軟土深基坑支護(hù)措施研究

蘭承維 （中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

1 引言

地下空間作為城市寶貴的資源正在引起人們的日益重視，對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用呈現(xiàn)發(fā)展趨勢(shì)，深基坑開挖支護(hù)問題日益突出。特別是城中村改造工程基坑施工環(huán)境十分復(fù)雜，容易引發(fā)基坑安全事故，因此開展軟土深基坑的監(jiān)測(cè)分析與研究對(duì)房建工程基坑安全施工具有重要價(jià)值。排樁內(nèi)支撐支護(hù)體系設(shè)計(jì)理論、工藝工法成熟，且具有適用性強(qiáng)、對(duì)周圍環(huán)境影響小、穩(wěn)定性好、變形小等特點(diǎn)，在軟土深基礎(chǔ)施工中得到廣泛的應(yīng)用。

2 工程概況

2.1 工程簡(jiǎn)介

本工程位于瑞安市，規(guī)劃振興路與規(guī)劃青年路西南角，南側(cè)為河流，地下室1層，上部5幢高層建筑物，結(jié)構(gòu)形式采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。本工程基坑為長(zhǎng)方形，南北方向約151.7m，東西方向約111.9m，土方開挖最深處標(biāo)高為-9.45m，頂板覆土厚約1m，周邊緊鄰已建民房。

2.2 工程水文地質(zhì)概況

根據(jù)勘察結(jié)果，地基土在勘察深度范圍內(nèi)的土層自上而下依次為：雜填土、粘土、淤泥、粘土、粉質(zhì)土粘土、粉沙、圓礫。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，地下水位長(zhǎng)期變化幅度0.50m～2.00m。局部下部為承壓水，賦水介質(zhì)為粉砂、圓礫，水量較豐富。

2.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

本基坑變形保護(hù)等級(jí)為一級(jí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移≤30mm，基坑深度約8m，允許地表最大沉降量為40mm。綜合支護(hù)結(jié)構(gòu)受力合理、施工可行、周邊環(huán)境以及有關(guān)建筑管理規(guī)定等綜合分析，采用排樁加鋼筋混凝土水平內(nèi)支撐的支護(hù)方案，并在被動(dòng)區(qū)采用水泥攪拌樁加固土體，坑中坑采用水泥攪拌樁進(jìn)行二次圍護(hù)。

3 工程問題及解決方案

3.1 工程問題

根據(jù)勘探報(bào)告，工程所在區(qū)域從上到下依次為厚度0.20m～1.60m的雜填土、厚度1.20m～2.30m的黏土、厚度22.80m～34.10m的淤泥，該淤泥層屬于高壓縮性軟土層，呈流塑狀。地下水水位埋深很淺，約0.20m～2.00m。地處居民區(qū)，交通繁忙、人流量大。周邊環(huán)境較復(fù)雜，東側(cè)緊鄰市政道路，北側(cè)和西側(cè)緊鄰已建民房?；邮┕ぶ写嬖陂_挖面積、深度大，土質(zhì)差，地下水位高，緊鄰已建民房等諸多不良因素?；邮┕ぶ胁扇『畏N有效、經(jīng)濟(jì)、可靠的支護(hù)方案，以及嚴(yán)格控制基坑土體變形保證基坑穩(wěn)定，成為重大的技術(shù)難題。

3.2 解決方案

由于周邊環(huán)境復(fù)雜，地下水位高，在原支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，考慮采用水泥攪拌樁加固土體，即在圍護(hù)樁的內(nèi)外側(cè)增設(shè)水泥攪拌樁，外側(cè)水泥攪拌樁同時(shí)起到止水帷幕的作用，樁頂采用冠梁和支撐梁進(jìn)行連接，保證基坑封閉，詳見圖1、圖2、圖3所示。支護(hù)措施實(shí)施步驟如下。

