重力壩支護(hù)體系施工過程控制

馮培山

摘 ?要：重力壩支護(hù)體系近年來越來越多的應(yīng)用在深基坑支護(hù)工程中，該文基于工程施工的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合重力壩支護(hù)體系施工的特點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，對工程施工的過程和方法進(jìn)行分析，提出重力壩支護(hù)體系的施工過程控制要點(diǎn)。以某市320518217502 號地塊住宅項(xiàng)目地下人防工程成功經(jīng)驗(yàn)為例，對在江南沖積平原上5 米以內(nèi)深基坑重力壩支護(hù)體系的施工控制要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：重力壩;支護(hù);施工;過程控制

中圖分類號：TU83 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

重力壩支護(hù)體系是近年來被建設(shè)工程反復(fù)采用的一種深基坑支護(hù)形式，該支護(hù)體系適用于開挖深度不超過5 m的深基坑工程支護(hù)，它的優(yōu)點(diǎn)是造價低廉、施工周期短，缺點(diǎn)是對施工質(zhì)量、降水、挖土、結(jié)構(gòu)施工和監(jiān)測等方面要求高，需要各專業(yè)施工緊密配合。而且對季節(jié)、土質(zhì)、周邊環(huán)境和挖土順序等因素比較敏感，稍有不慎就可能造成重大事故和經(jīng)濟(jì)損失。

該文以某市320518217502號地塊住宅項(xiàng)目地下人防工程成功經(jīng)驗(yàn)為例，對在江南沖積平原上5 m以內(nèi)深基坑重力壩支護(hù)體系的施工控制要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，總結(jié)該支護(hù)體系的施工要點(diǎn)和成功經(jīng)驗(yàn)，與業(yè)內(nèi)同行共勉之。

1 工程概況

該工程為普遍地下一層，局部地下二層，場地西側(cè)文淵路與基坑開挖邊線距離較遠(yuǎn)，最近距離約13 m，與場地高差可計(jì)算為超載，地下一層普遍開挖深度為3.20 m，地下二層開挖深度為6.90 m，高低差區(qū)域超挖深度為3.70 m;基坑安全等級為三級，設(shè)計(jì)使用年限為1年，開挖面積約35 486 m2，周長約922 m。集水井、電梯井等局部深坑超挖深度0.85 m～2.95 m。

1.1 地質(zhì)情況

該工程地質(zhì)情況有9種。1）素填土：灰黃色～灰色，松軟，以黏性土為主，夾植物根莖，平均厚度3.40 m。2）粉質(zhì)黏土夾粉土：灰色，軟塑狀，局部夾粉土較多，平均厚度1.20m，住宅地下室持力層。3）淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土：灰色，流塑，味臭，含腐植物，平均厚度8.50 m，人防地下室持力層。4）黏土：灰黃～褐黃色，可塑～硬塑，含鐵錳質(zhì)氧化班點(diǎn)，平均厚度2.90 m。5）粉質(zhì)黏土夾粉土：灰色，軟可塑，局部夾薄層狀粉土，平均厚度4.30 m。6）層粉質(zhì)黏土：灰色，可塑偏軟，局部軟塑，干強(qiáng)度及韌性中等，含鐵錳氧化物，局部夾粉土薄層，平均厚度20.36 m。7）層粉砂：灰黃色，密實(shí)，很濕，主要成分為石英長石，含少量云母碎屑，級配良好，顆粒呈圓狀、次圓狀，平均厚度6.30 m。8）層粉土：灰黃色，中密，切面粗糙，搖震反應(yīng)中等，干強(qiáng)度及韌性低，局部夾粉砂薄層，平均厚度5.24 m。9）層粉砂夾粉土：灰黃色，密實(shí)，主要成分為石英長石，局部含少量粉土，平均厚度4.55 m。

