魏日銘

(福建省閩北地質(zhì)大隊，邵武，354000)

隨著城市化進程的發(fā)展，城市建設(shè)日益增多。擬建的建筑物周邊往往已有的建筑設(shè)施，在復(fù)雜環(huán)境下既要保證基坑開挖的安全，又要保證周邊建筑物的安全，同時還要做到經(jīng)濟合理。根據(jù)尤溪西城衛(wèi)生院綜合樓場地地質(zhì)特征及工程特點，因地制宜地采用放坡噴錨和孔樁圍護形式進行設(shè)計與施工*廈門輝固工程有限公司，尤溪縣西城衛(wèi)生院綜合門診樓基坑設(shè)計項目，2012。。

1 工程概況

尤溪西城衛(wèi)生院綜合樓擬建建筑物7層，建筑面積為6 069 m2，地下室一層高度為3.60 m，底板厚為0.40 m，基礎(chǔ)埋深為0.70 m，局部積水坑深度約1.10 m，最大開挖高度為5.10 m。擬建地下室基坑為長方形，基坑底部邊線周長為150 m，面積為867 m2?；?xùn)|側(cè)6 m處為一幢5～6層磚混結(jié)構(gòu)的民宅，淺基礎(chǔ)，其它3側(cè)為耕地。

2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)條件

場地內(nèi)巖土體自上而下分布特征分述如下。

①耕植土(Q4ml)：平均厚0.4 m，呈灰褐色，其土體特征參數(shù)重度為18.0 kN/m3、C值為15 kPa、φ值18°、土體與錨固體極限摩阻力標準值20 kPa[1，2]，層頂標高122.28～123.52 m。

②細砂(Q4al+pl)：平均厚度為3.75 m，呈淺黃色，質(zhì)稍密，其土體特征參數(shù)重度為18.2 kN/m3、C值為5 kPa、φ值28°、土體與錨固體極限摩阻力標準值30 kPa，層頂標高121.88～123.12 m。

③卵石(Q4al+pl)平均厚2.13 m，巖性為變質(zhì)巖和砂巖，呈微風(fēng)化，密實度中等，粒徑3～8 cm，分選性差，其土體特征參數(shù)重度為20 kN/m3、C值為5 kPa、φ值35°、土體與錨固體極限摩阻力標準值120 kPa，層頂標高118.24～119.32 m。

④強風(fēng)化粉砂巖(p2cp)：厚度大于14.6 m，呈土黃色，呈散體結(jié)構(gòu)，裂隙面具強鐵錳質(zhì)浸染，巖芯呈碎塊狀。其土體特征參數(shù)重度為22 kN/m3、C值為30 kPa、φ值35°、土體與錨固體極限摩阻力標準值200 kPa，層頂標高為116.11～116.97 m。場地工程地質(zhì)剖面(圖1)。

2.2 水文地質(zhì)條件

場地南側(cè)約60 m為青印溪，據(jù)當(dāng)?shù)貧v年水文資料，其歷史最高洪水位為122.65 m，低于場地整平標高。

場地地下水類型為潛水，主要為貯存于卵石層中的孔隙潛水和強風(fēng)化基巖中的裂隙水，屬強透水層，富水性中等。依據(jù)場地其它已建物抽水試驗資料及施工經(jīng)驗，其滲透系數(shù)卵石為36.75 m/d、強風(fēng)化粉砂巖圍邊0.04 m/d。

勘察期間測得地下水混合穩(wěn)定水位埋深為5.40～6.00 m，穩(wěn)定水位標高為116.76～117.73 m，穩(wěn)定水位標高平均值為117.21 m，勘察期間地下水變化幅度約為0.50 m，洪水季節(jié)水位變化較大約為3.00 m。故工程施工應(yīng)避開洪水季節(jié)。

枯水期場地內(nèi)地下水主要接受地表水、大氣降水和側(cè)向地下含水層的補給，以逕流方式向青印溪排泄。

3 基坑設(shè)計方案

場地基坑?xùn)|側(cè)6 m處為一幢5～6層磚混結(jié)構(gòu)的民宅，淺基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約為2 m，無放坡空間，只能垂直開挖，且土體由耕植土、細砂、卵石等組成，鑒于其土體特征和施工場地條件，基坑?xùn)|側(cè)采用懸臂排樁支護是首選方案[3]。

場地北側(cè)、西側(cè)地勢開闊平坦，均為耕地，無構(gòu)筑物。開挖部分的土體為耕植土、細砂、卵石，其土體結(jié)構(gòu)松散，錨固極限摩阻力標準值低，所以采用放坡開挖并對坡面進行噴射混凝土護面施工方案。南側(cè)與基坑相臨有一村道，但基坑與村道距離為15～25 m，基坑開挖深度為5.10 m，因此南側(cè)仍適宜采用放坡開挖并對坡面進行噴射混凝土護面支護方式。

