劉亞龍

(甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，蘭州 730050)

蘭州市某基坑降水及支護(hù)施工組織方案

劉亞龍

(甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，蘭州 730050)

該基坑深度較深、面積大?；娱_挖深度為12.5 m，應(yīng)采取合理、有效的基坑圍護(hù)體系，確?；影踩９こ塘枯^大，有土方開挖、基坑打井降水、排樁施工、預(yù)應(yīng)力錨索等工序，該基坑地處市中心地帶，周邊的環(huán)境相對復(fù)雜，施工場地比較狹小，施工過程的監(jiān)測尤為重要。該工程為筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)建在屬于強(qiáng)風(fēng)化型的砂巖層上，這種砂巖層在施工過程中有可能出現(xiàn)裂隙水，使泥巖的風(fēng)化加速。該工程的施工組織方案在蘭州市具有一定的典型性和借鑒意義。

施工組織方案

1 場地地形地貌

擬建場地位于城關(guān)區(qū)。高程以甲方提供的已知高程1 516.16 m為引測點(diǎn)引測而來，場地高程介于1 515.60～1 515.94 m，西高東低，地形較為平坦，施工條件好。根據(jù)擬建物的地貌成因和形態(tài)特征，地貌類型為黃河南岸Ⅱ級階地。

擬建場地地下水屬第四系松散巖類孔隙潛水，賦存于卵石中?？辈炱陂g地下水水位埋深2.70～3.20 m，水位標(biāo)高為1 512.55～1 512.95 m。地下水主要接受大氣降水的入滲及南山的基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給，由西南向東北徑流，最終排泄與黃河。地下水水位年變幅為0.5～1.0 m。本次勘察期間場地南側(cè)施工工地進(jìn)行施工降水，對量測的水位深度游一定的影響。

2 該基坑降水井的設(shè)計

2.1 降水井的設(shè)計理論依據(jù)

1)該工程地下水埋藏類型屬潛水性質(zhì)，地下水存于卵石層中，地下水自西南流向東北。地下水水位年變幅為0.5～1.0 m。

2)基坑開挖深度為-12.0 m。卵石層頂面平均標(biāo)高為1 512.33 m，卵石層厚3.50～11.30 m。

3)根據(jù)地勘報告，該工程的地下水在卵石層中的滲透系數(shù)可以按45 m/d考慮計算。

4)按照設(shè)計要求，該基坑的水位應(yīng)降低到基礎(chǔ)地面下的1.5 m，考慮到集水坑底標(biāo)高，水位降深為8.0 m。

2.2 降水井設(shè)計

1)基坑涌水量計算書基坑簡圖：

計算公式：

式中：Q為基坑涌水量；

k為滲透系數(shù)，k=45.00；

H為澘水含水層厚度，H=8.00 m；

S為基坑水位降深，S=11.30 m；

R為降水影響半徑，R=428.80 m；

r0為基坑等效半徑，r0=43.50 m。

計算結(jié)果：

基坑涌水量Q=3 152.04 m3/d

2)每口井最大出水量(q)

3)井點(diǎn)數(shù)(n)

根據(jù)計算結(jié)果，降水井布置17口，沿基坑周邊均勻布設(shè)，井間距18～25 m，降水井最大深度為17.5 m，但是結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況，砂巖層面高低不等，降水井施工時，深度應(yīng)控制在進(jìn)入砂巖3.0 m(即過濾器進(jìn)入砂巖不得超過1.0 m)，井徑均為600，過濾器長度不小于5.0 m。

2.3 該基坑降水管井的現(xiàn)場施工以及排水系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)置

1)考慮現(xiàn)場的具體情況，管井成孔時應(yīng)該采取用清水或者泥漿沖擊成孔，做到及時清孔，把井管下沉后要求用水沖洗，濾網(wǎng)要求始終保持通暢。

2)成井后要求進(jìn)行試抽，抽水量、水位，要及時記錄并且核對，要與設(shè)計要求相符。

3)根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場情況，降水井的井徑控制為540～600 mm，管井的深度可以根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)配。

4)根據(jù)地勘報告，過濾器的長度定為5.0 m，包網(wǎng)可以用金屬網(wǎng)或者尼龍網(wǎng)，網(wǎng)和管壁之間要求墊肋，肋高不能小于5 mm，濾網(wǎng)要求達(dá)到25目。

5)根據(jù)現(xiàn)場情況，井管的外濾用料厚度不能小于100 mm，濾料的粒徑可控制在5～20 mm。濾料的選材可用圓度和級配都較好的硬質(zhì)圓礫，從底層一直填到水面以上，最后用黏性土封住上口。

