江蘇無(wú)錫二建建設(shè)集團(tuán)有限公司 無(wú)錫 214061

1 工程概況

無(wú)錫地鐵1#線西漳車輛段與綜合基地聯(lián)合車庫(kù)面積為24 385 m2，基礎(chǔ)采用“預(yù)應(yīng)力空心方樁+鋼筋混凝土”獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)深度-1.90 m，主體為鋼排架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)輕型屋面板，建筑外墻為磚墻圍護(hù)和劈離磚飾面。

2 施工難點(diǎn)

本工程固定式架車機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)位于聯(lián)合車庫(kù)廠架修庫(kù)內(nèi)，共計(jì)12座，均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基坑底標(biāo)高-5.90 m（黃海高程-1.90 m），最大開(kāi)挖深度4.30 m。場(chǎng)區(qū)地形平坦，地表水系發(fā)育?；椎刭|(zhì)構(gòu)造與水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，常年穩(wěn)定水位1.25 m。

圖1 基坑平面布置示意

設(shè)備基礎(chǔ)外邊線離承臺(tái)外邊凈距離為1.90 m，平面位置關(guān)系見(jiàn)圖2。

圖2 基坑與基礎(chǔ)承臺(tái)關(guān)系示意

根據(jù)設(shè)計(jì)確定的施工方案，需要在室內(nèi)進(jìn)行高壓旋噴樁施工，而該工法在我公司屬首次使用，施工中不確定因素較多。

3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 現(xiàn)場(chǎng)方案論證

本工程共有7個(gè)基坑，每個(gè)基坑開(kāi)挖深度均為原土層下4.30 m。支護(hù)的主要目的是確?；右贿厪S房基礎(chǔ)承臺(tái)結(jié)構(gòu)安全，同時(shí)確保邊坡安全和穩(wěn)定，因此所處基坑環(huán)境條件較為復(fù)雜。業(yè)主及設(shè)計(jì)單位原考慮采用深層攪拌樁支護(hù)兼做止水帷幕。該方案理論上可行，但實(shí)際因處于室內(nèi)施工，室內(nèi)靠軸處上部為鋼梁，高度僅9 m，無(wú)法滿足施工機(jī)械條件。后來(lái)又考慮在該部位采用鋼板樁支護(hù)，該方案雖然可操作，但受現(xiàn)場(chǎng)室內(nèi)高度條件限制，鋼板樁施工完成后無(wú)法拔出，造價(jià)偏大。

我方在認(rèn)真研究上述方案存在的問(wèn)題后，因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、地質(zhì)土層情況和軸坡頂位移條件限制等綜合環(huán)境條件，提出采用“土釘噴錨支護(hù)+高壓旋噴樁止水帷幕”支護(hù)體系。將距離較近的2個(gè)設(shè)備基礎(chǔ)坑連為1個(gè)基坑，因此共設(shè)計(jì)成7個(gè)基坑進(jìn)行施工。

3.2 支護(hù)設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同情況分別采用3個(gè)剖面的支護(hù)。其中在基坑北側(cè)即軸處，考慮廠房基礎(chǔ)距離坑邊很近，需重點(diǎn)保護(hù)，因此對(duì)土釘墻錨桿進(jìn)行了加長(zhǎng)，第1道為6 m，第2、第3道為9 m。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，基底已經(jīng)進(jìn)入了粉土層，因此在該剖面旋噴樁加插φ48 mm鋼管以增加側(cè)向剛度。3-3剖面原考慮從兩側(cè)分別設(shè)置錨桿，在開(kāi)挖后將樁頂連起來(lái)，錨筋兩側(cè)拉通。各剖面支護(hù)見(jiàn)圖3～圖5。

圖3 1-1剖面示意

圖4 2-2剖面示意

圖5 3-3剖面示意

4 支護(hù)施工方法

4.1 總體思路

本工程總體思路及施工順序安排如下：首先施工φ700 mm＠500 mm高壓旋噴樁，施工完成養(yǎng)護(hù)7 d后開(kāi)始開(kāi)挖土方，土方開(kāi)挖按基坑設(shè)計(jì)要求，分層、分段開(kāi)挖：第1次土方開(kāi)挖至-3.00 m，土釘墻及護(hù)坡工作跟上完成；第2次土方開(kāi)挖至-4.60 m，土釘墻及護(hù)坡工作跟上完成；第3次土方開(kāi)挖至-5.90 m，土釘墻及護(hù)坡工作跟上完成；坑底澆筑排水溝。當(dāng)承臺(tái)位置位移量仍然有發(fā)展時(shí)，應(yīng)急預(yù)案將采用型鋼在基坑內(nèi)進(jìn)行支撐的措施。

