關(guān)于毗鄰已建學(xué)校擴建項目深基坑技術(shù)研究

李富堯，盧萬龍，趙明，陳紅亮

（中建二局第一建筑工程有限公司，北京100071）

1 引言

隨著城市化進程的推動和高層建筑數(shù)量的快速增加，深基坑工程的施工復(fù)雜性也隨之增加， 特別是在臨近已建學(xué)校的擴建項目中，深基坑的施工更是充滿挑戰(zhàn)。 由于地域空間受限、周邊建筑物密集以及環(huán)境保護等多重因素的約束，基坑施工過程中可能遇到的問題包括局部開挖的必要性、 支護樁與圍護結(jié)構(gòu)間搭接的精確度問題等， 這些都可能導(dǎo)致土體變形較大，從而對周邊結(jié)構(gòu)造成不可忽視的影響。 為了確保深基坑工程的穩(wěn)定性和周邊環(huán)境的安全， 項目需要實施一系列專業(yè)措施，嚴(yán)格執(zhí)行國家和地方的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保施工質(zhì)量。

2 工程概況

某中學(xué)擴建項目圍護周長約519 m，基坑面積約7 903 m2，東西方向基坑開挖邊線長約171 m，南北向基坑開挖邊線長約31～69 m，本工程±0.00 為21.50 m（1985 國家高程基準(zhǔn)），基坑實際挖深0.8～8.9 m， 施工前將場地平整至設(shè)計標(biāo)高。 東側(cè)基坑側(cè)壁安全等級為一級，即重要性系數(shù)γo=1.1；其余側(cè)基坑側(cè)壁安全等級為二級，即重要性系數(shù)γo=1.0。 基坑設(shè)計使用年限為1.5 a。

3 基坑支護方案分析

3.1 止水帷幕方案

由于該項目基坑的規(guī)模較大， 同時該項目毗鄰學(xué)校既有建筑，在基坑施工過程中的止水帷幕方案尤為重要。 該項目采用φ650 mm 的水泥土攪拌樁和三軸攪拌設(shè)備進行施工，樁間距900 mm，以套接一孔法進行，具體流程如下。

首先， 根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果確定止水帷幕的精確位置和參數(shù)要求。 確定樁距為900 mm、樁徑為φ650 mm 后，進行施工前準(zhǔn)備，包括攪拌設(shè)備的調(diào)試和止水材料的準(zhǔn)備。 將三軸攪拌設(shè)備準(zhǔn)確定位在預(yù)定的起始點，開始進行樁孔鉆探，樁孔深度約為10～12 m，以確保達到有效的止水深度。 在鉆孔過程中，攪拌器的轉(zhuǎn)速和扭矩按照預(yù)設(shè)參數(shù)運行， 以保證與土體能充分混合。 隨后，水泥漿以預(yù)定的壓力和流速注入樁孔，與土體充分混合后形成水泥土攪拌樁。 完成第一根樁后，立即進行質(zhì)量檢測，包括樁體的強度、直徑和深度等，以確認(rèn)是否符合設(shè)計要求。 所有指標(biāo)合格后，進行下一孔的施工，采用套接一孔法，即下一孔的位置與上一孔相距900 mm，確保樁體之間有良好的連接和止水效果。 全部樁孔施工完成后，對整個止水帷幕進行全面的質(zhì)量檢查，包括樁體的密實度、強度以及與土壁的結(jié)合情況等， 以確保在基坑施工和后續(xù)使用過程中能有效阻隔地下水和維護土壁的穩(wěn)定。

綜合來看，通過精確的地質(zhì)勘察，合理的設(shè)計方案，以及嚴(yán)格的質(zhì)量控制， 確保了該擴建項目在復(fù)雜的地理和工程環(huán)境下，尤其是在東側(cè)段一級安全等級的特殊要求下，能夠有效地實施止水帷幕方案， 從而大大降低了施工風(fēng)險和確保了項目的順利進行[1]。

3.2 被動土加固方案

帷幕施工完成后，進行被動區(qū)土體加固。 具體施工流程和數(shù)據(jù)如下。

1）施工前準(zhǔn)備：根據(jù)地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)和力學(xué)分析，設(shè)計攪拌樁的位置、深度和攪拌參數(shù)。 預(yù)計施工100 根三軸攪拌樁，每根樁直徑800 mm，深度達到12 m。