6)現(xiàn)場要做好整個施工記錄，涌水量和含砂量以及水位的變化必須及時測定，含砂量小于0.5‰，必須得到保證。

7)抽水采用潛水泵設(shè)，該基坑需要兩個沉淀池，沉淀池的位置要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行布置。

8)抽水井的管路要合理布置，地下水抽出后必須經(jīng)過兩次沉淀方可排入城市排水系統(tǒng)。要求按照時間規(guī)定從抽取的地下水中取樣并測試抽水中的含砂量，含砂量應(yīng)控制在0.5‰以內(nèi)。

9)定時查看井內(nèi)水位的情況，保證降水的順利進(jìn)行和降水深度。

10)要防止臨時停電造成基坑被淹，準(zhǔn)備1臺電機(jī)功率不小于50 kW的發(fā)電機(jī)。

11)要防止基坑四周的雨水或者其他水流入基坑，要做好基坑四周的排水設(shè)施，有條件的可以硬化四周路面并設(shè)置5%的倒坡。

12)根據(jù)現(xiàn)場情況，設(shè)置三角且間距為3 m，管長400 mm，直徑不能小于48 mm的泄水管，泄水管要有孔并且填入濾料，伸出支護(hù)層。

13)土方開挖至基坑坑底，在基坑周邊設(shè)置排水溝及集水井，進(jìn)行二次明排水，集水井間距不宜太大，以15 m左右為宜，數(shù)量視具體情況而定。

14)降水時應(yīng)該特別注意水中的含砂量以及地下水位的變化，含砂量過多時可能引起周圍建筑物或地面的下陷，若出現(xiàn)上述情況，應(yīng)及時組織專家論證分析原因，采取有效措施，必要時采取回灌以保持水位平衡。

3 基坑設(shè)計方案

基坑開挖深度為12.5 m，采用支護(hù)樁結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)的方式，基坑南側(cè)中部有一根高壓電線桿，距離軸線3.2 m，支護(hù)樁施工時距離電線桿較近，無法施工，建議該部位筏板外放縮小，或移除電線桿。

3.1 支護(hù)樁施工

基坑北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)東端為A斷面，基坑?xùn)|側(cè)、南側(cè)西端為B斷面，支護(hù)樁樁頂標(biāo)高為自然地面，支護(hù)樁采用沖擊成孔灌注樁或旋挖樁機(jī)成孔，樁徑為Φ 900 mm，中心間距A斷面為1 800 mm；B斷面為1 600 m，樁長均為18 500 mm，A斷面為均勻配筋，B斷面不均勻配筋。支護(hù)樁體頂部要求做1 000 mm×500 mm的壓頂梁并且要使樁體連接形成一個完整的整體。支護(hù)樁與壓頂梁砼強(qiáng)度等級均為C30，支護(hù)樁主筋應(yīng)插入壓頂梁350 mm，支護(hù)樁間采用土釘支護(hù)，土釘采用錨管，長度為2.0 m，水平間距為1.6～1.8 m；豎向間距為2.0 m，錨管采用鋼管制作，鋼管端部2/3長度范圍內(nèi)加工成花管，花管的制作：在鋼管上開孔，孔徑為8 mm，設(shè)置為3排，孔與孔的間距為300 mm，成梅花型布置。

馬道口支護(hù)：馬道部位的支護(hù)樁的樁頂標(biāo)高降至地面下4.5 m的位置 (具體樁數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場而定)，壓頂梁頂標(biāo)高為自然地面下4.0 m；在基坑內(nèi)絕大部分土方開挖完后，只剩余馬道時，先做馬道部位壓頂梁(并預(yù)留插筋，供砌筑磚擋墻時做構(gòu)造柱)，等強(qiáng)度達(dá)到100%時，開始挖除馬道，等基坑內(nèi)土方挖完至預(yù)應(yīng)力錨桿以下1.0 m后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工，施工完成后，在該部位壓頂梁上砌筑擋土墻，擋土墻采用磚砌，厚度為370 mm，擋土墻的坡度為1：0.3，邊砌筑邊夯實(shí)回填土方，直至回填至自然地面。

3.2 土釘墻施工

3.2.1 錨桿設(shè)置

支護(hù)樁施工完后，進(jìn)行土釘墻支護(hù)；土釘錨桿設(shè)置在支護(hù)樁間，水平間距為1.6～1.8 m，豎向間距為2.0 m，錨桿采用鋼管制作，鋼管端部1/3長度范圍內(nèi)加工成花管，花管的制作：在鋼管上開孔，孔徑為8 mm，設(shè)置為3排，孔與孔的間距為300 mm，成梅花型布置，如遇地溝及不明障礙物，土釘及錨桿的長度、間距根據(jù)實(shí)際做調(diào)整。

