临海工程深基坑支护与降水

袁 飞,李 岩,施立鑫

(大连渤海检测有限公司,大连 116021)

1 工程周边环境概况

某酒店工程北临海峡,东侧为一在建工程.酒店工程地下室底板标高-8.45m.开挖深度为7.45m.

工程场地北临码头,与驳岸线最短距离为23.6m.海水水位距码头约3m,涨潮时距码头约1.0m,涨潮海水压力对北侧基坑开挖有不利影响.从驳岸线向南7～10m宽度范围内地面有混凝土板,底部分布厚约4.6m玄武岩块石,会给成桩施工造成很大困难.工程南侧离高速公路5m,沿红线有污水管,需要保护.

2 场地地质条件

(1)地层

根据勘察资料,基坑边坡地层剖面自上而下为:①杂填土;②淤泥质粉质黏土;③黏土;④粉砂;⑤粉质黏土(表1).

表1 场地岩土埋深一览表

(2)水文地质条件

场地地下水主要赋存于杂填土①、粉砂④和粗砂④-2层中,受降水及侧向迳流补给.近海岸处水位受潮夕影响,水位变化幅度约1.0m.勘察期间为丰水季节,各钻孔均遇地下潜水,各钻孔稳定水位埋深为0.60～2.10m.

3 基坑支护设计

3.1 支护结构选型

基坑周长约400m,开挖范围内主要为杂填土及淤泥质粉质黏土.依据场地的情况,选型围护结构.

北侧距海岸较近地段,需要保护驳岸.离驳岸有18m以上距离,因驳岸沿线范围内地基下抛有约4.6m厚玄武岩块石,成桩有困难.选用双排D700@500高压旋喷桩支护结构.旋喷桩前打入一排D700@900冲孔桩,承受水、土压力作用.深坑部位冲孔桩直径增大到D800@1000,局部加深坑设第2道钢支撑.

支撑系统由一个直径为90m的环梁与角撑组成,支承于钢格构立柱上.钢立柱插于专门打设的D800立柱桩内,并尽可能利用就近的工程桩.

3.2 支护设计

(1)高压旋喷桩设计

①高压旋喷桩设计桩长15m,桩径Φ700mm,中心距@500mm,互相咬合200mm, 内外两排桩交叉布置;

②注浆材料为42.5R普硅水泥,水灰比为1∶1;

③注浆压力为20Mpa,流量80-120L/min;

④桩身强度要求大于1.0Mpa.

(2)水泥搅拌桩设计

①采用双排单头搅拌桩,桩径500mm,间距300mm,互相咬合200mm,42.5R普硅水泥,水灰比为0.55∶1,水泥用量为加固体重量的13%,加固土体重度按18kN/m³计算;

②桩身平面定位偏差小于50mm,垂直偏差小于1/100;

③试块强度要求0.6Mpa.

4 基坑降水设计

场地含水层为淤泥质粉细砂,颗粒细,淤泥层含水量较小.北侧距海岸近,海水与浅层有水力联系,坑内必须采用轻型井点降水与集水坑相结合的方式降排水,地面设排水沟.经多方案比较,选择轻型井点降水比较理想.

(1)井排设计:沿基坑内布设轻型井点降水孔,孔深7m,间距1.2～1.5m.沿围护四周设一排井点,坑内设十套轻型井点.

(2)井管设计:井管内径φ48mm,L=7m,滤头长1m,外包滤网;与离心泵连接的进、出水管(PVC)为φ50mm,出水管与沿坑边布置的φ150排水管连接,出水管及水泵标高低于地面1.0m,以提高真空效果.

(3)降水井施工:成井直径不小于φ300mm,边冲孔边沉管,下入φ48mm的镀锌管或PVC管,下端1m花管(孔径5mm)包扎两层25目的尼隆网;从孔口填入中、粗砂,形成过滤层,填砂应均匀,防止堵孔.

(4)降水运行:一般情况下,一台离心泵与50个竖井连接,总排水管低于地面1.0m.

(5)检查井况及设备维护:每天要填写检查日志,必要时进行水位、流量观测.

(6)坑顶设砖砌排水明沟(M10砂浆抹平)对地表水和坑内抽出的水进行外排,排水沟底坡度应≥0.5%,使沟内水流顺畅.

(7)基坑开挖阶段在坑内保留周边降水轻型井点,确保在基本疏干状态下开挖施工.

5 周边环境监测及应急措施

基坑开挖前应做出开挖监控方案.围护桩位移报警值为30mm,超过变形限值应立即启动应急治理措施.沿坑周及南侧道路管线布置沉降及水平监测点.驳岸水平位移及沉降报警值为20mm.当变形速率较大时,应加密观测次数,有险情出现时应连续监测.

由于本工程为软土基坑,北侧临海极近,为了确保基坑的安全稳定,采取如下应急措施.

(1)基坑坑顶变形值超过报警值时采用如下措施处理:①在有条件卸载地段挖土卸荷;②驳岸前立即回填,设第二道支撑;③当发现坑底土有流砂、管涌隆起现象时,立即回填土压脚或用砂袋反压坡脚,用二级井点疏干土体.

(2)当坑壁出现渗漏水时,立即用膨胀水泥、水玻璃等防水材料封堵,或采用XPM抗渗堵漏剂封死.

(3)对沉降及变形过大的坑壁可增设一排锚杆支护.

(4)储备砂袋、水泵、挖土设备现场随时调用;

(5)台风季节施工时,现场配备2～3台大口径水泵,做好坑周地面排水,防止积水.

通过基坑变形监测及周边环境调查,及时采取措施确保施工基坑始终处于稳定状态.

6 结语

深基坑开挖与支护,属于地下结构施工力学范畴.具体设计时,应该掌握拟建场地土质特征,了解环境荷载因素、地下管线的特性,做好基坑支护工作.

[1] 赵同新.深基坑支护工程的设计与实践[M],北京,地震出版社,2010.

[2] 沈保汉.桩基与深基坑支护技术进展[M],北京,水利水电出版社,2006.

[3] 陈钟颐,周景星,王洪瑾.土力学[M],北京,清华大学出版社,1994.