摘要：介紹施工中所采用的輕型井點降水方案。

　　關鍵詞：深基坑;邊坡錨桿;護坡樁;止水帷幕;預應力錨桿;輕型井點

　　Abstract: This paper introduced the well point dewatering program used in the construction.

　　Keywords: deep pit; slope anchor; slope pile; waterproof curtain; prestressed anchor; light well point

　　中圖分類號：TU74文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104(2012)06-0020-02

　　隨著我國城市建設的不斷發展，對深基坑工程的設計與施工提出了更嚴格的要求，不僅要確保邊坡的穩定，還要滿足變形控制的要求，以確保基坑周圍已有的建筑物、地下管網及道路的安全。

　　建筑物基坑開挖時，傳統的方法是采用井點降水的施工方法，如果降水的效果不理想時，將會使臨近的建筑物基礎下的土體隨降水水流流動而損失，甚至掏空，隨著降水的時間及深度增加，有可能破壞臨近建筑物的基礎，導致建筑物開裂、傾斜，甚至釀成安全事故及造成巨大的經濟損失。

　　隨著施工技術的進步發展，越來越多的基坑施工，尤其是周圍建筑物多、管線復雜、面積大、降水效果不佳的基坑一般都少采用井點降水的施工方法，轉而采用灌注樁止水帷幕的施工方法。

　　傳統的放坡、土釘墻等支護方式，具有成本低、施工速度快的特點，但難以保證周邊建筑物的安全;而樁錨、內支撐等支護方式，安全性好，但成本較高，施工速度難以滿足工期要求。因此，綜合支護技術具有在確保安全的前提下，工期較短，成本較低等特點。使得深基坑綜合支護成為具有較大發展的新的基坑支護方式。

　　1. 工程概況

　　某商業樓工程,框架結構，地上5層，地下2層,總建筑面積為15836 m2 ,地下室周邊總長約270m ,室內±0.000相當于絕對高程為23.000,室內外高差0.15m，基坑開挖深度為11.05m。

　　2. 工程特點

　　本工程屬新建項目, 東鄰施工現場道路，地下有一條輸水管線。西側為疃里一區居民樓, 距基坑邊緣僅4.5m。基坑南側為疃里大道, 距離基坑邊21m;。北面50m處為一棟5層在施工程，環境條件復雜。本工程基坑開挖深度達11.05m深， 且基坑邊坡土層復雜, 物理力學性能差。在標高-7.8m以下為沙層, 如何保證深基坑開挖及邊坡穩定是該工程的重點。基坑周圍環境情況如圖1所示。

　　3. 工程水文、地質條件

　　3.1 工程水文條件

　　從該場區內的巖土工程勘察報告所顯示巖土工程勘察期間(2004年5月底~6月上旬、2005年8月)用鉆孔探測到地下水埋深為5.80～15.30m(標高為12.36～15.48m)，地下水類型為潛水。

　　3.2 地質條件

　　擬建工程場地按成因年代可劃分為人工堆積層、新近沉積層和第四紀沉積層三大類，并按巖性及工程特性進一步劃分為7個大層及其亞層。工程地質剖面圖所示,現按自上而下順序，對各地層分述如下：

　　1 表層為人工堆積層(厚度一般為0.00～7.80m)，巖性包括砂質粉土填土①層，天然密度ρ=1.71g/cm3，粘聚力c=10kPa,內摩擦角φ=15º;爐灰①1層;粉砂填土、細砂填土①2層;房渣土、碎石填土①3層;粘質粉土填土、粉質粘土填土①4層, 天然密度ρ=1.88g/cm3，粘聚力c=20kPa,內摩擦角φ=10º。

