張正祥

摘 要：深基坑工程是房建工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，直接關(guān)系到房建工程的施工質(zhì)量和安全?；庸こ痰氖┕るx不開基坑的處治和監(jiān)測(cè)。因此，對(duì)房建基坑工程處治和監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。該文結(jié)合某房建深基坑實(shí)體工程，詳細(xì)闡述了該基坑工程的基坑支護(hù)體系、施工方法、監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)警戒值和監(jiān)測(cè)結(jié)果。結(jié)果表明，該基坑的施工是成功的，可供同類工程施工參考。

關(guān)鍵詞：房建 基坑工程 施工處治 監(jiān)測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（c）-0010-04

1 工程概況

某地下建筑物輪廓周長(zhǎng)約807 m，其中東西長(zhǎng)204 m，南北長(zhǎng)199.4 m，面積約40678 m2；基底標(biāo)高-11.30 m，基坑開挖深度約13.8 m。地形總體較為平緩，局部為蝦池、鹽池。泥面標(biāo)高約1.0～2.5 m，東側(cè)及南側(cè)有積水，水面標(biāo)高約2.0 m。場(chǎng)區(qū)地貌為海相沼澤化淺灘。通過鉆探揭露，場(chǎng)區(qū)第四系主要由全新統(tǒng)人工填土層、全新統(tǒng)海相沼澤化層、第四系全新統(tǒng)洪沖積層及上更新統(tǒng)洪沖積層組成，場(chǎng)區(qū)基巖主要由白堊系青山群安山巖及泥質(zhì)粉砂巖。吹填淤泥平均厚度5 m，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土平均厚度4 m，砂層平均厚度9 m，第四系土層總厚度約18 m。地層分布特征及其物理力學(xué)性質(zhì)為：（1）吹填淤泥。該層廣泛分布于整個(gè)場(chǎng)區(qū)。灰色，流塑；可見腐殖質(zhì)斑塊，有異味，揭露深度范圍內(nèi)該層成分較均一，無大變化。該層為吹填淤泥在區(qū)內(nèi)淤積形成，其厚度較大，成分均一，強(qiáng)度極低，壓縮性大。（2）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。該層廣泛分布于整個(gè)場(chǎng)區(qū)?；液谏疑浰?，具有高壓縮性；顆粒細(xì)膩，手感均勻，稍有粘滯力～粘滯力強(qiáng)，干強(qiáng)度一般，含有機(jī)質(zhì)、貝殼碎屑及腐爛植物體，有腥臭味；含粉細(xì)砂約5%～15%。（3）中細(xì)砂～粗砂。該層廣泛分布于整個(gè)場(chǎng)區(qū)。褐黃色，飽和，中密；以長(zhǎng)石、石英為主，磨圓一般，分選較中等～好，局部粘性土含量較高約20%～30%，夾有少量小碎石。（4）粗礫砂。該層分布較廣泛，僅個(gè)別鉆孔缺失該層。褐黃色，飽和，密實(shí)；以長(zhǎng)石、石英為主，磨圓差，分選好，含有較多角礫、碎石，含粘性土約5%～10%，局部為粘性土夾層。（5）粉質(zhì)粘土。零星分布于場(chǎng)區(qū)。褐黃～灰褐色，硬塑，具有中等～低壓縮性，見鐵錳氧化物及其結(jié)核，粗砂含量5%～10%；無搖振反應(yīng)，切面光滑，強(qiáng)度中等～高，韌性較好。（6）泥質(zhì)粉砂巖強(qiáng)風(fēng)化帶。棕紅～紫紅色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖芯呈碎塊狀～短柱狀，手掰易碎，具有浸水易軟化的特點(diǎn)。該層具有一層軟，一層硬的特點(diǎn)，局部為中風(fēng)化巖芯，取芯呈碎塊～短柱狀巖芯。（7）泥質(zhì)粉砂巖中風(fēng)化帶。棕紅～紫紅色，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成份同上，取芯呈短柱狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，錘擊易沿節(jié)理面裂開，該層局部呈軟硬相間狀態(tài)。（8）安山巖強(qiáng)風(fēng)化帶。紫紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，構(gòu)造基本破壞，礦物以斜長(zhǎng)石、角閃石為主要礦物成份，含少量黑云母及輝石，礦物蝕變強(qiáng)烈，長(zhǎng)石大部分高嶺土化，巖芯手搓呈砂土狀。（9）安山巖中風(fēng)化帶：紫灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，以斜長(zhǎng)石、角閃石為主要礦物成份，含少量黑云母及輝石，礦物中等風(fēng)化，長(zhǎng)石部分高嶺土化，巖芯多為塊～碎塊狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，該層局部呈軟硬相間狀態(tài)。表層上覆少量地表水，地下水類型主要為孔隙潛水～弱承壓水。場(chǎng)區(qū)地下水主要接受大氣降水的補(bǔ)給，地下水位年變幅約1～2 m。

