摘要：介紹施工中所采用的輕型井點降水方案。

　　關(guān)鍵詞：深基坑;邊坡錨桿;護(hù)坡樁;止水帷幕;預(yù)應(yīng)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(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2104(2012)06-0020-02

　　隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展，對深基坑工程的設(shè)計與施工提出了更嚴(yán)格的要求，不僅要確保邊坡的穩(wěn)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(wǎng)及道路的安全。

　　建筑物基坑開挖時，傳統(tǒng)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(chǔ)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(chǔ)，導(dǎo)致建筑物開裂、傾斜，甚至釀成安全事故及造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　隨著施工技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，越來越多的基坑施工，尤其是周圍建筑物多、管線復(fù)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(zhuǎn)而采用灌注樁止水帷幕的施工方法。

　　傳統(tǒng)的放坡、土釘墻等支護(hù)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(nèi)支撐等支護(hù)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(hù)技術(shù)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(hù)成為具有較大發(fā)展的新的基坑支護(hù)方式。

　　1. 工程概況

　　某商業(yè)樓工程,框架結(jié)構(gòu)，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(nèi)±0.000相當(dāng)于絕對高程為23.000,室內(nèi)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(xiàn)場道路，地下有一條輸水管線。西側(cè)為疃里一區(qū)居民樓, 距基坑邊緣僅4.5m。基坑南側(cè)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(huán)境條件復(fù)雜。本工程基坑開挖深度達(dá)11.05m深， 且基坑邊坡土層復(fù)雜, 物理力學(xué)性能差。在標(biāo)高-7.8m以下為沙層, 如何保證深基坑開挖及邊坡穩(wěn)定是該工程的重點。基坑周圍環(huán)境情況如圖1所示。

　　3. 工程水文、地質(zhì)條件

　　3.1 工程水文條件

　　從該場區(qū)內(nèi)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(biāo)高為12.36～15.48m)，地下水類型為潛水。

　　3.2 地質(zhì)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(jì)沉積層三大類，并按巖性及工程特性進(jìn)一步劃分為7個大層及其亞層。工程地質(zhì)剖面圖所示,現(xiàn)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(zhì)粉土填土①層，天然密度ρ=1.71g/cm3，粘聚力c=10kPa,內(nèi)摩擦角φ=15º;爐灰①1層;粉砂填土、細(xì)砂填土①2層;房渣土、碎石填土①3層;粘質(zhì)粉土填土、粉質(zhì)粘土填土①4層, 天然密度ρ=1.88g/cm3，粘聚力c=20kPa,內(nèi)摩擦角φ=10º。

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

　　1 新近沉積層以下為第四紀(jì)沉積的中砂、粗砂⑥層，圓礫⑥1層;中砂、粗砂⑦層;粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)粘土⑦1層, 天然密度ρ=1.95g/cm3;粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)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(hù)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(nèi)。如不進(jìn)行基坑降排水工作，將會造成基坑浸水，現(xiàn)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(wěn)現(xiàn)象。

　　因此從基坑開挖施工的安全角度出發(fā)，對于基坑開挖，坑內(nèi)被動區(qū)土體由于含水量增加導(dǎo)致強(qiáng)度、剛度降低，對控制支護(hù)體系的穩(wěn)定性、強(qiáng)度和變形都是十分不利的。從施工角度出發(fā)，在地下水位以下進(jìn)行開挖，坑內(nèi)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(jié)構(gòu)的施工難以順利進(jìn)行。而且在水的浸泡下，地基土的強(qiáng)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(jìn)行，同時保證地下主體結(jié)構(gòu)施工的正常進(jìn)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(wěn)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(xué)性能指標(biāo)。并且可提高土體固結(jié)程度，增加地基抗剪強(qiáng)度。

　　根據(jù)本工程的實際情況，采用輕型井點降水，基坑開挖時也應(yīng)設(shè)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(biāo)高為-11.02m;地下水位應(yīng)降到基底標(biāo)高以下50~100cm處即可。

　　4.1 排水方案設(shè)計

　　(1) 排水溝和集水井設(shè)置在基坑內(nèi)距圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(hù)結(jié)構(gòu)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(shè)置在基坑角或每隔30-40m設(shè)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(yīng)比排水溝低1m，排水溝應(yīng)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(nèi)。

　　(5) 雨季施工應(yīng)隨時檢查現(xiàn)場的排水系統(tǒng)，保證水流暢通。

　　(6) 抽水設(shè)備的選用：根據(jù)涌水量的計算結(jié)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(zhǔn)備采用輕型井點降水的方案，進(jìn)行基坑降水施工。輕型井點系統(tǒng)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(hù)設(shè)計方案

　　5.1 基坑支護(hù)總體方案

　　(1) 由于西側(cè)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(hù)坡方案必須絕對安全可靠, 盡量減小土體側(cè)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(hù)不僅要速度快, 而且要盡量為后續(xù)工程如土方開挖、基礎(chǔ)施工、地下室施工創(chuàng)造良好的施工條件。

　　(4) 必須考慮經(jīng)濟(jì)方面的投入。

　　通過上述分析, 根據(jù)土質(zhì)及現(xiàn)場場地情況綜合考慮確定護(hù)坡方案為商業(yè)樓北、東、南側(cè)采取放坡開挖、土釘錨噴支護(hù)，局部加設(shè)預(yù)應(yīng)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(cè)采用護(hù)坡樁加錨桿綜合支護(hù)形式，樁間止水帷幕與護(hù)坡樁咬合、錨噴支護(hù)。

