信息化施工在基坑邊坡支護施工中的應用

陳錦龍

摘 要：信息化數(shù)據(jù)過程監(jiān)測，便于進行數(shù)據(jù)分析，及時排除基坑支護施工安全隱患，優(yōu)化施工方案。

關鍵詞：數(shù)據(jù)監(jiān)測；數(shù)據(jù)分析；優(yōu)化方案

一、工程概況

本工程位于北京市石景山魯谷地段，場地東側(cè)為石景山區(qū)政府，北側(cè)為石景山路，西側(cè)為銀河大街，工程地上21層，地下三層，基礎形式為筏板基礎，基礎埋深-14.50m。

二、場地工程地質(zhì)條件及地質(zhì)構造

場地地貌位置屬永定河沖洪積扇上部，地形北高南低，局部起伏較大。

場地處于北京西山與東部平原交接邊緣，地質(zhì)歷史上構造活動較強烈，場地東側(cè)為八寶山斷裂和黃莊—高麗營斷裂，斷裂的走向均為NE60～75°，傾向SE，傾角34～45°八寶山斷裂為壓扭性質(zhì)的斷裂，全長約60～70Km，其主斷裂面是震旦亞界超覆在中生界及古生界地層之上，在八寶山地段表現(xiàn)為 震旦亞界硅質(zhì)白云巖、灰?guī)r超覆在下侏羅統(tǒng)窯坡組灰綠色、灰黃色砂巖、砂質(zhì)頁巖地層上。黃莊—高麗營斷裂位于八寶山斷裂的東南側(cè)，走向與八寶山斷裂基本平行，兩條斷裂相伴而生，相距約1Km。在八寶山斷裂和黃莊—高麗營斷裂等多期運動影響下，巖體中斷層、層間錯動及節(jié)理縫隙相當發(fā)育，巖體破碎。并且在斷裂帶內(nèi)及其兩側(cè)，還發(fā)育有低次序的壓性小斷裂和小褶皺。

根據(jù)地質(zhì)勘查原位測試成果，按照巖性及工程特性將地層劃分為六大層，其中①層為人工填土層；②層為斷層破碎帶；③～⑤層為侏羅系砂巖；⑥層為震旦系白云質(zhì)灰?guī)r。

地下水類型為上層滯水，穩(wěn)定水位埋深為7.40m，水位標高為62.73。該上層滯水主要受大氣降水和管道滲漏補給，水量不大。

三、工程邊坡支護設計簡況：

本工程地層條件比較復雜，比如基坑北側(cè)開挖范圍主要是雜填土、全風化巖、強風化巖，而基坑南側(cè)開挖范圍卻以雜填土和斷層泥為主。因此根據(jù)基坑開挖范圍內(nèi)的地層變化及開挖深度情況，將整個支護劃分為7個支護剖面（如右圖）。

四、制定信息化施工措施

由于本工程地質(zhì)條件復雜，地層起伏很大，加之《巖土工程勘察報告》僅反映了勘探點的地層情況，開挖后的地層情況可能會更復雜，因此信息化施工在本工程中顯得更為重要。

由于地層起伏大，因此，土釘或預應力錨桿在施工過程中很可能與設計時參考的地層不一樣，會出現(xiàn)土釘或錨桿無法成孔、人工挖孔過程中遇堅硬巖石成孔速度慢等問題，因此，需要從以下兩個方面及時獲取實際準確的地層信息：一、在人工挖孔的同時，根據(jù)挖孔過程中的地層情況獲取更為準確的地層信息；②在斷層泥②層和全風化砂巖③層進行錨桿的抗拔試驗，現(xiàn)場確定土層與水泥結石體的粘結強度。在取得實際的地層信息和土（巖）層參數(shù)后，在不改變支護形式的條件下，對支護參數(shù)進行調(diào)整。支護參數(shù)調(diào)整所應遵循的兩個原則是：一是確保基坑安全；二是盡可能保證方案切實可行。

本工程采用了兩種支護形式，即土釘墻和樁錨支護，因此，分別設置變形預警值：土釘墻為30mm、護坡樁為20mm。由于該場地地質(zhì)條件復雜，因此應自始至終連續(xù)監(jiān)測，對于監(jiān)測過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)變化及時向設計人員匯報，同時向總包和監(jiān)理匯報。

