复杂环境的深基坑支护施工实践

2023-09-20邹洪峰王建英段龙飞

西部探矿工程 2023年8期

邹洪峰，王建英，段龙飞

（1.安徽水安建设集团，安徽合肥230001；2.安徽地勘局321地质队，安徽铜陵244000；3.安徽科润生态环境工程有限公司，安徽合肥230001）

1 深基坑支护的基本形式

近年来城市建设突飞猛进，使得城市空间“寸土寸金”，加速了高层建筑的兴建和地下空间的利用，因而也刺激了深基坑支护工程的大力发展。目前各地在深基坑支护技术方面积累了较丰富的经验，但也存在不少缺陷甚至教训。深基坑支护的常用体系主要有：水泥挡土墙式（包括深层搅拌桩、高压旋喷、粉喷桩等）、排桩和板墙式（包括灌注桩、钢板桩、钢管桩、地下连续墙、组合内支撑等）、边坡稳定式（包括土钉墙、复合土钉墙、锚杆、预应力锚杆、灌注桩和水泥土桩结合等）、逆作拱墙式等等。基坑支护最主要的是保证经济、安全、速度，特别是在复杂环境的深基坑项目。深基坑支护是一个系统工程，涉及到从设计到施工的方方面面，尤其注重实践经验，要根据项目的具体情况，分析地质因素、周边环境、支护体系、开挖顺序等，制定科学的施工方案，施工中发现问题及时正确处理，达到目的。

2 深基坑支护工程概况

拟建场地占地面积约5500m2，医技综合楼8 层，高34.70m，框剪结构，地下室-2 层，基坑开挖深度10.45～10.85m；场地整平高程25.25～25.35m。北侧为市政干道，约8m，西侧约15m为第三小学，南侧办公楼距基坑仅5m多，距东边办公楼也只有15m左右。本项目的特点是基坑较深，场地空间极小，距已建建筑物很近，深基坑施工必须保证周围建筑物的安全，这是一个复杂环境下的深基坑支护。

3 深基坑支护方案

3.1 地质条件

根据区域工程地质资料，勘察场地主要分布为Q3粘土，第四纪覆盖层厚度大于21.00m（未揭穿第④层粘土）。根据钻探揭露、原位测试、土工试验成果综合分析研究，将勘察场区勘探深度内地基土划分为四个工程地质层，①层：杂填土层（Qml），层厚1.30～4.30m。②层：粉质粘土层(Q4al+pl)，埋深1.30～4.30m 、层厚0.50～1.70m。③层：粘土层(Q3al+pl+el)，埋深2.00～5.30m、层厚1.60～5.00m。④层：粘土层(Q3al+pl+el)，埋深4.70～8.40m。

3.2 围护结构

经过现场勘查、设计计算和方案比较，最终决定深基坑支护方案为，总体采用灌注桩+装配式钢支撑支护，东侧采用灌注桩+混凝土支撑支护，北侧局部采用双排桩+斜撑支护；降排水:集水明排；具体基坑围护典型剖面图、平面图如图1～图3所示。

图1 上层支撑平面图（单位：mm）

图2 下层支撑平面图（单位：mm）

图3 基坑支护平面图（单位：mm）

4 施工难点和问题

4.1 基坑围护施工布置

如图4 所示，钻孔灌注桩由大门口西往西侧施工。待钻孔灌注桩完成后破桩头进行冠梁施工。预应力管桩由北侧往南侧进行施工。压密注浆在灌注桩外侧施工。

图4 基坑围护示意图

4.2 桩基施工

围护钻孔灌注桩采用桩径1000 灌注桩、混凝土设计强度C30水下，采用SR240型旋挖机进行钻孔灌注桩施工。测量放线后，旋挖机就位，开钻时，先用低挡慢速钻进，钻至护筒以下1m 后，再调为正常速度。钻进中要注意土（岩）层变化，并与地勘核对比较以便对不同地层调整钻速、钻进压力。钻进到设计深度后，清孔并检测孔深、孔径、倾斜度等。然后下钢筋笼，安装导管，浇筑混凝土，成桩。施工下一根桩。

4.3 压密注浆施工

压密注浆区域主要位于基坑外侧，注浆孔间距@1000mm×1000mm。主要目的是封堵上层滞水，加固地层。主要施工流程如图5所示。

图5 压密注浆施工流程图

压密注浆浆液配方为水泥∶粉煤灰∶木质素磺酸钙=1∶0.3∶0.02，水灰比1.0；注浆压力取0.4～0.6MPa，梅花型布置，每孔每延米的注浆量，取水泥用量100kg，粉煤灰用量30kg。如图6所示。

图6 压密注浆平面布置图（单位：mm）

4.4 格构柱及钢支撑结构图

格构柱及钢支撑如图7所示。

4.5 施工难点及出现的问题

（1）基坑开挖至第一层时，钢支撑因出土通道影响未实现闭合，基坑变形一度达到预警值。针对这一情况，采取了处理措施，对钢围檩和腰梁预埋件进行了焊接加固，以抵消一部分水平剪力，让变形不加大；对钢支撑自由端增加位移监测点进行监测；加快出土速度，尽快实现钢支撑闭合，否则在进行换撑阶段，不闭合钢支撑也是无法拆除的。

（2）复杂地层致使出现地表沉降加剧。地勘报告表明本项目地层含水不是很多，但施工西南区围护桩时出现较大涌水，基坑开挖后该区域涌水加大，致使地表沉降超过3cm。经过分析，西南区地质情况比较复杂，粉质性粘土层和砂层，层面含水为渗水状，西南边建筑是食堂，基坑顶土层为4m 的回填层，食堂基础又与基坑边较近，该区域地下管井多，上部雨水污水管道埋深在1m 多位置，当时又处雨季，基坑底排水也通过上部管道输送，这些多方面因素影响，导致基坑顶上部水又循环到基坑下部。采取措施为：坑下水及时抽走，坑南边地表水也抽走；封死漏水的污水管道。