1.2 水文地質(zhì)條件

據(jù)勘察揭露，該場地勘探深度內(nèi)揭露的地下水主要有潛水及承壓水潛水：主要賦存于地表填土①層填土、②層粉質(zhì)黏土夾粉土上部的根孔以及裂隙中，水量并不大，該類型地下水系直接通過大氣降水—地面滲入補(bǔ)給，通過蒸發(fā)、側(cè)向徑流排泄。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料并結(jié)合近3～5年的觀測資料得知，該區(qū)區(qū)域的高水位通常出現(xiàn)在7、8、9月，水位可達(dá)地表。低水位出現(xiàn)在1、2、3月，水位可降至標(biāo)高0.5 m～1.0 m，水位年變化幅度在1.5 m左右。

承壓水：具體場區(qū)承壓水主要賦存于粉砂⑦與粉砂夾粉土⑨中。該含水層在整個場區(qū)內(nèi)均有連續(xù)分布，厚度較大，賦存的水量中等。該層承壓水主要由側(cè)向徑流補(bǔ)給，水位年變化幅度小。該含水層埋藏深，對該工程建設(shè)基本沒有影響，根據(jù)地區(qū)建筑經(jīng)驗(yàn)，其穩(wěn)定水位標(biāo)高為-2.5 m。

1.3 場地環(huán)境及周邊位置條件

該工程和周邊比較平坦，西邊毗鄰新建文淵路，目前尚無大量社會車輛通行;東邊是另一家開發(fā)商同期開發(fā)的綜合體項(xiàng)目，與人防地庫相鄰的為商業(yè)地庫地下二層坑底標(biāo)高-9.55 m，人防坑底標(biāo)高-10.20 m;南北兩面均為開闊未開發(fā)地。

該文重點(diǎn)闡述東西方向中間段住宅地下一層和人防地庫之間的重力支護(hù)施工;住宅地下室一層地板-5.850 m，坑底標(biāo)高-6.55 m，土方開挖深度3.20 m;人防地庫底板標(biāo)高-9.55，坑底標(biāo)高10.20 m，土方開挖深度3.70 m。之所以拿來重點(diǎn)闡述是因?yàn)樵撝亓斡纸Y(jié)合了高低差地下室施工的特點(diǎn)，人防地庫比住宅地庫深，但是土方開挖卻必須安排施工住宅地庫，實(shí)際施工時，住宅地庫結(jié)構(gòu)出了±0.00才開始人防地庫的土方開挖。

2 圍護(hù)措施

2.1 圍護(hù)體系

該基坑主要采用放坡、重力壩支護(hù)體系。

放坡：采用一級放坡，坡比不大于1∶1.5;坡面設(shè)置80厚C20細(xì)石砼，內(nèi)配雙向6.5@250x250鋼筋網(wǎng)片。

重力壩：重力式攪拌樁采用雙軸水泥土攪拌樁2700@1000，樁間搭結(jié)200 mm，水泥摻量15%，前后排樁內(nèi)插48×3.0@1000鋼管，頂部與壓頂板相連結(jié);壓頂采用20cm厚鋼筋混凝土壓頂板，內(nèi)配雙向8@200×200鋼筋網(wǎng)片。

2.2 止水體系

重力壩采用水泥土攪拌樁自身作為止水體系，局部放坡區(qū)域坡頂上采用單排雙軸2700@900攪拌樁。

2.3 加固體系

坑周被動區(qū)土體加固，采用雙軸攪拌樁2700@1000，加固深度為坑底以下4 m，加固寬度為4.2 m，水泥摻量15%;坑內(nèi)局部深坑加固，采用雙軸攪拌樁2700@1000，水泥摻量15%。

3 設(shè)計(jì)參數(shù)及強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)

3.1 設(shè)計(jì)水位：地面下0.5 m

3.2 坑外地面超載：除西側(cè)文淵路超載按50 kPa～25 kPa外均按20 kPa。

3.2 設(shè)計(jì)強(qiáng)度

水泥：普通硅酸鹽水泥P.O 42.5級，要求干燥、無結(jié)塊的新鮮水泥。

雙軸水泥土攪拌樁：水泥摻量15%，28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值>0.8 MPa。

混凝土壓頂、放坡面：混凝土強(qiáng)度等級C20;水泥砂漿護(hù)坡面層砂漿強(qiáng)度等級MU5.0。

鋼筋：采用Q235B。

4 施工準(zhǔn)備階段控制要點(diǎn)