2）機器定位：將三軸攪拌樁機準(zhǔn)確定位，確認(rèn)所有系統(tǒng)正常運行后開始施工。

3）鉆孔：使用三軸攪拌樁機的鉆頭進行鉆孔，深度達到預(yù)定的12 m。

4）攪拌注漿：在鉆孔過程中，同步進行攪拌注漿，確保與土體充分混合。 注漿壓力控制在0.5～0.7 MPa， 攪拌轉(zhuǎn)速為60 r/min。

5）樁體成型：完成攪拌注漿后，緩慢提起鉆桿，使樁體在土中形成。 等待樁體強度達到設(shè)計要求，通常需要24～48 h。

6）質(zhì)量檢測：每完成10 根樁體后，進行一次質(zhì)量檢測，包括樁體直徑、深度和強度等參數(shù)。

7）逆時針施工：按照預(yù)定的施工順序，沿逆時針方向施工其他攪拌樁，直至所有攪拌樁施工完成。

8）終驗收：完成所有攪拌樁施工后，進行總體質(zhì)量檢測和驗收，確保達到設(shè)計要求和安全標(biāo)準(zhǔn)。

通過一系列精密且規(guī)范的施工流程， 結(jié)合實際的地質(zhì)和力學(xué)數(shù)據(jù)，有效地進行了被動土加固，以滿足東側(cè)段一級安全等級和其他特定工程需求。 不僅確保了基坑的穩(wěn)定性，還在工程安全和成本控制方面取得了良好效果。

3.3 注漿方案

注漿方案是基坑工程的一個重要環(huán)節(jié)。本項目采用了2 臺注漿泵和2 條管路通過Y 形接頭從管路H 口混合注入的方式進行。 注漿壓力控制在4～6 MPa， 每臺注漿泵的流量維持在150～200 L/min，以保證施工效率和安全。 特別是在遇到粉土、砂土等不同地質(zhì)條件時，會在注漿料中摻入膨潤土，其摻入量為水泥用量的2%，以提高土體的穩(wěn)定性和注漿效果。

首先，以地質(zhì)勘察和力學(xué)試驗數(shù)據(jù)為前提，計算和確定了注漿孔的位置、深度以及注漿量。接著，針對特定的地質(zhì)條件準(zhǔn)備注漿材料，包括水泥、水以及膨潤土和其他添加劑。 然后，將2 臺注漿泵和相應(yīng)的管路系統(tǒng)布置至預(yù)定的管路H 口，進行系統(tǒng)檢測，確認(rèn)壓力和流量參數(shù)符合設(shè)計要求。施工開始后，注漿泵啟動，通過兩條管路同Y 形接頭進行混合注入。 實時監(jiān)控壓力和流量數(shù)據(jù)，確保其始終在4～6MPa 和150～200L/min。同時，由專門的質(zhì)量檢測人員進行土體取樣，以監(jiān)控注漿效果和土體穩(wěn)定性。施工全過程中，需密切關(guān)注東側(cè)基坑側(cè)壁的穩(wěn)定性，因其安全等級為一級，重要性系數(shù)γo=1.1，對應(yīng)的注漿方案也做了相應(yīng)的優(yōu)化和調(diào)整，以滿足更高的安全標(biāo)準(zhǔn)。另外，根據(jù)基坑設(shè)計使用年限1.5 a 的要求， 選擇了耐久性和強度較高的注漿材料。在注漿施工全部完成后，進行全面的質(zhì)量檢查和驗收，包括注漿孔的密度、土體的穩(wěn)定性和強度等，以確保在基坑施工和后續(xù)使用過程中能達到預(yù)定的安全和使用標(biāo)準(zhǔn)。

綜合來說，通過科學(xué)的設(shè)計、精確的施工和嚴(yán)格的質(zhì)量控制， 成功實施了該注漿方案， 確保了基坑工程的安全和穩(wěn)定，特別是在毗鄰已建學(xué)校的特殊環(huán)境下，顯示了其高效和可靠性。

4 加強毗鄰已建學(xué)校擴建項目深基坑項目效果的路徑

4.1 做好深基坑施工準(zhǔn)備

做好深基坑施工準(zhǔn)備對加強毗鄰已建學(xué)校擴建項目深基坑項目效果至關(guān)重要。 首先，需保證地質(zhì)勘察的精確性。 通常情況下，深基坑項目施工前要精確地了解地下水位、土體性質(zhì)等數(shù)據(jù)，因此，鉆孔密度應(yīng)大于或等于1 個/50 m2，鉆孔深度需達到預(yù)計挖掘深度以下2 m。 其次，設(shè)計階段的準(zhǔn)確性和完備性也是關(guān)鍵。 根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，基坑的設(shè)計需滿足各種載荷和土壓的要求，同時還要考慮到毗鄰已建建筑的影響，可能需要對基坑邊坡的傾斜角度、支護結(jié)構(gòu)等做特殊設(shè)計。 此外，施工方案的可行性也是不可忽視的準(zhǔn)備工作。 這包括施工設(shè)備的選擇和布置、施工流程和時序的規(guī)劃、安全措施的設(shè)定等。例如，深基坑的挖掘可能需要使用至少50 t 的挖掘機，而支護結(jié)構(gòu)的施工可能需要每隔10 m 設(shè)置1 個監(jiān)測點，以確保毗鄰結(jié)構(gòu)安全。 再次，施工許可和協(xié)調(diào)也是必要的準(zhǔn)備工作，涉及與當(dāng)?shù)卣拖嚓P(guān)部門的溝通， 確保工程符合所有的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。 最后，所有施工人員要接受深基坑施工的專門培訓(xùn)，確保他們了解施工的特殊要求和安全規(guī)程。