根據(jù)工程場地巖土體特征和周邊工程地質(zhì)條件，基坑?xùn)|側(cè)采用懸臂排樁支護，北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)采用放坡護面支護?；釉O(shè)計平面如下(圖2)。

4 基坑風(fēng)險評估

4.1 基坑工程等級

場地現(xiàn)有標高122.48～ 123.52 m，擬建物設(shè)計室外地坪標高124.60 m，地下室高度約3.60 m，基礎(chǔ)底(或樁頂)標高120.60 m?；娱_挖最大深度約5.10 m?；幽蟼?cè)、北側(cè)、西側(cè)工程等級為二級，基坑?xùn)|側(cè)工程等級為一級。

4.2 基坑支護結(jié)構(gòu)類型

基坑場地所處一級階地單元東側(cè)，其坑壁為耕植土和細砂層，基坑支護要進行側(cè)壁穩(wěn)定設(shè)計，基坑北、南、西側(cè)均為空地，且距離大于10 m，其開挖施工對周邊環(huán)境影響較小，采用放坡開挖滿足安全要求；東側(cè)6m有民房，采用排樁進行支護，控制變形，確保東側(cè)環(huán)境不受影響。

4.3 地下水對周邊建筑的影響

勘察期間地下水穩(wěn)定水位埋藏為117.73 m，在開挖面119.50 m以下，對基坑設(shè)計影響較小。但在設(shè)計和施工中應(yīng)做好地表水排放，或在基坑內(nèi)設(shè)置集水井、排水溝等排水設(shè)施，使干作業(yè)施工順利進行。

5 基坑支護設(shè)計

依據(jù)周邊開挖經(jīng)驗，放坡比例可采用1∶1，深度為5.10 m，坡寬為5.10 m 。開挖后噴射混凝土護面，混凝土為C20細石混凝土，面板厚為50 mm。施工配合比為水泥∶砂∶石=1∶2∶2，水泥采用32.5R型。

根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗及工藝水平，東側(cè)排樁設(shè)計為懸臂支護樁，采用人工挖孔成樁，樁直徑為1 000 mm，樁間距為3.0 m，基坑深度為5.10 m，嵌固深度為6.00 m，樁長為11.10 m。樁的縱筋級別為HRB335,鋼筋實配值24D16，樁的螺旋箍筋級別為HRB335，鋼筋實配值D12@150 mm，混凝土為C25；冠梁寬為1.20 m，冠梁高為0.40 m，梁的縱筋級別為HRB335，鋼筋實配值26D16，箍筋級別為HRB335，鋼筋實配值D12@200 mm，混凝土為C25；樁間擋土板厚為250 mm，橫向筋采用φ16@200，堅向筋采用φ8@200，混凝土為C25。民房附加應(yīng)力為80 kPa[4]。

采用理正深基坑設(shè)計軟件驗算，變形小于14 mm。滿足設(shè)計要求。

6 施工監(jiān)測設(shè)計

為實施監(jiān)測成果，在基坑懸臂支護樁頂及坑邊設(shè)置了10個地面沉降和位移監(jiān)測點。地面沉降監(jiān)測采用DS05oge精密水準儀進行觀測,位移監(jiān)測采用ZTS602R全站儀觀測?；颖O(jiān)測依據(jù)[5-7]，沉降在基坑和擋板頂部周邊布置水平位移監(jiān)測點，監(jiān)測點間距為15～20 m；主要觀測支護結(jié)構(gòu)在土方開挖及施工期間的側(cè)向變形。在支護結(jié)構(gòu)頂部周邊的地面及鄰近建筑物上布置沉降監(jiān)測點，監(jiān)測點間距為15～20 m，周邊每個建筑物沉降監(jiān)測點不少于4個，主要觀測施工對周邊建筑物沉降的影響。基坑開挖時每天觀測2次，底板澆筑時每2 d觀測1次，變形和沉降穩(wěn)定后每7 d觀測1次。遇到暴雨或位移較大時，應(yīng)適當(dāng)加密觀測次數(shù)。監(jiān)測預(yù)警指標為最大水平位移大于30 mm，或其水平位移速率已連續(xù)3 d大于1 mm/d；地面沉降值已大于15 mm。

6.1 孔樁施工

挖孔作業(yè)嚴格執(zhí)行由上到下逐層進行，先中間后兩邊，先深后淺的作業(yè)原則。砂土地層不應(yīng)全面開挖，應(yīng)采用間隔開挖方式，最小施工凈距不小于4.5 m?？讟蹲o壁長度要不小于1 000 mm，護壁厚度為150 mm，頂筒應(yīng)高出地面50～200 mm。同時孔樁施工要嚴格執(zhí)行安全規(guī)范要求[8]。