　　1 人工堆積層以下為新近沉積的粉砂、細砂②層;砂質粉土、粘質粉土②1層,天然密度ρ=1.72g/cm3，粘聚力c=22kPa,內摩擦角φ=26.5º;粉質粘土、粘質粉土②2層,天然密度ρ=1.79g/cm3，粘聚力c=38kPa,內摩擦角φ=16º;粘土、重粉質粘土②3層,天然密度ρ=1.83g/cm3，粘聚力c=40kPa,內摩擦角φ=15º;粉質粘土、粘質粉土③層，天然密度ρ=1.96g/cm3，粘聚力c=32kPa,內摩擦角φ=17.6º;粘質粉土、砂質粉土③1層, 天然密度ρ=1.87g/cm3，粘聚力c=28kPa,內摩擦角φ=27.6º; 粉砂、細砂③2層;重粉質粘土、粉質粘土③3層, 天然密度ρ=1.85g/cm3，粘聚力c=60kPa,內摩擦角φ=11.5º;粉砂、細砂④層;砂質粉土④1層, 天然密度ρ=1.89g/cm3，粘聚力c=10kPa,內摩擦角φ=25º;細砂、中砂⑤層。

　　1 新近沉積層以下為第四紀沉積的中砂、粗砂⑥層，圓礫⑥1層;中砂、粗砂⑦層;粉質粘土、重粉質粘土⑦1層, 天然密度ρ=1.95g/cm3;粘質粉土、砂質粉土⑦2層,天然密度ρ=1.97g/cm3。

　　4. 降水方案

　　基坑的開挖施工，無論是采用支護體系的垂直開挖還是放坡大開挖，若地下水位較高，就涉及到地下水對基坑施工的影響。由于開挖后，槽底低于地下水位，土體的含水層被切斷，在壓差作用下，地下水便會從坑外或坑底不斷地滲流入基坑內。如不進行基坑降排水工作，將會造成基坑浸水，現場施工條件變差，地基承載力下降，在動力水壓力作用下，還可能引起流砂，管涌或邊坡失穩現象。

　　因此從基坑開挖施工的安全角度出發，對于基坑開挖，坑內被動區土體由于含水量增加導致強度、剛度降低，對控制支護體系的穩定性、強度和變形都是十分不利的。從施工角度出發，在地下水位以下進行開挖，坑內滯留水一方面增加了土方開挖的難度，另一方面亦使地下主體結構的施工難以順利進行。而且在水的浸泡下，地基土的強度大為降低，也影響了其承載力。

　　所以為了保證本工程基坑開挖的順利進行，同時保證地下主體結構施工的正常進行，故需采取降低地下水位的措施。首先可以防止基坑坡面和基底的滲水，保持坑底干燥，便于施工。其次可增加邊坡和坡底的穩定性，防止邊坡上或基底的土層顆粒流失。還可減少土體含水量，有效提高土體物理力學性能指標。并且可提高土體固結程度，增加地基抗剪強度。

　　根據本工程的實際情況，采用輕型井點降水，基坑開挖時也應設計明溝，但它只是收集基坑中和坑壁局部滲出的地下水和其它施工中的地下水。地下水位的最高處為-5.8m,基槽底標高為-11.02m;地下水位應降到基底標高以下50~100cm處即可。