2 基坑施工處治

基坑支護(hù)體系：上部吹填淤泥部分通過填方擠淤形成土石圍堰，作為臨時(shí)道路及擋土結(jié)構(gòu)；下部采用樁錨支護(hù)體系，設(shè)置800mm@1200mm鉆孔灌注樁作為支擋結(jié)構(gòu)，設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿，并增加部分后排鉆孔灌注樁?；又顾?、排水體系：基坑周邊設(shè)置1200mm@900mm旋噴樁止水帷幕，要求進(jìn)入基巖強(qiáng)風(fēng)化層不小于500 mm。邊坡坡頂進(jìn)行地面硬化并設(shè)置擋水臺(tái)階，基坑底部設(shè)置降水井疏排地下水，沿周邊設(shè)置排水溝與降水井進(jìn)行集水明排，排水溝，高、寬度均為300 mm，坡頂設(shè)擋水臺(tái)階，擋水臺(tái)階高度300 mm，寬度120 mm。本基坑工程安全等級(jí)為一級(jí)，圍護(hù)樁控制最大水平位移≤0.2%H，周邊地區(qū)地面控制最大沉降≤0.2%H，H為基坑開挖深度。自基坑開挖起至回填結(jié)束，基坑正常使用期限2年。

基坑施工工序見圖1。具體施工方法為：（1）在場(chǎng)區(qū)內(nèi)修置臨時(shí)道路并形成閉合圍堰，以便于土方的開挖及機(jī)械設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)，圍堰內(nèi)吹填淤泥開挖，開挖至絕對(duì)標(biāo)高-1.2m。圍堰寬度約10m，兩邊約形成1：1坡率緩坡，圍堰靠開挖側(cè)的邊界距離地下結(jié)構(gòu)外墻15m；圍堰的修置采用向處理土層中填入較大粒徑土石方，并進(jìn)行機(jī)械碾壓，將軟弱土層局部置換和側(cè)向擠出，盡量使用粗顆粒填料，不使用粘性土含量高、含水率偏高的土方作為填料；填方采用進(jìn)占法挖掘機(jī)進(jìn)行，方法為進(jìn)占法。首先由挖掘機(jī)在作業(yè)半徑內(nèi)均勻拋第一層填方，完成后采用自重較大推土機(jī)及挖掘機(jī)來回走動(dòng)進(jìn)行碾壓，待填方沉入后，可進(jìn)行第二層填土，完成后用同樣方法進(jìn)行碾壓，若填方無明顯沉降，可向前延伸進(jìn)行下一段施工，若填方沉降量仍較大，則需再拋一層填方進(jìn)行碾壓，直至填方沉降量較小為止。（2）圍堰施工結(jié)束后進(jìn)行圍堰內(nèi)土方開挖施工，開挖至絕對(duì)標(biāo)高1.2 m后進(jìn)行工作墊層施工，工作墊層厚度約1.8 m，通過向場(chǎng)區(qū)內(nèi)拋石擠淤形成，工作墊層材料宜以卵石、礫石或塊石為主，最大粒徑不宜大于400 mm，墊層底預(yù)計(jì)至淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，頂標(biāo)高為絕對(duì)標(biāo)高-1.2 m。（3）在工作墊層上進(jìn)行灌注樁與旋噴樁施工。灌注樁直徑800 mm，前排灌注樁間距1200 mm，后排灌注樁間距3600 mm，前后排灌注樁間距2400 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，灌注樁底端應(yīng)嵌入基底不小于5.9 m，且嵌入基巖不小于1.0 m，樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁與連梁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。旋噴樁直徑1200 mm，間距900 mm，樁端入基巖不小于0.5 m，采用三重管施工工藝，水泥摻入量不小于600 kg/m。灌注樁主筋混凝土保護(hù)層厚度為50 mm，樁位容許偏差≤50 mm，樁身垂直度偏差≤1/300樁長(zhǎng)，在施工冠梁前進(jìn)行樁頭清理和主筋整理，灌注樁樁體埋入冠梁的長(zhǎng)度不小于5 cm。旋噴樁施工采用三重管工藝，樁體有效直徑不小于1.2 m，樁間距0.9 m，樁底進(jìn)入基巖面以下不小于0.5 m，水泥摻入量不小于600 kg/m，水泥漿水灰比約1.0，高壓水射流壓力應(yīng)不小于35 MPa，在淤泥質(zhì)土層中噴射提升速度不高于8 cm/min，在其他土層中噴射提升速度不高于10 cm/min；樁位偏差小于50 mm，成樁垂直度偏差小于1%。（4）待灌注樁、旋噴樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行錨桿施工及土方開挖施工。錨桿施工前在基坑外側(cè)設(shè)置一排降水井，間距30 m，降水井井深至基巖，平均深度約15 m，水位降深至所施工錨桿標(biāo)高以下不小于0.5 m，以便于錨桿正常施工。錨桿桿體間隔1.5 m設(shè)置定位支架，自由段支架應(yīng)與桿體脫離，可相對(duì)滑動(dòng)；錨桿注漿應(yīng)飽滿，水泥漿水灰比0.5，錨桿應(yīng)采用二次高壓注漿，一次注漿壓力0.5 MPa，二次注漿壓力不低于2.5 MPa；錨桿張拉作業(yè)應(yīng)在錨固體和腰粱強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后方可進(jìn)行，張拉時(shí)錨桿間隔進(jìn)行，并按規(guī)范要求進(jìn)行預(yù)張拉和超張拉，按設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鎖定值鎖定；遇松散砂層、軟弱淤泥質(zhì)土層成孔困難時(shí)可采用套管跟鉆，以免孔壁塌陷。開挖土方前在基坑內(nèi)設(shè)置降水井，間距30 m，矩形布置，降水井井深至基巖，平均深度約15 m，降水位至基底以下不小于0.5 m；土方應(yīng)分層開挖，與支護(hù)施工配合進(jìn)行，嚴(yán)格控制超深；基坑周邊應(yīng)分段開挖，土方分段開挖支護(hù)長(zhǎng)度不宜大于20 m。