　　5.2 土釘噴錨支護(hù)部分

　　基坑北側(cè)、東側(cè)、南側(cè)部分采用土釘墻支護(hù)形式。上部1.5m面層掛鋼板網(wǎng)，噴射砼厚50mm，其他為注漿土釘墻，土釘墻面層掛鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚80-100mm。土釘末端為彎鉤狀。并根據(jù)現(xiàn)場實際情況在薄弱處增加預(yù)應(yīng)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(yīng)處作暗梁，以保證邊坡安全(間距1.5米)。

　　東側(cè)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(xiàn)象出現(xiàn)，在-2m處采用預(yù)應(yīng)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(biāo)高分別為-6.5m和-11.02m,劃分區(qū)域制定嚴(yán)密緊奏的開挖路線, 優(yōu)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(wǎng)→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(dāng)成孔過程中遇有障礙需調(diào)整孔位時，不得損害原定支護(hù)的安全程度。土釘注漿液為素水泥漿，水泥標(biāo)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(wǎng)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(nèi)的鋼筋網(wǎng)應(yīng)牢固固定在邊壁上，可用插入土中的鋼筋固定，其保護(hù)層厚度不得小于2cm。檢查網(wǎng)片合格,做好保護(hù)層后噴射砼。

　　噴射混凝土強(qiáng)度等級C25。現(xiàn)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(yīng)嚴(yán)格過磅以控制施工配合比。坍落度以噴射時不塌坍為標(biāo)準(zhǔn)。上層施工完畢不小于12h后，方可進(jìn)行下層施工。

　　為保證工程安全順利, 在基坑周邊設(shè)置位移觀測點、沉降觀測點、傾斜觀測點、水文觀測點,進(jìn)行連續(xù)的觀測。

　　5.3 護(hù)坡樁加錨桿綜合支護(hù)

　　(1) 根據(jù)工程地質(zhì)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(chuàng)造有利條件, 基坑西側(cè)部分采用護(hù)坡樁加錨桿聯(lián)合支護(hù)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(hù)。其他處護(hù)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(hù)坡樁施工采用反循環(huán)鉆機(jī)成孔、后插鋼筋籠水下灌注混凝土的方法進(jìn)行施工。

　　施工工藝：測量定位、復(fù)檢及預(yù)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(cè)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(hù)坡樁交接形成。樁徑500mm，與護(hù)坡樁間咬合15cm。護(hù)坡樁、止水帷幕均采用商品混凝土，強(qiáng)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(cè)護(hù)坡樁的穩(wěn)定性, 深基坑土方開挖時在-3.5m和-5.3m處設(shè)二排預(yù)應(yīng)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(shè)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(jù)以往本地區(qū)的施工經(jīng)驗，預(yù)應(yīng)力錨桿采用較為常規(guī)的“螺旋鉆干作業(yè)”的成孔方法，其施工工藝流程。

　　5.4 其他設(shè)計內(nèi)容

　　(1) 支護(hù)樁樁身、帽梁的混凝土強(qiáng)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(qiáng)度≥20MPa，待錨固體強(qiáng)度達(dá)到15MPa后，進(jìn)行鎖定張拉。

　　6. 監(jiān)測要求及監(jiān)測結(jié)果

　　為確保整個工程的安全，從土方開挖開始就要嚴(yán)格監(jiān)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(hù)結(jié)構(gòu)、基坑周圍土體與地下水動態(tài)以及相鄰的建筑物與地下管線等進(jìn)行綜合、系統(tǒng)的監(jiān)測，才能及時了解邊坡的穩(wěn)定情況并作安全性評估，以確保基坑安全。

　　基礎(chǔ)部分全部施工完成后的觀測結(jié)果：土釘墻最大水平位移13mm，一般位移僅6mm~8mm;護(hù)坡樁綜合支護(hù)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(fā)現(xiàn)任何明顯的沉降、位移、開裂等現(xiàn)象。

　　7. 實施總結(jié)

　　工程在經(jīng)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(hù)坡樁施工, 到同年5月底完成所有基坑支護(hù)及土方開挖工作,挖土約5萬立方。實踐證明,本工程應(yīng)用輕型井點降水、邊坡噴錨、護(hù)坡樁與止水帷幕和預(yù)應(yīng)力錨桿組合支護(hù)方案完全達(dá)到了方案選擇時預(yù)定的目標(biāo)。

　　由于在不能放坡部位正確選用了護(hù)坡樁、止水帷幕和預(yù)應(yīng)力錨桿組合支護(hù)的方案, 不僅后續(xù)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(wěn)定。東側(cè)給水管線加固后未出現(xiàn)任何狀況。

　　8. 結(jié)束語

　　該深基坑工程，在工期緊、任務(wù)重、環(huán)境和地質(zhì)條件都十分復(fù)雜的條件下，保質(zhì)保量的完成了施工任務(wù)。邊坡位移控制在設(shè)計安全范圍內(nèi)，臨近建筑物無下沉、無裂縫、無傾斜，管線及通信設(shè)施完好無損。

　　土釘噴錨和護(hù)坡樁、止水帷幕、預(yù)應(yīng)力錨桿組合支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，綜合造價低、工期短、安全可靠的特點，在地質(zhì)條件惡劣，環(huán)境條件復(fù)雜的情況下更顯其特點。