孫秀梅

（福建省交通科研院有限公司，福州 350004）

城市進(jìn)行地下通道施工時， 由于周邊建筑林立，地下管線密布，施工過程中往往不能中斷交通，同時工期緊張，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，給施工環(huán)境控制提出了極高要求，必須根據(jù)工程地質(zhì)條件和周邊環(huán)境采取合理的工程設(shè)計施工方案，以提高施工質(zhì)量并保證施工安全[1]。

本文分析的項(xiàng)目位于福州市區(qū)兩條主干道的交叉口，設(shè)計為單向兩車道，凈寬9.0 m，凈高5.0 m，地層中存在低強(qiáng)度淤泥質(zhì)黏土層，施工期間有保通要求，地下分布有多處地下室，各類型管線（道）交錯分布。 下文將深入分析工程地質(zhì)條件，并詳細(xì)調(diào)查基坑周邊環(huán)境， 在此基礎(chǔ)上提出基坑支護(hù)方案，通過監(jiān)測論證設(shè)計施工方案的合理性。

1 工程地質(zhì)條件分析

本項(xiàng)目通道全長380 m，其中YHK0+170～+285、YHK0+455～+550 段共計210 m 長，為明挖敞口段，采用U 形槽結(jié)構(gòu)；YHK0+285～+455 段共計170 m長，為明挖封閉段，采用暗埋矩形框架結(jié)構(gòu)。 基坑呈條帶狀，寬約4.9～18.6 m，深約2.00～12.1 m，局部地段基坑深為15.02 m。

場區(qū)地勢較低，基巖埋藏較深。 基坑開挖及圍護(hù)樁作用范圍內(nèi)地層主要為填筑土、 淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土等低強(qiáng)度土層，低強(qiáng)度土層以下分布有全風(fēng)化花崗斑巖、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗斑巖、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗斑巖，以及中風(fēng)化花崗斑巖，可以作為樁基礎(chǔ)的持力層。各土（巖）層的物理力學(xué)性質(zhì)見表1。

其中填筑土主要為既有道路的墊層，結(jié)構(gòu)呈松散-稍密，局部呈中密狀，主要為混凝土碎塊、建筑碎石及塊石，分布不均勻。 其中碎石粒徑20～100 mm；塊石塊徑不一，以200～250 mm 為主。道路經(jīng)過數(shù)十年的使用已達(dá)到基本壓實(shí)， 具有一定的承載力，工程性質(zhì)較好。

淤泥質(zhì)黏土層主要存在于YHK0+310～+460 段基坑坑底，該土層呈軟塑狀，承載力低，物理力學(xué)性質(zhì)差，對工程穩(wěn)定存在不利影響，需對坑底采取加固措施[2]。

基坑區(qū)域地表水主要為雨季降水。 地下水主要為上層滯水，穩(wěn)定水位埋深在9.7～11.3 m，水位標(biāo)高4.43～5.76 m，無承壓水分布，從表1 可看出淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土透水性差。 由于地道基坑面積比較大，建筑物使用期長，結(jié)合場地所屬區(qū)域長期水文地質(zhì)條件的變化，施工中要考慮地下水作用而產(chǎn)生的工程抗浮問題[3]。

2 基坑周邊環(huán)境分析

建設(shè)場地處于既有道路上，施工期間需保障交通暢通， 基坑設(shè)計應(yīng)考慮基坑周邊車輛荷載作用，施工期間應(yīng)采取可靠的隔離措施。 此外為配合地表道路保通車要求，基坑需根據(jù)交通導(dǎo)改要求分塊施工，施工期間應(yīng)注意合理安排施工工序，避免施工交織。

基坑左側(cè)距既有房屋建筑20～30 m， 右側(cè)距既有房屋建筑約10～20 m。 在基坑YHK0+200～+280里程段右側(cè)約8 m、YHK0+315～+350 里程段右側(cè)約10 m、YHK0+420～+450 里程段右側(cè)約6 m 分布有地下室，地下室深度約0.5～5.0 m。 基坑設(shè)計、施工中應(yīng)考慮地下室的拆遷、防護(hù)措施。