　　4.1 排水方案設計

　　(1) 排水溝和集水井設置在基坑內距圍護結構0.5m處。

　　(2) 基坑中的明溝與集水井隨基坑的不斷開挖而逐步加深，其離開支護結構不小于0.3m，明溝的斷面采用梯形，其溝底寬度為0.3m。

　　(3) 保證集水井設置在基坑角或每隔30-40m設一個，其直徑為0.5m，深約1m，井底鋪0.3m厚的礫石，以防泥沙填塞水泵。

　　(4) 排水溝與集水井保持一定高差，集水井應比排水溝低1m，排水溝應比挖土面低0.3~0.5m。用潛水泵將集水井中的水排至基坑外部，并且防止排出的水流于基坑內。

　　(5) 雨季施工應隨時檢查現場的排水系統，保證水流暢通。

　　(6) 抽水設備的選用：根據涌水量的計算結果，本工程決定選用的水泵類型為QY-15型潛水泵。

　　4.2 輕型井點降水方案

　　u 考慮到本工程實際情況,我們準備采用輕型井點降水的方案，進行基坑降水施工。輕型井點系統由真空泵、總管、支管、閥門、井點管、濾水管等組成。

　　u 井點的布置

　　井點布置如下：井點管間距10米，井深18m，井點管距坑壁0.7~1.0m。具體位置見圖5。

　　u 施工工藝：

　　5. 基坑支護設計方案

　　5.1 基坑支護總體方案

　　(1) 由于西側距離附近建筑物太近, 且為將來施工場地考慮, 不具備放坡條件。

　　(2) 護坡方案必須絕對安全可靠, 盡量減小土體側移, 防止周邊土層開裂引起已建成建筑物傾斜。

　　(3) 因本工程工期要求緊, 因此, 要求基坑支護不僅要速度快, 而且要盡量為后續工程如土方開挖、基礎施工、地下室施工創造良好的施工條件。

　　(4) 必須考慮經濟方面的投入。

　　通過上述分析, 根據土質及現場場地情況綜合考慮確定護坡方案為商業樓北、東、南側采取放坡開挖、土釘錨噴支護，局部加設預應力錨桿。第一步放坡坡度1：0.6，第二步放坡坡度1：0.4。西側采用護坡樁加錨桿綜合支護形式，樁間止水帷幕與護坡樁咬合、錨噴支護。

　　5.2 土釘噴錨支護部分

　　基坑北側、東側、南側部分采用土釘墻支護形式。上部1.5m面層掛鋼板網，噴射砼厚50mm，其他為注漿土釘墻，土釘墻面層掛鋼筋網，噴射砼厚80-100mm。土釘末端為彎鉤狀。并根據現場實際情況在薄弱處增加預應力錨桿，桿體采用一根1860鋼絞線、拉力值為150KN，傾角為15-25°、間距1.4m。單根鋼絞線相應處作暗梁，以保證邊坡安全(間距1.5米)。

　　東側距基坑上邊緣1.1米處有一埋深1.8米的給水管線，為避免基坑水平位時引起的管線漏水現象出現，在-2m處采用預應力錨桿加固的方法。桿體采用一根1860鋼絞線、長度為11米自由段4米、張拉至8KN，傾角為15-25°、間距1.5m與鋼腰梁拉緊。

　　土方分二層開挖(標高分別為-6.5m和-11.02m,劃分區域制定嚴密緊奏的開挖路線, 優先提供支撐和錨桿的工作面, 保證土方開挖和錨噴施工互不影響。

　　土釘墻施工工藝：土方開挖→人工修坡→安放錨筋→編網→焊接壓筋→噴射砼

　　土釘施工采用人工砸入，土釘孔位偏差不得大于200mm。當成孔過程中遇有障礙需調整孔位時，不得損害原定支護的安全程度。土釘注漿液為素水泥漿，水泥標號為普通硅酸鹽32.5#，水灰比為0.5，面層采用Φ6.5@200×200mm的鋼筋網片作骨架，每層土釘端部壓1根Φ20水平通長鋼筋，水平鋼筋與土釘端頭彎勾焊牢固定。土釘端頭做90°彎勾，勾長200mm。安裝時搭接長度不得小于20mm，后焊接豎向壓筋、橫向壓筋，壓筋搭接焊長度不得小于10d(單面)。如圖4所示。面層內的鋼筋網應牢固固定在邊壁上，可用插入土中的鋼筋固定，其保護層厚度不得小于2cm。檢查網片合格,做好保護層后噴射砼。

　　噴射混凝土強度等級C25。現場人工攪拌，攪拌時將砂、石、水泥按施工配合比(1：2：2)攪拌均勻，粗骨料最大粒徑不得大于12mm，水灰比不得超出0.45，原材料應嚴格過磅以控制施工配合比。坍落度以噴射時不塌坍為標準。上層施工完畢不小于12h后，方可進行下層施工。

　　為保證工程安全順利, 在基坑周邊設置位移觀測點、沉降觀測點、傾斜觀測點、水文觀測點,進行連續的觀測。

　　5.3 護坡樁加錨桿綜合支護

　　(1) 根據工程地質條件及基坑開挖深度,為保證有效的截水擋土作用, 為基坑土方開挖創造有利條件, 基坑西側部分采用護坡樁加錨桿聯合支護形式，其中15-24號樁，樁徑1200mm、樁長20.5m、樁間距1.5m，樁間錨噴支護。其他處護坡樁樁徑800mm、樁間距1.4m、樁長15.5m。配筋為主筋Φ22，箍筋Φ6.5。