4.2 高壓旋噴樁施工方法及主要技術(shù)措施

4.2.1 鉆機(jī)的定位、固定

鉆機(jī)按樁基施工順序安放在相應(yīng)的樁位上，施工時(shí)鉆桿保持垂直，允許偏斜不得大于1.50°。鉆頭應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位中心，鉆機(jī)鉆孔位置與設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)示位置的偏差不得大于100 mm。旋噴機(jī)機(jī)座就位時(shí)要平穩(wěn)放置，樁基孔位與立軸或轉(zhuǎn)盤(pán)對(duì)齊，傾角與設(shè)計(jì)誤差不得大于1%的規(guī)范要求。

4.2.2 鉆孔

本工程7個(gè)基坑邊坡均采用單管旋噴法施工。施工時(shí)插管與鉆孔同時(shí)進(jìn)行，即鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)插管作業(yè)同時(shí)完成。在插管時(shí)，為防止噴嘴被泥砂堵塞，噴嘴可用較小壓力一邊射水一邊插管，水壓力一般不超過(guò)0.50～1 MPa，插管至設(shè)計(jì)標(biāo)高后停止鉆進(jìn)，并旋轉(zhuǎn)不停。

4.2.3 注漿及噴灌管提升

在現(xiàn)場(chǎng)高噴灌漿試驗(yàn)施工前，應(yīng)先對(duì)漿液做配合比試驗(yàn)，測(cè)定漿液最佳拌制時(shí)間、密度、流動(dòng)性、穩(wěn)定性、初凝時(shí)間、終凝時(shí)間，以及漿液固結(jié)體密度、強(qiáng)度、彈性模量和透水性等。高壓噴射注漿時(shí)，要同時(shí)不斷地進(jìn)行進(jìn)、回漿漿液的密度檢測(cè)，漿液密度出現(xiàn)異常須立即查明原因，調(diào)整配比及漿液密度，確保施工質(zhì)量。高噴施工過(guò)程中，采取降低水位、坑內(nèi)填砂等措施保證孔內(nèi)漿液上返暢通，防止加固區(qū)土體被劈裂；噴射過(guò)程中的返漿水泥含量應(yīng)控制在進(jìn)漿量的20%左右。高壓噴射注漿時(shí)，由于壓力較大，容易發(fā)生串漿，影響鄰孔的質(zhì)量，應(yīng)采用間隔跳打法施工，一般兩孔間距要大于1.50 m。

4.2.4 移機(jī)清洗

噴射施工完畢后，卸下注漿管，立即用清水將各通道、注漿泵、送漿管路和漿液攪拌機(jī)沖洗干凈，并擰上堵頭。空氣管路和高壓泵管路用送風(fēng)、送水功能沖洗干凈。清洗不及時(shí)、不徹底會(huì)使?jié){液在輸漿管路中沉淀結(jié)塊，堵住高壓輸漿管路和噴嘴，造成后續(xù)注漿困難，清洗干凈后將鉆機(jī)等機(jī)具設(shè)備移到要施工的樁位上，重復(fù)以上工作。

4.3 土釘墻施工方法

施工工藝：測(cè)量、放線定位→土方開(kāi)挖，修整邊坡→校正孔位→調(diào)整角度→鉆孔→提出內(nèi)鉆桿→插鋼筋→壓力灌漿→養(yǎng)護(hù)→綁扎鋼筋網(wǎng)→噴射混凝土。

4.3.1 定位放線

按照基坑設(shè)計(jì)圖紙要求，根據(jù)定位軸線放出基坑開(kāi)挖邊線，用白灰撒出邊線，作為開(kāi)挖基坑邊線。

4.3.2 基坑土方開(kāi)挖、邊坡修理

采用反鏟挖土機(jī)分層、分段開(kāi)挖，預(yù)留厚15 cm土方進(jìn)行人工修坡，分層開(kāi)挖深度在每層土釘孔位下50 cm，給土釘墻施工留有工作面。邊坡開(kāi)挖前，對(duì)坡頂做素混凝土封閉處理，并設(shè)置排水溝引流至安全地帶。邊坡開(kāi)挖后，先確定基坑放樣尺寸，然后進(jìn)行人工切削、修整，使邊坡表面保持平整，允許偏差控制在-20～20 mm以內(nèi)，防止出現(xiàn)過(guò)大凹凸，松動(dòng)部分必須予以清除，對(duì)修整后的邊壁應(yīng)立即噴上一層薄砂漿。