圖1 圍護(hù)樁與水泥攪拌樁關(guān)系

圖2 支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖（單位：mm）

圖3 支護(hù)結(jié)構(gòu)平面

①設(shè)置豎向支擋構(gòu)件。先施工被動(dòng)區(qū)水泥攪拌樁，后施工圍護(hù)鉆孔樁。立柱樁采用鋼格構(gòu)柱放置于預(yù)先鉆好的2m鉆孔內(nèi)，鋼架同樁主筋焊接，灌注C25水下混凝土。

②設(shè)置水平內(nèi)支撐構(gòu)件。臨近已建民房范圍，土方開挖前在冠梁外側(cè)叩打6.0m長(zhǎng)25b#槽鋼，以控制冠梁施工時(shí)淺層土體位移。開挖土方至冠梁、內(nèi)支撐梁底，冠梁及支撐梁施工前進(jìn)行立柱上部修整，立柱上部鋼筋進(jìn)入冠梁35dmm，必須把伸入冠梁的立柱中間和超灌的混凝土全部鑿除。各水平支撐構(gòu)件交接處均做內(nèi)切角，當(dāng)支撐樁不在支撐節(jié)點(diǎn)位置且水平距離小于1200mm時(shí)，均可做挑梁連接，見圖4所示。

圖4 挑梁詳圖（單位：mm）

4 監(jiān)控量測(cè)結(jié)果反饋

4.1 樁頂水平位移檢測(cè)

自基坑開挖前初始觀測(cè)至地下室底板施工完畢共計(jì)約六個(gè)月時(shí)間，基坑4周樁頂水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1所示。

圍護(hù)樁樁頂水平位移監(jiān)測(cè)結(jié)果 表1

4.2 深層水平位移監(jiān)測(cè)

深層土體變形采用測(cè)斜管，觀測(cè)時(shí)間同樣自基坑開挖前初始觀測(cè)至地下室底板施工完畢共計(jì)約六個(gè)月時(shí)間，監(jiān)測(cè)結(jié)果見圖5所示。

圖5 深層土體變形監(jiān)測(cè)結(jié)果

4.3 地表沉降監(jiān)測(cè)

地表沉降采用DINI03電子水準(zhǔn)儀，在基坑四周地表布點(diǎn)，監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2所示。

綜合比較樁頂水平位移、深層土體變形和地表沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果，累計(jì)變化值在控制范圍以內(nèi)，相比理論計(jì)算結(jié)果偏小?？紤]主要是由于在鋼筋混凝土水平內(nèi)支撐體系的基礎(chǔ)上，采取了水泥攪拌樁加固排樁內(nèi)外側(cè)土體、冠梁外側(cè)叩打槽鋼等措施，有效分擔(dān)了樁身承受的荷載，從而減小了樁頂位移和深層土體變形，同時(shí)還有效控制了基坑周邊的地面沉降。

地表沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果 表2

5 結(jié)束語

本文以溫州某房建工程為例，對(duì)排樁內(nèi)支撐支護(hù)體系結(jié)合水泥攪拌樁加固土體的措施，在軟土深基坑工程中的應(yīng)用進(jìn)行了探索與研究。主要得出如下結(jié)論。

①該基坑支護(hù)體系采用冠梁將排樁連接，各水平支撐構(gòu)件交接處均做內(nèi)切角，組合完成的受力體系整體性較高，結(jié)構(gòu)安全冗余度高。

②該基坑支護(hù)法通過增設(shè)水泥攪拌樁，增強(qiáng)了基坑周邊土體的強(qiáng)度與止水性能，達(dá)到嚴(yán)格控制基坑土體變形和樁體變形的目的，保證其在基坑開挖和主體澆筑過程中的穩(wěn)定性，創(chuàng)造了安全、便捷的施工環(huán)境。

③建立以施工監(jiān)測(cè)為主導(dǎo)的信息反饋動(dòng)態(tài)體系，改變傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)荷載法”的觀念。基坑開挖過程實(shí)施跟蹤監(jiān)測(cè)，及時(shí)記錄和反饋信息。監(jiān)測(cè)表明該支護(hù)體系完全可以應(yīng)用在變形控制要求高的基礎(chǔ)工程中。

④本文解決了在軟土深基坑時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)如何設(shè)計(jì)的工程難題，可為今后類似工程的應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。