　　(2) 護坡樁施工采用反循環鉆機成孔、后插鋼筋籠水下灌注混凝土的方法進行施工。

　　施工工藝：測量定位、復檢及預留樁孔→鉆孔→鋼筋籠加工→鋼筋籠吊放→清孔→混凝土澆筑

　　(3) 為了減少基坑側壁及坑底地下水流入基坑，采用旋噴樁止水帷幕。旋噴樁止水帷幕是由單個旋噴樁互相咬合并與護坡樁交接形成。樁徑500mm，與護坡樁間咬合15cm。護坡樁、止水帷幕均采用商品混凝土，強度等級為C30，水灰比不大于0.50。

　　(4) 本工程開挖深度較大，土壓力、地下水壓力大, 為增加西側護坡樁的穩定性, 深基坑土方開挖時在-3.5m和-5.3m處設二排預應力錨桿，桿體采用三束7Ø5(1860級)鋼絞線，拉力值為450KN，傾角為15~25º，間距1.4m，一樁一錨，桿體中間插入塑料管，鋼筋骨架設固定管架，間距2m。如圖6所示。骨架長：自由段+錨固段+錨鎖張拉長度。第一排錨桿長21m，第二排錨桿長度16米，共76根與25a槽鋼拉緊，槽鋼連接處焊接。根據以往本地區的施工經驗，預應力錨桿采用較為常規的“螺旋鉆干作業”的成孔方法，其施工工藝流程。

　　5.4 其他設計內容

　　(1) 支護樁樁身、帽梁的混凝土強度等級為C30。

　　(2) 錨桿注漿采用純水泥砂漿，水灰比0.5，采用P.O32.5水泥，水泥漿漿體強度≥20MPa，待錨固體強度達到15MPa后，進行鎖定張拉。

　　6. 監測要求及監測結果

　　為確保整個工程的安全，從土方開挖開始就要嚴格監測基坑周邊的變形，直到土方回填完成為止。只有對基坑支護結構、基坑周圍土體與地下水動態以及相鄰的建筑物與地下管線等進行綜合、系統的監測，才能及時了解邊坡的穩定情況并作安全性評估，以確保基坑安全。

　　基礎部分全部施工完成后的觀測結果：土釘墻最大水平位移13mm，一般位移僅6mm~8mm;護坡樁綜合支護體系最大位移18mm，大部分位移僅為8mm~11mm。鄰近建筑物最大沉降為2.3mm，未發現任何明顯的沉降、位移、開裂等現象。

　　7. 實施總結

　　工程在經歷了一個雨季的考驗后沒有受到諸如塌方、沉降、位移過大等變形的影響。工程從2007年4月開始護坡樁施工, 到同年5月底完成所有基坑支護及土方開挖工作,挖土約5萬立方。實踐證明,本工程應用輕型井點降水、邊坡噴錨、護坡樁與止水帷幕和預應力錨桿組合支護方案完全達到了方案選擇時預定的目標。

　　由于在不能放坡部位正確選用了護坡樁、止水帷幕和預應力錨桿組合支護的方案, 不僅后續工程施工基本未受影響, 且基坑位移也得到了有效控制。保證了基坑周邊土體的穩定。東側給水管線加固后未出現任何狀況。

　　8. 結束語

　　該深基坑工程，在工期緊、任務重、環境和地質條件都十分復雜的條件下，保質保量的完成了施工任務。邊坡位移控制在設計安全范圍內，臨近建筑物無下沉、無裂縫、無傾斜，管線及通信設施完好無損。

　　土釘噴錨和護坡樁、止水帷幕、預應力錨桿組合支護技術的應用，綜合造價低、工期短、安全可靠的特點，在地質條件惡劣，環境條件復雜的情況下更顯其特點。