4.3.3 土釘鉆孔

土釘鉆孔施工前，按設(shè)計(jì)要求畫(huà)線量尺，確定鉆孔位置，做好標(biāo)記、定出編號(hào)。鉆孔過(guò)程中無(wú)法鉆入時(shí)應(yīng)調(diào)整孔位，調(diào)整時(shí)應(yīng)重新考慮與原有支護(hù)的聯(lián)系，不得降低支護(hù)的安全性。

成孔時(shí)應(yīng)按編號(hào)做好記錄，按上述定出的編號(hào)逐一記載土體特征和成孔質(zhì)量，施工時(shí)若無(wú)法成孔，處理方法也應(yīng)記錄。并將現(xiàn)場(chǎng)取出的土體參數(shù)與支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算的土體參數(shù)加以對(duì)比，根據(jù)現(xiàn)有土體參數(shù)修改設(shè)計(jì)參數(shù)，及時(shí)反饋修改設(shè)計(jì)以指導(dǎo)施工。

本工程土釘鉆孔主要采用人工洛陽(yáng)鏟，但是由于施工范圍內(nèi)地層的特殊性，本工程土釘有時(shí)需要采用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行成孔。

鉆孔完成后進(jìn)行清孔檢查，孔中若出現(xiàn)局部滲水、坍孔或掉落松土等現(xiàn)象，可采用壓漿處理，同時(shí)將土釘鋼筋放入并馬上注漿。

4.3.4 土釘鋼筋支設(shè)

為將土釘鋼筋安置于鉆孔的中心，可在土釘鋼筋上安設(shè)定位支架，在土釘鋼筋放入孔中前，預(yù)先在土釘鋼筋上燒焊好定位支架，支架沿釘長(zhǎng)的間距約為2 m，保證鋼筋處于孔中心位置，注漿后混凝土保護(hù)層厚度大于25 mm。支架采用鋼筋制作，使其不妨礙漿體自由流動(dòng)。測(cè)放好孔位，定好角度，將加工后的φ16 mm鋼筋一次錘擊到位，以減少對(duì)土體的影響，提高錨固力。鋼筋按照?qǐng)D紙所示位置進(jìn)行安放。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求：注漿水泥使用P.O 42.5水泥，水泥凈漿的水灰比為0.45。采用底部低壓注漿的方式注漿，注漿導(dǎo)管插至距孔底300 mm，將按配比攪拌好的水泥漿注入底部，同時(shí)將導(dǎo)管緩慢勻速拔出，注漿導(dǎo)管口埋在漿體表面下，確?？字袣怏w能全部排出。注漿采用二次注漿，注漿壓力為0.50～0.80 MPa，注漿管和土釘鋼筋同時(shí)入孔，第1次注漿注滿后間隔約20 min后進(jìn)行補(bǔ)入水泥漿，補(bǔ)漿次數(shù)不少于2次，并使孔內(nèi)水泥漿飽滿穩(wěn)定后邊注入水泥漿邊拔出注漿管。第1次注漿結(jié)束2 h后進(jìn)行第2次注漿，操作時(shí)間不得提前或推遲，即第2次注漿在第1次注漿的漿液初凝時(shí)進(jìn)行[1,2]。

4.3.5 鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)

根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要求，鋼筋網(wǎng)片鋼筋為φ6 mm，間距為200 mm×200 mm，采用人工現(xiàn)場(chǎng)綁扎，搭接長(zhǎng)度為300 mm。土釘鋼筋與鋼筋網(wǎng)通過(guò)φ14 mm井字形加強(qiáng)筋橫向、豎向焊接在一起。鋼筋網(wǎng)片和壓筋綁扎完成后，采用混凝土墊塊將土釘之間的鋼筋網(wǎng)片墊起30 mm，土釘處的鋼筋網(wǎng)片墊起間隙不小于12 mm。

4.3.6 面層噴射混凝土施工

按通過(guò)試驗(yàn)確定的配合比，調(diào)制好噴射混凝土，混凝土強(qiáng)度為C20，粗骨料粒徑最大為10 mm，水灰比為0.45。在邊坡上每隔1 000 mm打入φ14 mm垂直短鋼筋，伸出邊坡100 mm，確?；炷梁穸冗_(dá)到設(shè)計(jì)要求，混凝土依次分層、分段施工，混凝土分2次、2層噴射，第1次噴射厚度為40 mm，并將上下左右接縫錯(cuò)開(kāi)，接縫在下次施工之前要清理干凈，用水潤(rùn)濕?；炷羾娚渫戤吅髴?yīng)進(jìn)行強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間依氣溫環(huán)境條件確定為7 d。