開挖臨近設(shè)計(jì)坡面應(yīng)采用人工開挖修坡，減少擾動(dòng)，邊坡開挖修整后應(yīng)盡快封閉并進(jìn)行支護(hù)施工。

3 施工監(jiān)測(cè)

3.1 監(jiān)測(cè)頻率與監(jiān)測(cè)警戒值

監(jiān)測(cè)工作自始至終與施工的進(jìn)度相結(jié)合，根據(jù)施工進(jìn)展，及時(shí)埋設(shè)監(jiān)測(cè)元件，合理安排監(jiān)測(cè)頻率，正常狀況下監(jiān)測(cè)頻率表1，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)變形過大或出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整增加監(jiān)測(cè)頻率。根據(jù)有關(guān)現(xiàn)行規(guī)范，結(jié)合工程周邊環(huán)境條件和設(shè)計(jì)要求，該項(xiàng)目監(jiān)測(cè)警戒值見表2，當(dāng)監(jiān)測(cè)值大于報(bào)警控制值時(shí)，要及時(shí)采取相應(yīng)的措施，以確保施工的安全進(jìn)行。監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備及檢定要求見表3。

3.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果

典型測(cè)點(diǎn)圍堰地表沉降、圍堰水平位移、樁頂水平位移、地下水位觀測(cè)等監(jiān)測(cè)結(jié)果見圖2～圖6。由圖可知，各測(cè)量值增量隨基坑施工的進(jìn)行先增大后減小，最后趨于穩(wěn)定；各監(jiān)測(cè)值均在監(jiān)測(cè)報(bào)警控制值內(nèi)，基坑外潛水層水位變化較大，部分原因是由于監(jiān)測(cè)期間連續(xù)下大雨所致。其他各項(xiàng)測(cè)定值也均在容許范圍內(nèi)。該基坑完工后一年多的跟蹤觀測(cè)結(jié)果表明，其各項(xiàng)指標(biāo)均符合質(zhì)量規(guī)定要求，表明該基坑施工是成功的。

4 結(jié)論

該深基坑工程開挖面積和深度都較大，地質(zhì)條件較差，周邊建筑密集、地下管線眾多，為一級(jí)基坑。為確?；邮┕さ陌踩M(jìn)行，采取信息化施工，對(duì)基坑開挖進(jìn)行了全面的和全過程的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，該基坑支護(hù)施工處治是合理的，為深基坑施工提供了可以借鑒的施工技術(shù)資料。

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