钻孔灌注桩与高压旋喷桩组合结构在深基坑支护中的应用

2020-01-11戴志锋

河南建材 2020年3期

关键词：卵石锚索灌注桩

戴志锋

厦门海投工程建设有限公司（361000）

0 前言

深基坑支护结构施工是高层建筑地下室施工的重点，钻孔灌注桩和高压旋喷桩组合支护技术是目前比较适用的技术，此项技术因其安全性高和经济适用的特点，在工程中得到广泛应用。文章结合工程实例，对此项技术进行分析与探讨。

1 工程概况

本工程位于厦门市海沧区角嵩路以北、石囷路东侧。建筑整体采用管桩设计，分为两层，一层为地下室。

本工程施工位置在黄海标高8.1m，施工现场的地势凸凹不平。施工场地东侧邻近海新西路，已经完成公路建设，距离禁用区域为6.5m距离；南侧是规划用地；西侧是已经建设完成和正在建设的囷瑶小学教学楼，小学的黄海标高为7.5m，距离禁用地10.5m；北侧是自贸城住宅区域。工程一层地下室黄海高程为0.9m，二层地下室黄海标高为-3.15m，与禁用地距离为12m。

2 工程地质、水文地质

工程的地质类型为滨海滩涂地貌，地势比较低洼，经过人工回填形成形状地面。工程勘察结果显示，本工程场地的岩石性质和地层结构为：

1）杂填土：颜色呈灰黑色、灰色、土黄色，局部地段是老房底部地基，含有水泥板结构、混凝土块、砖块和碎石等物质，其中水泥板厚15cm、碎石粒径为0.3～1.5cm，工程地块下方主要成分是砂石、黏粉颗粒，土质形成期大约为9年左右，呈现松散和潮湿的状态。

2）粉质黏土：颜色呈现浅黄色或灰黄色，某些地段含有碎砾石，大小为2～4cm，土质比较均衡，略有光泽，干度中等，呈现潮湿并可塑的状态，某些地段呈现为黏土性质。含砾粉质黏土：颜色呈现为灰黑、灰绿色和灰黄色，主要成分是黏土，并含有粗砂、砾石等成分，还含有少量风华粉砂岩和砂岩，颗粒大小为0.4～3cm，没有摇振反应，光泽亮丽，干强度呈中等，状态湿润可塑。

3）粉砂：颜色呈现为灰白色和灰色，大部分的颗粒在0.085mm大小，并含有黏土填充其中，呈现湿润松散的状态。

4）卵石：颜色呈现为青灰色和灰白色，是由周围的河流冲击形成。大小为2～7cm，呈现为圆形状，成分主要是细沙和砂岩，风化程度为中等；含泥量为2%～5%，含沙量为31%～42%，含沙量最高的在卵石顶部，呈现湿润饱和的状态。泥质卵石：是在二级阶地质形成，颜色呈现为青灰色和灰白色，由于周边河流冲击形成，沙和泥的胶结形成；颗粒大小为3～7 cm，某些特别颗粒超过9cm，呈现为圆形，主要成分是细砂岩和砂岩，风化程度呈现为中等；含沙量为9%～21%，含泥量为22%～29%；呈现湿润饱和状态。

土质中的含水类型主要有存在于砂石中、泥质卵石和卵石缝隙中的潜水和承压水，粉砂中的含水量为中等，卵石和泥卵石层的透水性强，所以含水量较大，其主要来源是大气水和雨水。勘察发现地下水的总体流向是自西向东；地下水位的变化幅度为2m，在近5年内没有变化。该地段近35年的洪水水位在135m。

3 基坑支护结构设计与优化

3.1 支护方案的确定

此工程属于老旧城区改造工程，场地内的管道线路没有明确的图纸可以参考，施工场地分配混乱，文章就主楼施工地段进行分析，此地段的基坑距离建筑物近，而且此地段的南部距离挡墙也非常近，东侧与老旧建筑物相邻。为了避免基坑开挖对周围的建筑物产生影响，根据实际的地形和周边环境，设计出针对不同地段的支护方案：基坑的南侧采用土钉墙支护方案，其他部分采用钻孔灌注桩和高压旋喷桩组合结构支护方案。

3.2 钻孔灌注桩支护

钻孔灌注桩的施工技术成熟、施工难度不高，适合于该项目的深基坑施工支护工程[1]。工程东西方向的基坑深度为6m，使用φ900钻孔灌注桩，可以嵌入基坑底部7m深的位置；南北基坑深度为8 m，可采用 φ800钻孔灌注桩，L=14000@1400，可以嵌入9m深的位置，桩端可以深入到卵石层，根据桩端的位置、受力和长度不同，设置不同的钢筋支持，以满足不同的承载力需求。

3.3 高压旋喷桩止水帷幕

由于基坑挖掘的范围内存在卵石和泥质卵石层，含有丰富的水分，其水分主要来自于大气水分和地表水的渗透，经测算，该地区的稳定水位在5～8m。水泥搅拌桩在该地段无法使用，而优选方案是钻孔灌注桩和高压旋喷桩的结合，桩粗700mm，连接300mm，L=9400@1400，通过支护的搭建，可以有效地组织基坑底部和侧面的水分渗透和流沙，从而为基坑中的施工提供了便利条件。

3.4 锚索施

为了保证工程的安全性，减少水平位移，本工程采用预应力锚索，东西索长度为14m，南面地面标高3m处设置锚索，长度为12.3m，水平夹角为36°。

3.5 冠梁、腰梁施工

深基坑的周围设置9000mm×700mm的冠梁，在基坑南面冠梁下3m处设置 400mm×500 mm的腰梁，冠梁和腰梁均采用混凝土浇筑，并与锚索形成固定整体结构。

3.6 土钉墙

经过勘察结果和施工的经济性考虑，由于基坑背面紧邻市政道路，土质较好，在保证安全的前提下，采用土钉墙的施工方案。

4 基坑支护工程的施工

本项目的深基坑支护工程技术方案包括：高压旋喷桩、钻孔灌注桩、冠梁、锚索、土钉墙，由于受到场地和其他因素影响，需要对各项施工技术进行优先排序，以保证深基坑支护方案顺利实施。

5 基坑降排水

坡顶采用混凝土结构并利用水沟节流，有效阻挡渗透和大气水分流入基坑；深基坑内部需要设置集水井和排水系统，排水沟设置离开边坡的角度不得小于0.4m；基坑四角都需要设置集水井。

6 现场施工监测的控制

基坑的建设关系到本建筑的安全质量，同时也会对周围的建筑、道路和城市管网造成影响，因此在施工前需要对周围的建筑、道路和地下管网进行勘察，并根据勘察结果对深基坑施工制定监测方案，监测方案包括监测点布置、监测报警值、监测项目、监测精度要求和工序管理等。本工程开挖期间在深基坑周边设置了14个监测点，对深基坑周围的建筑沉降值进行检测，通过埋设斜侧管检测维护桩的应力；设置2个地下水位检测点，检测周围水位的变化。各种检测结果表明，深基坑的建设没有对周围建筑产生影响，工程可以安全施工。