場內(nèi)工程樁施工完，塔吊基礎(chǔ)工程樁施工完，塔吊基礎(chǔ)遠(yuǎn)離重力壩。施工前必須進(jìn)行場地調(diào)查和確認(rèn)，對基坑周邊管線進(jìn)行調(diào)查，明確保護(hù)要求，落實(shí)保護(hù)措施。

如：探明現(xiàn)場有無分布暗浜等不良工程地質(zhì)，核實(shí)其分布范圍和深度，范圍內(nèi)放坡坡比適當(dāng)放大，攪拌樁水泥摻量增加5%;認(rèn)真排摸圍護(hù)范圍內(nèi)的地下障礙物，挖除大塊建筑垃圾或其他障礙物，然后分層夯實(shí)。

5 施工階段控制要點(diǎn)

5.1 雙軸水泥土攪拌樁

開挖溝槽：根據(jù)基坑圍護(hù)內(nèi)邊控制線，采用0.4 m3挖機(jī)開挖溝槽。

二軸攪拌樁安裝、孔位定位：雙軸攪拌樁攪拌軸中心間距為550 mm，樁徑700 mm，樁間搭接間距為200 mm，采用定位木樁按測量偏差控制在50 mm內(nèi)預(yù)定位，采用測量儀器控制樁垂直度小于1/100。

漿液制備：采用自動攪漿系統(tǒng)，實(shí)行配合比掛牌制，標(biāo)明水泥加水的用量，本期施工水泥摻量15%，水灰比按0.8控制。

攪拌成樁：成樁采用二噴三攪的施工工藝：預(yù)攪下沉→噴漿提升→攪拌下沉→噴漿提升→攪拌下沉→攪拌提升。

水泥土攪拌樁施工需要注意8點(diǎn)。1）攪拌樁樁位偏差不超過50 mm，具體需要注意的樁身垂直度誤差不超過1/100，同樣樁頂標(biāo)高不超過+100 mm～-50 mm，樁底標(biāo)高不超過±100 mm。2）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制水泥漿液水灰比為0.8，制備好的漿液不得離析，泵送必須連續(xù)，嚴(yán)格控制水泥摻入量。3）鉆頭噴漿攪拌提升速度不要超過0.5 m/min，而相對的具體下沉速度不超過1.0 m/min。保證水泥漿在樁身長度范圍內(nèi)均勻分布，則可以采用噴漿和樁機(jī)提升相互配合操作;值得注意的是，當(dāng)攪拌機(jī)預(yù)攪下沉至預(yù)定標(biāo)高，在水泥漿液與樁端土充分?jǐn)嚢?0 s后再提升鉆桿，即水泥漿液到達(dá)出漿口后執(zhí)行此操作。4）如果施工過程中因其他原因?qū)е峦{，則需要將攪拌頭下沉，具體下沉位置為停漿點(diǎn)下的0.5 m處，等供漿恢復(fù)時再進(jìn)行施工。5）經(jīng)常檢查葉片和鉆頭直徑，避免鉆頭和葉片磨損導(dǎo)致達(dá)不到要求。6）每根樁都應(yīng)有完整的施工記錄，記錄攪拌機(jī)鉆頭每米下沉或提升的時間及注漿量。7）基坑開挖前宜采用鉆取樁芯的方法進(jìn)行樁身強(qiáng)度檢測，取樣數(shù)量不少于總樁數(shù)的0.5%且不少于3根，鉆孔取芯后的孔隙應(yīng)及時注漿填充。8）嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120—2012）執(zhí)行。

5.2 鋼管插放

攪拌樁內(nèi)插的鋼管ф48×3L=6.0m@1000需經(jīng)監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后方可進(jìn)場。鋼管插入宜在攪拌樁施工結(jié)束后30 min內(nèi)進(jìn)行，標(biāo)高允許偏差±50 mm，垂直度允許偏差1/150。

5.3 砼壓頂

施工前必須鑿除攪拌樁樁頂浮漿，清理攪拌樁樁頂;錨固鋼筋ф8@200并將內(nèi)插鋼管與水平鋼筋網(wǎng)片連接焊接好，基坑一側(cè)錨固鋼筋下翻1 000 mm，砼壓頂采用C20細(xì)石混凝土且不低于150 mm厚。