3.2.2 注漿

該基坑采用ZSNS型注漿泵注漿，水灰比為0.45：1的水泥漿，將水泥漿液均勻攪拌后并即時使用，要求在注漿前、暫停和注漿完畢時用清水沖洗管路。

該基坑采用0.4～0.6 MPa低壓注漿，將注漿管先插入孔底，保證出漿口一直處在孔中水泥漿體的表面線以下，在注漿的同時將導(dǎo)管保持勻速且慢慢地拔出。等到水泥漿液回流到孔口時，用其他紙袋等搗入孔內(nèi)、最后用濕黏土封住孔口，保持規(guī)定壓力。在向孔內(nèi)注入水泥漿前，應(yīng)估計要注入的水泥漿體的體積與實(shí)際注入水泥漿體積的量進(jìn)行比對，要求注入孔內(nèi)水泥漿體的充盈系數(shù)不小于1。

3.2.3 基坑面層鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)

該基坑的鋼筋網(wǎng)片選用Φ 6.5@250×250進(jìn)行綁扎，鋼筋網(wǎng)格的允許偏差控制在±10 mm，要求鋼筋網(wǎng)在鋪設(shè)的時候每邊的搭接長度不能小于300 mm。鋼筋網(wǎng)片設(shè)置在壓頂梁下部土層上，采用1Φ 16的鋼筋作為加強(qiáng)筋橫向且通長設(shè)置，加強(qiáng)筋和錨桿之間的焊接采用2根L形狀且長度為160 mmΦ16鋼筋，加強(qiáng)筋的接長和焊接接長等同，單面焊接的焊接的長度應(yīng)要求大于10 d，雙面焊接的長度應(yīng)要求大于5 d。

3.2.4 噴射混凝土面層

該基坑采用HPZU-5B混凝土噴射機(jī)噴射混凝土面層。要求噴射混凝土面層厚度為80 mm，混凝土的強(qiáng)度等級達(dá)到C20，混凝土中的粗骨料最大粒徑小于于16 mm，混凝土的水灰比定為0.45?；炷羾娚鋾r采取應(yīng)自下而上的順序，噴射機(jī)的噴頭與受噴面的距離應(yīng)在0.8～1.5 m內(nèi)，混凝土噴射機(jī)噴射時噴射機(jī)應(yīng)與噴射面垂直，為了防止鋼筋背面有空隙出現(xiàn)。應(yīng)采取先自后向前噴射的順序。當(dāng)噴射厚度超過100 mm時應(yīng)盡量分兩次噴射，每次不超過100 mm，并且將噴射面清理干凈。

3.3 基坑預(yù)應(yīng)力錨桿的設(shè)置

基坑A斷面預(yù)應(yīng)力設(shè)置在地面下5.0 m的位置，B斷面預(yù)應(yīng)力設(shè)置在地面下7.0 m的位置，設(shè)計長度均為16.0 m，水平間距：A斷面為1.8 m， B水平間距為1.6 m；錨桿采用1E32的鋼筋制作而成，預(yù)應(yīng)力錨桿與腰梁連接成整體。預(yù)應(yīng)力錨桿施工具體做法如下：

施工工藝：成孔→安放鋼筋→灌漿(強(qiáng)度達(dá)到80%)→槽鋼焊接→張拉錨固。

1)預(yù)應(yīng)力錨桿成孔采用機(jī)械成孔，孔徑150 mm，與水平面夾角15°，嚴(yán)格按照設(shè)計要求成孔，成孔后立即置入錨桿鋼筋并注漿。

2)為保證錨桿鋼筋在孔的中心，置入前應(yīng)設(shè)置定位V型支架。

3)安放鋼筋之前，現(xiàn)在鋼筋自由端穿入PVC管(PVC管的長度為自由端的長度)，然后在PVC管的兩端采用塑料膠帶封堵，注漿采用一次注漿工藝，采用底部注漿法，即用注漿管將水泥漿送到底部，邊注漿邊拔管，直至口部流漿后，將口部封堵、加壓。注漿壓力0.4～0.6 MPa，錨桿反漿后即可停止注漿。水灰比控制在0.45～0.5范圍內(nèi)。

4)預(yù)應(yīng)力張拉。

當(dāng)錨桿水泥漿液強(qiáng)度到80%時進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，錨桿的張拉及鎖定值按《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。預(yù)應(yīng)力錨桿的張拉設(shè)計值均為12 T，張拉值為13.2 T，鎖定值為7.2 T。