4.2 加強深基坑工程的質(zhì)量管理

首先，工程質(zhì)量的控制階段涉及對原材料、施工過程和成品的全面監(jiān)控和控制。 例如，對于混凝土材料，除了進場檢測，還需對拌和、運輸、澆筑等全過程進行質(zhì)量控制。 拌和過程中，混凝土的水灰比需嚴(yán)格控制在設(shè)計值的±1%范圍內(nèi)，以確?；炷翉姸群凸ぷ餍阅艿姆€(wěn)定[3]。 運輸過程中，需避免混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象，保證澆筑前的均勻性。 澆筑過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計方案進行，控制振搗時間和振搗間距，以確?；炷恋木鶆蛐?。 另外，對于支護結(jié)構(gòu)的施工，可設(shè)定挖掘深度、支護厚度等關(guān)鍵參數(shù)，并通過實時監(jiān)測實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，例如，挖掘深度的控制精度達到±10 mm。

4.3 加大對深基坑工程的監(jiān)測力度

在基坑施工過程中，從實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、預(yù)警機制和跨部門協(xié)調(diào)等方面加強監(jiān)測力度， 能確保工程質(zhì)量和工程安全。

首先，實時監(jiān)測是加強深基坑工程監(jiān)測力度的基礎(chǔ)。 通過使用先進的監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)，如地下位移監(jiān)測儀、水位計、傾斜儀等，可以實時監(jiān)測深基坑的位移、沉降、滲流等關(guān)鍵指標(biāo)。例如， 地下位移監(jiān)測儀可實時監(jiān)測基坑周圍土體的水平和垂直位移，控制精度在±2 mm 范圍內(nèi)，及時發(fā)現(xiàn)基坑的變形趨勢。 其次，數(shù)據(jù)分析是深入理解和有效控制深基坑工程的關(guān)鍵手段。 通過對大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的深入分析，可以掌握深基坑的變形規(guī)律、滲流特點等關(guān)鍵信息。 對于深層土體水平位移和支撐梁的沉降，加密監(jiān)測是必要的。 當(dāng)監(jiān)測值超過報警值時，應(yīng)立即上報并采取相應(yīng)措施。 此外，在支撐鑿除期間，水位監(jiān)測和管井降水工作不能停止，以避免基坑失穩(wěn)。 特別是在支撐梁鑿除期間，需要進行軸力測試，如果支撐軸力超過安全值，應(yīng)立即停止施工，設(shè)置加撐措施，并進行專家會審。 應(yīng)加強對支撐軸力和支護結(jié)構(gòu)位移的監(jiān)測，變化較大時應(yīng)加密監(jiān)測，并應(yīng)及時統(tǒng)計、分析上報，必要時應(yīng)停止施工，加強支撐。 再次，預(yù)警機制的建立是提高深基坑工程的監(jiān)測效率和效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[4]。通過將監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的警戒值進行對比可以實時發(fā)現(xiàn)深基坑的異常情況。 例如， 如果基坑的水平位移超過設(shè)計值的10%，或者沉降速率超過2 mm/d，可以立即觸發(fā)報警機制，通知現(xiàn)場人員進行檢查和處理。 此外，還可以通過建立多級預(yù)警機制，根據(jù)異常情況的嚴(yán)重程度采取不同的應(yīng)對措施，從而實現(xiàn)對深基坑工程的精細化管理。 最后，跨部門協(xié)調(diào)是確保深基坑工程監(jiān)測的全面性和連續(xù)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 可以通過建立聯(lián)合監(jiān)測小組，定期召開監(jiān)測協(xié)調(diào)會議，共享監(jiān)測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，共同研究解決方案，從而確保深基坑工程的順利進行。

5 結(jié)語

綜上所述， 對毗鄰已建學(xué)校擴建項目深基坑技術(shù)進行研究，對提高該項目深基坑技術(shù)應(yīng)用效果具有重要作用。 因此，在實際工作中，要充分了解深基坑技術(shù)的施工工藝、設(shè)計理念及施工要點等，同時結(jié)合具體工程實際情況，選擇科學(xué)合理的深基坑支護方案，在此基礎(chǔ)上做好監(jiān)測工作，及時發(fā)現(xiàn)基坑工程存在的問題并及時處理解決，確保項目順利進行。