表1 場地主要土層物理力學(xué)性質(zhì)

此外，由于在基坑影響范圍內(nèi)分布較多地下管線，左右兩側(cè)均分布有供電線路、路燈線路、交通線路、監(jiān)控線路、電信線路、聯(lián)通線路、鐵通線路、移動線路、國防線路、電力通信線路、廣電線路等各種地下電纜， 電纜埋深0.5～1.5 m； 同時分布有供水管道、雨水管道、燃?xì)夤艿?、污水管道等各類管道，管道埋?.5～2.5 m（污水管道除外）。 基坑開挖對既有管線影響較大， 施工前應(yīng)對管線進(jìn)行轉(zhuǎn)遷工作。污水管溝埋置約為6.0～8.0 m， 基坑支護(hù)應(yīng)同時兼顧污水管溝的布置要求。

基坑開挖范圍內(nèi)主要為填筑土，對周邊市政道路及房屋建筑影響較大， 場地工程環(huán)境條件較復(fù)雜，按福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》（DBJ13-81-2006）綜合判定基坑工程安全等級為一級[4]。

3 基坑支護(hù)方案分析

3.1 基坑圍護(hù)方案

由于基坑施工期間不得中斷周邊道路的交通，結(jié)合本項(xiàng)目地質(zhì)條件及基坑特點(diǎn)， 深度大于4.0 m地段采用鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐的基坑圍護(hù)方案，樁徑、樁長布置均根據(jù)計算確定；基坑深度小于4.0 m段采用拉森Ⅳ型鋼板樁圍護(hù)，樁長為9.0 m。

根據(jù)圍護(hù)樁受力情況和基坑變形計算結(jié)果，結(jié)合基坑深度設(shè)置1～3 道支撐，內(nèi)支撐采用C30 鋼筋混凝土撐或Φ609（壁厚16 mm）鋼管撐，其中鋼筋混凝土橫撐設(shè)計為0.8 m（高）×0.8 m（寬），縱向間距7 m/道； 鋼管撐縱向間距3.5 m/道或4 m/道；鋼管撐縱向設(shè)置雙拼I45b 型鋼連接。 圍護(hù)樁頂部冠梁采用C30 鋼筋混凝土，尺寸為1.3×0.8 m。 基坑具體圍護(hù)方案如表2 所示。

3.2 地下水控制

YHK0+210 ～+275 段 基 坑 靠 地 下 室 側(cè)，及YHK0+275～+480 段基坑雙側(cè)， 在灌注樁間間隔布置Φ800 高壓旋噴止水樁， 高壓旋噴止水樁施工滯后于灌注樁，樁長自樁頂深入坑底以下3.0 m。 基坑圍護(hù)樁側(cè)壁局部若存在大量滲漏水時，采用Φ42 鋼花管注漿，間距(1.5×1.5)m，注1∶1 水泥漿液，注漿壓力根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定。

部分地段坑頂?shù)孛孑^低時，結(jié)合現(xiàn)場情況在基坑周邊采取混凝土擋水墻，以防止地表水流入基坑內(nèi)、沖刷坑壁，基坑內(nèi)外地表裂縫處應(yīng)予以封堵。

表2 車行通道基坑圍護(hù)方案

3.3 坑底加固方案

根據(jù)地質(zhì)詳勘資料，YHK0+170～+310 段基底主要位于全風(fēng)化花崗斑巖層，基底承載力特征值為250 kPa，滿足設(shè)計要求。