5)錨桿材料選用直徑32 mm的HRB400級鋼筋。

6)腰梁的做法。

在錨桿的上下兩側(cè)各設(shè)置1根25a×73×7槽鋼，槽鋼外側(cè)置入圓形或方形墊板，待預(yù)應(yīng)力按照設(shè)計要求張拉后，把錨桿鋼筋和墊片焊接成一個整體，腰梁應(yīng)和排樁緊靠在一起，錯位部分采取補(bǔ)焊槽鋼將腰梁連成整體。

4 基坑監(jiān)測

基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)施工由于受地質(zhì)、水文、天氣、荷載等很多無法確定的因素影響，之前所設(shè)計的方案不能完全符合實(shí)際情況，這就要求要強(qiáng)施工實(shí)施過程監(jiān)測，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測方式，可以及時準(zhǔn)確的了解周邊環(huán)境情況的變化，土坡或者土體的安全穩(wěn)定狀態(tài)和支護(hù)的穩(wěn)定性，為下一步施工提供可靠資料。

建設(shè)單位(甲方)應(yīng)該根據(jù)建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(GB50497—2009)規(guī)定，委托具有相應(yīng)資質(zhì)的監(jiān)測單位進(jìn)行基坑和周邊環(huán)境的監(jiān)測。

1)基坑觀測點(diǎn)布置。

在邊壁頂部的中間或者地質(zhì)條件較差的部分布置一個測點(diǎn)用于基坑壁的水平位移和垂直沉降的觀測，在基坑四周選定14個觀測點(diǎn)，各觀測點(diǎn)均用木屑且用紅油漆做“╋”標(biāo)記。用于水平位移和垂直沉降的觀測點(diǎn)。

2)基坑的現(xiàn)場監(jiān)測。

在施工過程中要隨時對基坑開挖部位的位置、走向、寬度進(jìn)行定時觀測，對由于基坑開挖后對周邊建(構(gòu))筑物造成一定影響，所以對周邊建筑物以及管網(wǎng)進(jìn)行垂直沉降、水平位移及裂縫寬度的觀測。

按照要求，基坑開挖后要每天定時對每一個觀測點(diǎn)進(jìn)行一次觀測，如果遇到發(fā)生大量沉降，裂縫突然增大，極端天氣或者意外情況時應(yīng)該連續(xù)加大觀測次數(shù)。直至沉降量和裂縫寬度相對穩(wěn)定后恢復(fù)到日常觀測。基坑竣工以后的觀測次數(shù)和間隔時間也以沉降量大小為準(zhǔn)。要求每周一次進(jìn)行觀測。一直到沉降量穩(wěn)定為止。要求土釘支護(hù)的最大水平位移不能大于3‰的基坑深度，并且不能大于30 mm。如有異常應(yīng)及時報告。

每次觀測要做好觀測記錄并要填寫完整，要繪制邊坡的垂直沉降和水平位移與每一個觀測點(diǎn)觀測時間的曲線圖并總結(jié)規(guī)律形成報告，為下一步施工提供安全的技術(shù)資料。

3)沉降觀測采用的儀器：水平位移觀測應(yīng)采用2″級以上的經(jīng)緯儀；沉降觀測采用S2級以上的水準(zhǔn)儀。

4)沉降量的觀測按照“建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(GB0497—2009)”進(jìn)行。

5 基坑的施工質(zhì)量檢查

1)要求支護(hù)結(jié)構(gòu)工程使用的原材料應(yīng)完全符合或者不低于設(shè)計要求。

2)對于噴射混凝土要求做抗壓強(qiáng)度的試驗，按照500 m2面積取留置一組試塊，每組試塊為3塊。

3)對于混凝土的噴射層厚度要進(jìn)行檢查，按照500 m2面積檢查一個點(diǎn)，要求檢查點(diǎn)的厚度的平均值應(yīng)符合或者不小于設(shè)計值。

4)支護(hù)樁檢測按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。

[1]李彰明.軟土地基加固與質(zhì)量監(jiān)控[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2011.

[2]侍倩.地基處理技術(shù)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2011.

[3]JGJ120—2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[4]DB62/25—3001—2000,建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程[S].

[5]GB 50202—2002,建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[6]GB 50300—2001,建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].

[7]CECS96:97,基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[8]JGJ94—2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[9]GB50497—2009,建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

TU46+3

C

1673-1093(2014)04-0084-04

劉亞龍(1973)，2003年7月畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)，研究方向：土木工程。

10.3969/j.issn.1673-1093.2014.04.021

2013-12-16；

2014-03-10