5 施工中遇到的問(wèn)題及應(yīng)急預(yù)案

在完成高壓旋噴施工和一定的養(yǎng)護(hù)期后，在基坑開(kāi)挖和土釘噴錨施工時(shí)，基坑監(jiān)測(cè)同步進(jìn)行?；游灰坪统两涤^測(cè)數(shù)據(jù)表明：軸、軸交軸的2個(gè)承臺(tái)位置產(chǎn)生少量的位移，現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)這2個(gè)承臺(tái)附近的基底土層面也出現(xiàn)細(xì)小的裂縫，鑒于以上原因，為防范于未然，項(xiàng)目部采用以下應(yīng)急預(yù)案[3,4]：

1）如承臺(tái)位移趨于穩(wěn)定，為確?；影踩跇?biāo)高-4.80～-4.60 m處底板澆筑完成后增設(shè)傳力帶，采用C15混凝土進(jìn)行回填，以提高對(duì)邊坡的保護(hù)，如圖6所示。

圖6 土方回填及混凝土傳力帶示意

2）當(dāng)承臺(tái)位移量達(dá)到8 mm時(shí)，應(yīng)在相應(yīng)位置的另外一側(cè)進(jìn)行卸荷及排水，以減少側(cè)向土壓力和水壓力，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，確定卸荷效果，具體卸荷方法如圖7所示。

圖7 卸荷坑平面和剖面示意

3）當(dāng)卸荷效果不明顯，承臺(tái)位置位移量仍然有發(fā)展趨勢(shì)且位移量達(dá)到10 mm時(shí)，應(yīng)采用型鋼在基坑內(nèi)進(jìn)行支撐，直到穩(wěn)定為止，具體支撐方法如圖8所示。

經(jīng)過(guò)上述處理后，基坑位移趨于穩(wěn)定，項(xiàng)目部采取各基坑跳格開(kāi)挖施工，組織搶奪底板施工工期，在完成底板澆筑后回填完成混凝土傳力帶支撐，再開(kāi)挖相鄰基坑，這樣形成流水施工，既確保了工期，又保證了基坑安全。

圖8 支撐剖面和基坑俯視示意

6 基坑監(jiān)測(cè)

6.1 基坑監(jiān)測(cè)要求

基坑監(jiān)測(cè)要求主要包括廠房?jī)?nèi)7個(gè)基坑的四周邊坡水平位移監(jiān)測(cè)、基坑邊柱的水平位移監(jiān)測(cè)及廠房?jī)?nèi)地面、柱的沉降監(jiān)測(cè)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求設(shè)置水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共布設(shè)水平位移和沉降位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)26個(gè)。

6.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

1）基坑水平位移監(jiān)測(cè)：在整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)水平位移量在0.60～12.50 mm之間，均未超過(guò)報(bào)警值（0.30%挖深）；水平位移變化速率也均未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的報(bào)警值（3.00 mm/d）。

2）基坑垂直位移監(jiān)測(cè)：在整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，基坑垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)沉降量在-0.70～3.75 mm之間，均未超過(guò)報(bào)警值（0.20%挖深）；其變化速率也均未達(dá)到報(bào)警值（2.00 mm/d）。

3）周邊建筑沉降監(jiān)測(cè)：在整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，基坑的周邊建筑（本次監(jiān)測(cè)僅要求對(duì)聯(lián)合車間進(jìn)行）上39個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)沉降量在1.15～3.45 mm之間，其變化速率也均未達(dá)到報(bào)警值（2.00 mm/d）。

在整個(gè)基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中，基坑水平位移監(jiān)測(cè)、垂直位移監(jiān)測(cè)和周邊建筑沉降監(jiān)測(cè)指標(biāo)均在安全范圍之內(nèi)，基坑工作狀態(tài)安全穩(wěn)定。

7 結(jié)語(yǔ)

無(wú)錫地鐵1#線西漳車輛段與綜合基地聯(lián)合車庫(kù)內(nèi)固定式架車機(jī)基礎(chǔ)施工已經(jīng)全部順利完成。經(jīng)理論計(jì)算與實(shí)踐來(lái)看，通過(guò)采用“土釘噴錨支護(hù)+高壓旋噴樁止水帷幕”支護(hù)體系解決車輛段內(nèi)場(chǎng)地受限條件下的大型設(shè)備基礎(chǔ)深基坑支護(hù)是可行的。這種支護(hù)體系作為一種成熟的工藝，在大量深基礎(chǔ)施工中運(yùn)用廣泛，但在車輛段室內(nèi)采用尚屬首次，其工期短、施工便捷、既安全又經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)為今后類似項(xiàng)目的施工開(kāi)辟了新思路、提供了實(shí)踐依據(jù)。