5.4 基坑降水

該基坑地下一層西側(cè)、地下二層區(qū)域采用輕型井點(diǎn)降水，預(yù)降水時間不小于20 d;基坑開挖前，基坑內(nèi)的地下水位須降至坑底以下1.0 m（含落深區(qū)）;基坑開挖過程中，為防止坑外地表水流入基坑內(nèi)，排水系統(tǒng)的設(shè)置由集水井和排水溝組成;同樣需要關(guān)注為避免因?yàn)閲o(hù)體位移導(dǎo)致排水溝開裂損壞，造成地表水滲入坑周土中，排水溝還要做防滲處理;降水期間須密切關(guān)注坑外水位變化，如果有異常，應(yīng)及時查明原因，并采取相應(yīng)措施。

5.5 土方開挖

土方開挖應(yīng)按照分層、分段、分塊、對稱、平衡、限時的方法確定開挖順序;重力壩邊長超過50 m應(yīng)分段開挖;分層開挖厚度不應(yīng)大于4 m，臨時邊坡坡度不大于1∶1.5;基坑開挖的土方應(yīng)及時外運(yùn)，嚴(yán)禁在基坑周邊1倍開挖深度范圍堆放;為防止擾動坑底原土，坑底以上30 cm土方則選用人工修底;待挖土到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，需要在8 h內(nèi)澆筑混凝土墊層，墊層澆至圍護(hù)樁邊。

5.6 此類型重力壩成功經(jīng)驗(yàn)

重力壩深攪樁定位一定要準(zhǔn)確，尤其是高低差區(qū)域放線務(wù)求準(zhǔn)確無誤[1]。

水泥土攪拌樁為達(dá)到設(shè)計(jì)水泥摻量，正式打樁前要認(rèn)真試樁，提升速度和注漿壓力等參數(shù)要反復(fù)調(diào)試，最終達(dá)到理想值后才可以正式開始;起點(diǎn)盡量選在短邊受力最小的地方，也可以用2臺攪拌樁機(jī)同起點(diǎn)背向施工。

高區(qū)地庫和低區(qū)地庫重力壩之間不得設(shè)置塔吊和施工臨時道路;高區(qū)至少完成地庫筏板澆筑，砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值方可開始低區(qū)土方開挖;砼壓頂錨固網(wǎng)片一定要與高區(qū)地庫筏板鋼筋可靠連接，且部分澆筑入高區(qū)筏板。

重力壩轉(zhuǎn)角點(diǎn)受力較大，此節(jié)點(diǎn)施工不得有間斷，同時適度提高水泥摻量5%。

6 施工監(jiān)測控制要點(diǎn)

對圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境全面監(jiān)測，基坑開挖及地下室施工期間，監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量見表1，周邊構(gòu)筑物設(shè)置裂縫觀測項(xiàng)目。

7 結(jié)語

重力壩是這些年尤其在房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目中應(yīng)用得比較廣泛的一種基坑支護(hù)形式，但是容易出現(xiàn)工程事故，對該項(xiàng)目深基坑重力壩支護(hù)體系施工過程控制的實(shí)踐，總結(jié)出4個控制要點(diǎn)。1）精心策劃，認(rèn)真研究地勘報(bào)告，嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)設(shè)計(jì)、專家意見和施工組織要求。2）控制原材料質(zhì)量和漿液配合比，確保重力壩施工垂直度和水泥摻量均勻足量。3）重視支護(hù)體系的受力分析，挖土前鉆芯取樣試驗(yàn)，合理的安排降水措施、土方開挖順序。4）重視基坑監(jiān)護(hù)，關(guān)注氣候環(huán)境影響，盡快完成筏板澆筑。

綜上所述，施工前重策劃、施工中抓落實(shí)，施工完多總結(jié)，有計(jì)劃，有預(yù)案，有準(zhǔn)備，科學(xué)管理，認(rèn)真負(fù)責(zé)，保證重力壩支護(hù)圓滿成功。

參考文獻(xiàn)

[1]龔曉南.地基處理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.