佟 丹 蔡 瀅

(1.中航勘察設(shè)計研究院有限公司,北京 100000； 2.北京市建平工程勘察有限責任公司，北京 100000)

0 引言

隨著城市化工程項目改擴建工程的逐漸深入，很多新建建筑都在原有建筑或回填基礎(chǔ)上進行施工，而針對不同回填土的性狀，其承載力判別和處理方式也存在較大差異，而在規(guī)范中針對雜填土給出的范圍值依據(jù)很少，甚至某些人工填土和新近沉積土存在錯判的先例，導致工程出現(xiàn)較大問題。

本文介紹在北京地區(qū)某工程項目中對雜填土的性狀分析和基坑支護方式，針對不同性狀的雜填土處理前后以及可能產(chǎn)生的相應隱患進行分析，并對相應的取值給予建議。

1 工程概況及地質(zhì)條件

擬建場地位于北京市大興區(qū)亦莊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。東臨博興十路，南距興海一街，西臨博興西路(規(guī)劃)，北臨興海路。

北京市某已建項目，勘察報告顯示場地內(nèi)主要是以建筑垃圾為主的雜填土，回填時間小于兩年，其厚度變化大(0.9 m～18.0 m)，雜填土層最厚達18 m?；娱_挖深度最深為11 m左右，開挖范圍內(nèi)未見地下水。

從前期開挖的探坑也可看到在雜填土區(qū)存在大量的建筑垃圾，填埋年限較短，回填方式為散亂堆填，包括樁頭、磚塊、混凝土板、水泥凝結(jié)硬塊等，土質(zhì)成分復雜，建渣中還普遍存在生活垃圾、棄置物燒失量較大，有產(chǎn)生沉降變化的趨勢，短期內(nèi)由于雜填土的孔隙率大、均勻性差，存在較大的濕陷性。土體存在的孔隙，大量的污水匯集在雜填土底部，對原狀土形成了侵蝕作用，還形成了一層約0.5 m～1 m厚的受污染土層，使原狀土力學性質(zhì)產(chǎn)生了較大變化。

2 填土的測試指標的分析與應用

填土地層因其復雜的成分性狀，c,φ值的取值難度較大，對于基坑支護，可以做現(xiàn)場的剪切試驗，也可針對標準貫入度和重型動力觸探的相應數(shù)值以及描述中的雜填土成分和現(xiàn)場實際情況相結(jié)合得出相關(guān)判別，雜填土支護參數(shù)判斷和應用，通過勘察報告取得的填土地層參數(shù)，詳見表1。

根據(jù)勘察提供的相關(guān)數(shù)據(jù)，基本可以判定，以建筑垃圾為主的雜填土其承載力變異系數(shù)較大，幾乎不存在內(nèi)聚力；素填土為主的地層其內(nèi)聚力在實際應用中還存在一定的取值，一般不超過5；受污染的土層當中其所有的物理力學性質(zhì)都要在原狀土的基礎(chǔ)上進行折減，建議取值為原數(shù)的1/2，這類土層因其厚度較薄，容易在邊坡設(shè)計和地基處理作業(yè)中被忽視。

表1 本項目工程填土地層力學性質(zhì)統(tǒng)計

3 方案選擇與設(shè)計參數(shù)

基坑實際最深開挖深度為11.65 m，屬深基坑。周邊及場地內(nèi)環(huán)境較復雜，部分基坑上口為地源熱泵區(qū)，同時場地內(nèi)雜填土分布廣泛，厚度變化大，沉積時間短，由于雜填土孔隙比大、具有濕陷性等特點，因此基坑邊坡的安全和穩(wěn)定存在較大隱患。另外，雜填土中存在大量建筑垃圾(磚、混凝土塊等)，可能會導致護坡樁、錨桿和土釘成孔困難，而錨桿和土釘在雜填土中的粘結(jié)強度也可能會受其影響。

雜填土較深的部位，采用護坡樁+錨桿對基坑進行支護，在雜填土較厚的部位，考慮到錨桿的粘結(jié)強度在雜填土中可能達不到設(shè)計要求，因此在樁錨支護的基礎(chǔ)上加入錨拉樁確?；拥陌踩€(wěn)定(護坡樁+錨樁+錨桿)：基坑深度11.65 m，支護范圍內(nèi)以建筑垃圾為主，采用錨拉樁支護，排距6.0 m，排樁之間采用4根鋼筋連接，鋼筋連接采用雙向螺紋，并用花籃螺栓進行對接鎖定，前排樁徑為800 mm，樁間距為1.60 m，樁長15.0 m，后排樁徑600 mm，間距3.2 m,樁長9.0 m，樁身混凝土強度C25。護坡樁冠梁尺寸高×寬=600 mm×900 mm,冠梁混凝土強度C25，設(shè)置一道預應力錨索，兩樁一錨，支護形式詳見圖1。

