。監(jiān)測樁身應(yīng)力測試，了解圍護體系的施工效果及可能存在的安全隱患。除了應(yīng)用監(jiān)測設(shè)備對以上的點位參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測以外，還要定期了解圍邊環(huán)境的變化，根據(jù)經(jīng)驗分析可能存在的施工隱患。

4.3 監(jiān)測結(jié)果分析

該次水平位移拆撐前最大為48mm，拆撐后最大增加18mm，從監(jiān)測的結(jié)果可見，該次的圍護施工設(shè)計方案比較成功，在施工中各監(jiān)測參數(shù)值的變化都在警戒值設(shè)置的范圍內(nèi)。

5 總結(jié)

地下室深基坑圍護施工受地形環(huán)境的影響比較大，在擬訂施工設(shè)計方案時，要根據(jù)現(xiàn)場實際情況，優(yōu)化施工方案，使施工流程科學(xué)合理。在優(yōu)化了施工方案后，要做好監(jiān)測設(shè)計，應(yīng)用監(jiān)測數(shù)據(jù)即時了解施工情況，如監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示存在施工安全隱患，需要即時處理。

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[2]王晚中,李為民,溫文富.蘇州某軟土深基坑支護設(shè)計[J].山西建筑,2011(12).

[3]劉小麗,周賀,張占民.軟土深基坑開挖地表沉降估算方法的分析[J].巖土力學(xué),2011(S1).