深基坑支护施工中异常问题的实例分析与处理

2011-10-30郁文彬

中国房地产业 2011年3期

关键词：支护桩喷浆变电所

郁文彬

（浙江，杭州，310053）

深基坑支护施工中异常问题的实例分析与处理

郁文彬

（浙江，杭州，310053）

本文结合某高层建筑深基坑工程实例，分析了深基坑开挖过程中出现的异常变形问题的原因，并阐述了处理方法，实施结果证明了此项处理措施的可行性；仅供参考。

深基坑；支护施工；变形原因；分析与处理

近年来，在我省的某些地区混凝土排桩加预应力钢支撑支护是较为常见的支护形式，与复合土钉墙支护、PCMW 桩及钢板桩支护相比，具有施工技术成熟、安全性高的特点，但在地质条件极差的某些地段，若设计对支护变形预计不足或施工不当，容易出现边坡严重滑移沉降，导致支护桩异常变形，从而影响工程结构的施工。

一、工程及地质概况

1、某高层工程人防地下室位于杭州市滨江区北部，该工程为33 层高层住宅楼，下设1层人防地下室及变电所（2层），总建筑面积约36 000 m2,剪力墙结构，Ф700 mm 钢筋混凝土钻孔灌注桩基。其变电所的平面呈长方形并与人防地下室南侧相连，平面尺寸为7.8 m×52.0 m 。±0.00 m 相当于绝对标高8.7 m，现场自然地面相对标高为-1.1 m，人防地下室底板垫层底相对标高为-5.3 m，实际开挖深度为4.2 m；变电所板底垫层底相对标高为-9.25 m，实际开挖深度为8.15 m。

2、该基坑距南侧8＃住宅楼(11 层)43.7 m，距西侧2＃住宅楼（33层）18.0 m，楼栋间均已修筑临时混凝土道路，基坑出土通过东侧临时道路运出场外。根据该工程岩土勘察报告，在基坑及其影响范围内土层自上而下的分布及基坑支护设计参数建议值见表1 所示。

表1 基坑土层及主要力学性能指标

二、深基坑支护设计与施工

1、基坑支护设计

该工程人防地下室基坑采用1：1.5 直接放坡的支护形式，坡面插毛竹，挂网喷浆，坡脚设置两排L＝4.0 m、Ф700＠1000 双轴深搅桩。变电所基坑上部4.2 m 深度支护同人防地下室，下部内侧采用L＝12.0 m、Ф 600＠900 钻孔灌注桩，外侧采用L＝10.0 m、Ф700＠900 单排双轴深搅桩作止水围幕，800 mm×600 mm 钢筋混凝土冠梁，内设Ф610×10＠10000 钢支撑，基坑支护剖面示意图如图1 所示。工程支护方案的设计计算采用《北京理正深基坑支护结构设计软件F-SPW》(5.3 版)，按照《南京地区建筑地基基础设计规范》（DGJ32/J12-2005）中的要求和标准进行计算。安全等级二级，土压力计算采用土压力极限平衡理论的朗肯土压力理论。

2、基坑支护及土方开挖施工

混凝土钻孔支护桩及深层水泥搅拌桩按设计要求施工完成后，采用机械开挖人防地下室及变电所-5.3 m（相对标高）以上土方，同时进行插毛竹，挂网喷浆等工作。在冠梁混凝土强度达到设计要求的75%设计值后，采用反铲挖土机开挖变电所深坑下部土方，另一台挖土机配合装车外运。由于土方工程量不大，仅用不到2天的时间即完成，土方从基坑东侧的临时道路通过25 t 的自卸汽车运至指定弃土场。

图1 基坑剖面图

三、基坑开挖中出现的异常变形

深基坑变电所区域-5.3 m 以上土方开挖完成后，在进行边坡下半部插毛竹、挂网喷浆过程中，深基坑南侧开始出现边坡滑移，坡顶道路开裂并逐渐发展，现场人员发现后，随即采取在坡脚及距坡脚1.0 m 及2.0 m 处增插L＝4.0 m,Ф200@500 3 排木桩进行加固处理，同时快速完成了边坡下半部的插毛竹挂网喷浆，使得边坡滑移得到一定程度控制。

在混凝土钻孔支护桩桩头破除、冠梁施工及混凝土养护的约50d 时间内，基坑依然缓慢变形，至深坑下部土方开挖前，基坑南部裂缝范围扩展距8＃楼不足10 m，地表多道裂缝最宽达60 mm，地表不同程度沉降最大近300 mm；变电所深基坑南侧冠梁向坑内凸起，中部支护桩影响结构尺寸最大超过100 mm。为控制基坑开挖后支护桩变形扩大，设计与施工人员综合分析后，将钢支撑间距由原先的10.0 m 改为6.4 m，即由原设计4 根支撑改为7 根支撑，同时对基坑南部裂缝灌缝填补，对地表沉降部位进行了修整处理。

由于现场条件所限，施工时采用了先挖后撑的方法，即约4.0 m 深土方一次开挖到位，钢支撑紧随其后安装。土方开挖完成后测得基坑南侧支护桩最大位移330 mm，影响结构尺寸最大180 mm，观察基坑北侧支护桩根部均有不同程度细微断裂缝。

四、原因分析

工程支护计算采用理正深基坑支护结构设计软件，其平面计算模型与实际空间结构存在差异，特别是在基坑土体出现较大变形的情形下，土体的强度参数随土体含水率的变化而发生改变。支护设计地面堆载取值为20 kPa，实际施工时，基坑南侧临时道路车辆通行，加之堆放施工用料，实际地面附加荷载远远超过设计值。

该支护工程设计上部采用1：1.5 放坡，坡面插毛竹挂网喷浆，实际施工时，为保护已修筑的临时混凝土道路，现场放坡仅为1：1.2；土方开挖后部分坡面没有及时进行插毛竹挂网喷浆，导致基坑南侧土体出现首次较大变形。

混凝土冠梁施工期间，随着土体的扰动变形，基坑南侧地面开裂，雨水沿裂缝渗透土体中，土体的强度指标下降，同时基坑南部8＃楼正逐层向上加载，导致支护桩中的主动土压力增加；此外，土方开挖过程中没有遵循“先撑后挖”的原则；综合挤土效应致使深基坑支护桩出现异常变形。

本工程从上部土方开挖至深基坑底板开始施工，时间长达3 个月之久，时空效应也是造成支护结构异常变形的原因之一。

五、处理方法

基坑南侧支护桩影响结构尺寸最大180 mm，需对影响结构的部分支护桩进行凿除；为保证基坑安全，在变形较大的区段⑹轴至(51)轴-7.75 m(相对标高)处增设6 道Ф610×10＠6000 钢支撑，支撑两端采用H400×400×13×21 作围檩；围檩与支护桩间用细石混凝土填灌，其间隙大小根据基坑侧壁外墙立筋间距调整（考虑基坑壁外侧钢筋安装），加固钢支撑见图2 所示。