五、現(xiàn)場監(jiān)測及應急處理情況：

監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，基坑東側(cè)南段A-E軸、8-10軸范圍（5-5剖面）內(nèi)護坡樁樁頂水平位移由16mm增加至17mm，增加量為1mm；下午監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示護坡樁樁頂水平位移由17mm增加至18mm，增加量為1mm。當日下午17：00進行此部位的第一道預應力張拉作業(yè)，此部位共19根預應力錨桿，其中僅7根在張拉后達到或接近設計拉力，其余均未達到設計張拉錨固力。次日上午10：00監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示水平位移增加3mm，累計達到21mm，超出預警值1mm，后增加監(jiān)測頻率，實行每2小時觀測一次，至下午17：00，樁頂水平位移沒有增加，次日上午8：00監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示位移增加9mm，累計達到30mm。項目部啟動應急預案，迅速對該區(qū)域護坡樁根部進行土方回填處理，及時控制護坡樁水平位移發(fā)展，隨即組織召開專家會議。

六、5-5剖面原設計情況：

1.支護范圍：基坑東側(cè)E軸以南，深度15.20m（-17.50m），基坑等級為一級，側(cè)壁重要性系數(shù)1.1，坡頂設計荷載20kpa。

2.樁頂位于自然地面。

3.護坡樁施工參數(shù)如下：

⑴ 樁徑800mm，樁長19.2m（嵌固深度4.0m），樁間距1.5m，樁頂位于自然地面。

⑵ 樁身配筋：主筋18Φ25（均布），加強筋Φ16@2000mm，箍筋φ6@200mm；保護層厚度50mm；

⑶ 樁頂帽梁配筋：主筋6Φ18，箍筋φ6@250mm；帽梁尺寸900×500mm；保護層厚度30mm；

⑷ 樁身及帽梁混凝土強度等級為C25。

⑸ 樁間采用鋼板網(wǎng)錨噴，面層厚度不小于60mm。

4.采用預應力錨桿支撐，具體支護參數(shù)如下：

七、原因分析

地質(zhì)勘察報告提供的地下水信息及土層信息有偏差，造成設計計算數(shù)據(jù)取值

有偏差直接影響錨桿設計計算結果。

根據(jù)地勘資料，5-5剖面護坡樁設計時內(nèi)側(cè)降水最終深度（m）按照25.000取值，外側(cè)水位深度亦按照25.000m取值。且護坡樁施工人工挖孔樁進行施工。施工方案中僅對挖孔施工遇到基巖的可能性進行了考慮，當挖孔不能正常進行時利用風鎬（風鉆）在樁孔內(nèi)對巖石進行局部破碎。

八、方案決策

根據(jù)分析及現(xiàn)場實際存在的具體問題，項目部與專家進行了詳細的討論研究制定了如下解決措施：

1、根據(jù)地下水實際情況調(diào)整設計，重新進行設計計算。

1、對錨桿施工工藝進行調(diào)整，確保錨桿注漿的質(zhì)量。

調(diào)整后的錨桿施工工藝：

1）鉆孔后換漿：成孔至設計深度后，再鉆進30～50cm，然后用清水清洗一遍鉆孔，然后用制備好的水泥漿（水灰比1：0.4～1：0.45），采用孔底注漿的方法，將孔內(nèi)泥漿進行替換，待孔口返出水泥漿后，持續(xù)2～5min后停止注漿。

2）埋設鋼絞線：將制作好的錨桿桿體鋼絞線下入孔內(nèi)，桿體制作時，注漿管錨固段每50cm打眼（直徑5～10mm），用普通透明膠帶將花眼處進行包裹，注漿管與鋼絞線同長度一起入孔。

3）拔套管、補漿：鋼絞線下入設計深度后，將套管逐節(jié)拔出。用水灰比為1：0.45～1：0.6的水泥漿補漿。

4）補漿：第一次注漿完畢后24～48h內(nèi)進行壓裂補漿，注漿壓力不小于2Mpa，水泥漿將注漿管上的花眼膠帶沖破，向孔內(nèi)補漿。以增強周圍土體的強度，保證錨桿的握裹力。

九、方案實施效果

按照調(diào)整后的設計方案和操作工藝施工后，在后續(xù)施工過程中監(jiān)測護坡樁頂部水平位移滿足設計要求，整個后續(xù)施工正常有序，保證了施工進度和施工安全，效果明顯。

十、結束語

本工程面對復雜的地質(zhì)條件，應用信息化管理技術，密切關注施工過程當中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，及時收集整理相關數(shù)據(jù)，迅速反應、縝密決策，有效指揮現(xiàn)場施工，將事故隱患迅速消除，保障了工程施工的順利進行，確保了施工現(xiàn)場的安全，收到了良好的效果，為類似工程施工提供可借鑒的寶貴經(jīng)驗。

（作者單位：中國建筑一局（集團）有限公司海南分公司）