6.2 鋼筋籠制作

鋼筋籠分段制作，每段長5 000～9 000 mm，然后焊接，主筋焊接位置應(yīng)錯開500 mm及35d，每隔一根主筋方可在同一位置焊接，焊接頭可采用幫條雙面焊接或單面焊接。也可采用氣壓焊或機械連接，接頭在1 000 m范圍內(nèi)箍筋間距為@100，箍筋宜優(yōu)先采用螺旋箍筋?？v向主筋間距要均勻相等，箍筋和加勁筋與主筋應(yīng)點焊，主筋保護層厚度為200 mm，外側(cè)應(yīng)設(shè)置混凝土墊塊或定位環(huán)，以確?；炷帘Ｗo層的厚度。

6.3 混凝土的要求

混凝土必須用串筒往孔內(nèi)送，串筒往孔內(nèi)送料自由下落高度必須控制在2 m內(nèi)，澆灌時必須采用插入式振動器分層振實，分層厚度控制在1 000～1 500 mm，混凝土塌落度取80～100。當(dāng)滲水量過大，應(yīng)采取有效措施保證混凝土量。

6.4 基坑開挖

基坑開挖按分層分段進行。放坡率為1∶1，基坑四周全部清空所有堆載物。并做到開挖一層支護一層，每層開挖深度均不超過1.5 m。支護結(jié)構(gòu)達到100%后，方可開挖下層土方及下層施工。場地基坑開挖前，應(yīng)先施工場地四周設(shè)置排水溝確保地表水不流向基坑，及時對開挖層、段坡面采用噴射混凝土護面，混凝土為C20細石混凝土，面板厚50 mm。若坡面發(fā)現(xiàn)滲水，應(yīng)在滲水處設(shè)置排水管，噴射混凝土應(yīng)自下而上進行，射距在0.8～1.5 m范圍內(nèi)?；娱_挖過程中，應(yīng)采取措施防止碰撞支護結(jié)構(gòu)、擾動基底原狀土。基坑開挖完成后，應(yīng)及時采用混凝土封底，并進行地下結(jié)構(gòu)施工。

7 施工成果

(1)據(jù)場地的巖土體特征及水文地質(zhì)條件，基坑?xùn)|側(cè)懸臂排樁一共施工了9個，施工后孔深為11.1～11.3 m，施工過程嚴格按設(shè)計要求和施工組織要求進行，順利的完成東側(cè)懸臂排樁支護施工，東側(cè)與臨近的建筑物通過基坑開挖施工過程的監(jiān)測，未發(fā)生建筑物沉降、變形、位移等問題。

(2)基坑的北側(cè)、南側(cè)、西側(cè)嚴格按設(shè)計要求采用放坡護面支護施工，在施工過程中分4層逐層放坡開挖，保持坡面平整并用C20細石混凝土噴射護面，面板厚度為50 mm。施工過程中沒有發(fā)生流砂、坍塌等不良地質(zhì)問題，順利的開挖到設(shè)計標高119.50 m處，順利完成整個基坑開挖施工任務(wù)。

(3)基坑沉降監(jiān)測布置5個點，監(jiān)測結(jié)果沉降量為2.17～3.12 mm，建筑允許沉降量最小為25 mm；基坑位移監(jiān)測布置5個點，監(jiān)測結(jié)果側(cè)向位移量為1.32～1.63 mm，可認為沒有側(cè)向位移。10個監(jiān)測點累計沉降、位移值都小于監(jiān)測控制標準值，基坑施工過程中對鄰近建筑物無不良的影響，說明基坑工程所采用的支護體系是成功的。達到了預(yù)期的目的，符合現(xiàn)行國家相關(guān)規(guī)范及標準要求。

8 結(jié)語

尤溪縣西城衛(wèi)生院門診綜合樓現(xiàn)已竣工投入使用，該工程基坑施工中因地制宜、選擇懸臂排樁和放坡護面聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)形式進行動態(tài)設(shè)計，在基坑施工過程進行全方位的監(jiān)測，實現(xiàn)信息化施工，保證了基坑工程順利完成。說明該基坑工程設(shè)計與施工是安全、經(jīng)濟、高效。

1 GB50021—2001 巖土工程勘察規(guī)范.

2 工程地質(zhì)手冊編輯委員會，工程地質(zhì)手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995.

3 劉昌輝，時紅蓮.基礎(chǔ)工程學(xué).武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2005.

4 趙明華，俞曉，王貽蓀.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2009.

5 GB/T12897—2006 國家一、二等水準測量規(guī)范.

6 GB50026—2007 工程測量規(guī)范.

7 JGJ8—2007 建筑變形測量規(guī)范.

8 JGJ94—98 建筑樁基技術(shù)規(guī)范.