根據(jù)總應力法：

其中，K為整體穩(wěn)定安全系數(shù);MK為抗滑力矩，kN·m;Mq為滑動力矩,kN·m。

Tnj=π·dnj∑qsiklni。

其中，cik,φik分別為最危險滑動面上第i土條滑動面上土的固結(jié)不排水(快)剪粘聚力(kPa)、內(nèi)摩擦角標準值，在雜填土中，雜填土因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性，取值一般不應大于5，而素填土中，充分注漿的情況下可以適當提高，一般取值在5～10之間，內(nèi)摩擦角可正常取值，一般為15°。

4 填土基坑工程的關(guān)鍵要點

4.1 重難點問題分析

存在多處低跨車庫外墻與高跨主樓距離過近的情況，個別主樓外墻與車庫外墻甚至重合，高跨部分和低跨部分同步進行，高跨車庫底板下不能為中空或放坡，只能采用直立邊坡的形式進行支護，且由于高跨區(qū)域連續(xù)施工，直立邊坡與低跨外墻間肥槽未回填前，支護體系承受的荷載會逐漸增加。

采用措施：在低跨車庫外墻與高跨主樓距離較近的高低跨部位，當高低差較小時，采用懸臂樁+錨拉樁進行支護，當高低差較大時，采用樁錨+錨拉樁進行支護。另外，本支護段設(shè)計時考慮，上口堆載不得超過120 kPa，因此要求盡早對肥槽進行回填，以確保此部位的支護安全，支護形式詳見圖2。

4.2 項目基坑支護成果分析

護坡樁采用長螺旋鉆機作業(yè)，在施工過程中易出現(xiàn)塌孔、雜物刮鋼筋籠等現(xiàn)象，對成樁質(zhì)量存在一定的影響，對于樁身完整性的檢測和開挖后顯露部分判別，其樁身性狀呈不規(guī)則形，但幾乎沒有漏筋現(xiàn)象存在，樁身強度經(jīng)回彈測試，也符合C30混凝土強度要求。

在位移上，從圖3中可以看出，前排樁的豎向位移數(shù)值不明顯，水平位移變化幅度相對較高，其水平位移出現(xiàn)的主要原因還是與錨桿的拉拔力存在較大關(guān)聯(lián)。

在錨桿施工過程中，成孔采用了土層錨桿鉆機和雙套管錨桿鉆機兩種形式，護坡樁錨桿主要采用后者，成孔中遇到的障礙物較多，錨桿注漿次數(shù)和注漿飽滿度差異也非常大，個別孔位注漿比例要達到理論系數(shù)的6倍～8倍，采用了孔口封堵、預留注漿管多次補漿以及加大水泥漿稠度的方式。

由圖4可以看出在拉力值上，因為雜填地層較為復雜，錨桿的拉力值相差也比較大，在反復注漿的區(qū)域，錨桿的拉力強度較低，且張拉過程中位移變化量和瞬間變化幅度都比較大，證明在錨固端鋼絞線的粘結(jié)力不足，錨固體對鋼絞線的包裹不完全，導致隨著預應力的增加，錨桿錨固應力的損失也相對加大。

5 結(jié)語

1)雜填土的穩(wěn)定性非常差，在經(jīng)過開挖、行駛等較大規(guī)模擾動的情況下，產(chǎn)生的變化幅度非常明顯，應盡量避免基坑在雨季開挖，無法避免的情況下，要加強對基坑冬雨季使用中觀測，在現(xiàn)場配備應急措施，隨時進行反壓、卸荷等處理措施；2)存在高低跨施工的區(qū)域，高跨主樓后距離邊坡較近、在危險滑裂面以內(nèi)的情況下，無論肥槽回填采取硬性或柔性回填材料，都會在基坑支護逐漸失效的過程中，對低跨外墻逐漸產(chǎn)生相應的附加應力，應對低跨結(jié)構(gòu)外墻、節(jié)點等部位進行適當?shù)难a強措施，避免荷載對墻體造成破壞；3)雜填土的土體性狀復雜多變，錨桿的錨固力取值不應過大，其可能產(chǎn)生的變形過程也比較長，護坡樁與錨樁之間盡量不要采用混凝土梁等剛性連接，避免發(fā)生開裂等無法修復的破損。