YHK0+310～+460 段基底主要位于淤泥質(zhì)黏土層，力學(xué)指標(biāo)差，承載力特征值為40 kPa，不滿足基坑穩(wěn)定性及基底承載力設(shè)計要求，采用Φ800@650 mm的雙管高壓旋噴樁加固坑底。 旋噴樁布置方式為裙邊+抽條加固，裙邊寬度3.25 m，深度4 m；抽條寬度2.6 m 間距2.6 m，深度4 m；橫向沿線路法線方向布置，以圍護(hù)樁側(cè)壁為基準(zhǔn)，橫向均勻布置，一般間距為0.65 m。 坑底加固在基坑第一道支撐施工完成并開挖至第二道支撐設(shè)計標(biāo)高處施作。 此外，將基底C20 混凝土墊層厚度增加至25 cm。

YHK0+460～+550 段基底主要位于路基填筑土層，填筑土主要成分為混凝土碎塊、建筑碎石及塊石，分布不均；填筑土層底面3.0～7.0 m 深度以下分布有淤泥質(zhì)黏土。 基坑開挖至設(shè)計標(biāo)高后，對基底承載力進(jìn)行實(shí)測，如基底承載力實(shí)測值大于150 kPa，可不進(jìn)行處理；如基底承載力為120～150 kPa，將基底C20 混凝土墊層厚度增加至25 cm 予以處理；如基底承載力小于120 kPa， 采取高壓旋噴樁或小導(dǎo)管注漿加固處理。

4 基坑變形分析

為了解施工過程中基坑及周邊建筑物的變形情況，監(jiān)測了YHK0+430～+510 段落，在5 月26 日-6 月25 日期間樁頂水平位移、樁頂沉降、樁體深層水平位移、 周邊建筑物水平位移與沉降日變形情況。 監(jiān)測結(jié)果如圖1～4 所示。 監(jiān)測段落樁頂位移在YHK0+430 左側(cè)樁頂產(chǎn)生的水平位移最大，最終向坑內(nèi)移動18.53 mm，YHK0+510 右側(cè)樁頂產(chǎn)生的水平位移最小，向坑內(nèi)移動3.87 mm（圖1）。

圖1 樁頂水平位移時變曲線

監(jiān)測時段內(nèi)，樁頂沉降雖有小幅增加，但是沉降已逐步趨于穩(wěn)定，YHK0+470 左側(cè)樁頂沉降最大，為11.91 mm，YHK0+510 左側(cè)的樁頂沉降最下，為3.07 mm（圖2）。

從5 月26 日-6 月25 日，YHK0+450 左側(cè)樁體深層水平位移已趨于穩(wěn)定， 樁頂位移量最大，朝坑內(nèi)產(chǎn)生25.96 mm 的水平向位移。 在6 m 深度處往下，樁體水平變形情況可以忽略（圖3）。

圖2 樁頂沉降時變曲線

圖3 YHK0+450 左側(cè)樁體深層水平位移

監(jiān)測區(qū)段內(nèi)，周邊建筑物的水平位移也趨向穩(wěn)定，其中YHK0+439 左側(cè)周邊建筑物水平位移量最大， 向坑內(nèi)移動4.2 mm；YHK0+450 右側(cè)周邊建筑物向坑外移動2 mm（圖4）。

圖4 周邊建筑物水平位移時變曲線

監(jiān)測時段內(nèi)， 周邊建筑物沉降有小幅度增加（圖5）， 沉降量最大的位置YHK0+486 左側(cè)從1.97 mm 發(fā)展到2.62 mm，增加0.65 mm；YHK0+439左側(cè)從1.41 mm 發(fā)展到1.93 mm，增加0.52 mm。 但沉降值均處于警戒范圍內(nèi)。

圖5 周邊建筑物沉降時變曲線

5 結(jié)語

本項(xiàng)目工程地質(zhì)條件和周邊環(huán)境復(fù)雜， 且施工過程中不能中斷交通， 采用鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐的基坑圍護(hù)方案， 通過高壓旋噴止水樁控制地下水，并加固坑底。 基坑變形監(jiān)測結(jié)果表明，樁頂水平位移、樁頂沉降、樁體深層水平位移、周邊建筑物水平位移與沉降變形量均處于警戒值范圍內(nèi)，且變形量逐步趨向穩(wěn)定，表明基坑支護(hù)和止水方案是合理的。