巖溶地區(qū)深基坑支護(hù)技術(shù)與安全措施探究

沈 建 增

(1.南寧學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，廣西 南寧 530200；2.廣西中盛建筑設(shè)計(jì)有限公司，廣西 南寧 530022)

0 引言

隨著城市化的推進(jìn)，建筑業(yè)高層、超高層建筑不斷涌現(xiàn)，地下停車場、地下商場、地下地鐵站、地下人防工程等大量地下結(jié)構(gòu)建筑逐漸興起，讓地下空間得到了充分的利用?；又ёo(hù)工作是基坑施工的常見技術(shù)，科學(xué)合理的支護(hù)工作不但能確保地下空間結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，同時也能提升地上部分結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，尤其是對高層建筑的穩(wěn)定和安全有著至關(guān)重要的作用[1]。

1 深基坑支護(hù)工程的特點(diǎn)

1)開挖深度大、面積大，屬于臨時性工程，設(shè)計(jì)的安全儲備相對較小[2]。

2)周期長，受雨季影響明顯，易引發(fā)水體滑移、基坑失穩(wěn)，存在二次加固現(xiàn)象較多。

3)施工難度大，深基坑支護(hù)與基坑降排水系統(tǒng)密切相關(guān)，而降排水系統(tǒng)的設(shè)置要考慮多種因素，包括與相鄰已有建筑物的距離，水文地質(zhì)情況，已有地下管線的敷設(shè)等。

4)強(qiáng)度高，實(shí)際工程中，深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的土壓力、水壓力等較大，所需支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要足以抵抗側(cè)壓力，則對支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型和施工工藝的要求很高。

5)深基坑支護(hù)是一個動態(tài)發(fā)展和管理過程，具有連續(xù)性，在整個支護(hù)周期，不應(yīng)出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。實(shí)行基坑支護(hù)的動態(tài)監(jiān)測是基坑安全措施的關(guān)鍵因素。

2 深基坑支護(hù)工程常遇的問題

支護(hù)工程的成敗首先要滿足安全性，再次要求質(zhì)量關(guān)，然后再分析成本控制。從天時地利人和的角度去分析，深基坑支護(hù)工程所存在的問題，最根本在于“人為”，體現(xiàn)如下。

2.1 勘察與設(shè)計(jì)不符

深基坑支護(hù)的第一關(guān)，是對地形的勘察，并對勘察報告深刻研究?，F(xiàn)實(shí)中，支護(hù)設(shè)計(jì)時，忽略了工程實(shí)際的客觀性，存在較多的“復(fù)制”的設(shè)計(jì)現(xiàn)象，改一下工程名稱，施工圖就出來了，帶來了安全事故隱患。

2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型不嚴(yán)謹(jǐn)

常見支護(hù)類型主要有：擋墻支護(hù)、樁排支護(hù)、深層攪拌水泥樁支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)、錨桿支護(hù)、放坡支護(hù)等?，F(xiàn)實(shí)中，支護(hù)類型的選擇往往沒有根據(jù)其工程特點(diǎn)確定，沒有綜合考慮安全和成本兩者的因素，出現(xiàn)了“大材小用”現(xiàn)象，造成成本流失。

2.3 施工管理不科學(xué)

深基坑支護(hù)是專項(xiàng)工程，需編制專項(xiàng)施工方案，更為甚者，還要專家論證；但施工現(xiàn)場管理中，實(shí)際施工的工藝流程、質(zhì)量沒有嚴(yán)格按照論證方案執(zhí)行，出現(xiàn)“有圖不依”“有案不看”“經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象”生搬硬拼，結(jié)果施工質(zhì)量偏差較大[3]。

3 深基坑支護(hù)施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

3.1 工程概況

本文所涉及的工程項(xiàng)目位于南寧—東盟經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)建設(shè)北路東側(cè)。北側(cè)為已建21號～24號樓，與本基坑邊距離約為7 m，均為筏板基礎(chǔ)且筏板底高于本擬建基坑開挖底面約3 m；南側(cè)為已建12號、25號、26號樓，其與本基坑之間已做有支護(hù)樁。本基坑開挖深度5 m～7 m，基坑內(nèi)北邊長約為236 m，基坑支護(hù)安全等級為二級，基坑側(cè)壁重要性系數(shù)r=1.0，設(shè)計(jì)基坑支護(hù)有效期為12個月，工程基坑位置及周圍環(huán)境情況如圖1所示。

3.2 場地地質(zhì)條件

3.2.1自然地理、氣象

擬建場地在低緯度地區(qū)，氣溫較高、降水較多，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候環(huán)境，年平均氣溫21.6 ℃，極端最低溫度-2.1 ℃，極端最高溫度40.4 ℃；年平均降雨量1 283.2 mm，年平均蒸發(fā)量944.5 mm；枯水季節(jié)一月平均降雨量41.8 mm，平均蒸發(fā)量33.4 mm；豐水季節(jié)六月平均降雨量241.8 mm，平均蒸發(fā)量115.7 mm。

根據(jù)鉆探揭露，場地地基巖土土層自上而下分別為素填土、紅黏土、石灰?guī)r、孤石組成，現(xiàn)分述如下：

①素填土：棕紅、灰黑色，稍濕，松散，局部稍密，主要以黏性土組成，含少量碎石，未經(jīng)過碾壓等壓實(shí)處理，土質(zhì)均勻性及密實(shí)性差，為欠固結(jié)土，填積年限約1年，屬新近填土。厚度1.6 m～5 m。

②紅黏土：褐黃色，稍濕，硬塑～堅(jiān)硬塑，為石灰?guī)r受溶蝕殘積而成，土質(zhì)較均勻，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部含量較多，刀切面較光滑，土狀光澤，干強(qiáng)度就韌性高，無搖振反應(yīng)。厚度1.5 m～12.5 m。

③石灰?guī)r：灰白色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，中風(fēng)化，屬較硬巖，敲擊聲較清脆，有輕微回彈，稍震手，偶見節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較完整，巖芯呈短柱狀～長柱狀，該層全場地分布，未揭穿該層，最大厚度5.5 m，層頂埋深6 m～14.5 m，層頂標(biāo)高104.08 m～112.31 m。

④孤石：場地內(nèi)紅黏土中局部分布有孤石，巖性主要為強(qiáng)風(fēng)化石灰?guī)r，巖芯破碎，厚度為1.8 m，層頂埋深8 m，層頂標(biāo)高110.92 m。

3.2.2水文地質(zhì)條件

勘察期間，場地外東北側(cè)地表低洼處和場地內(nèi)人工溝渠有較多積水，在鉆孔深度內(nèi)，場地內(nèi)發(fā)現(xiàn)有1層地下水，為賦存于素填土層下部的上層滯水，水量不大，由大氣降水和地表水補(bǔ)給，水文條件簡單。

3.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方式

AB段支護(hù)采用“支護(hù)樁+噴層”的支護(hù)方案，并對樁間土面進(jìn)行掛網(wǎng)噴混凝土防護(hù)；噴射混凝土厚度為100 mm，混凝土強(qiáng)度等級為C20，掛φ6.5@200雙向鋼筋網(wǎng)。

CD段(含C—C′—D)支護(hù)采用“錨桿+噴錨層”的支護(hù)方案，土方開挖，做土釘并且對坡面進(jìn)行掛網(wǎng)噴混凝土防護(hù)；噴射混凝土厚度為100 mm，混凝土強(qiáng)度等級為C20，掛φ6.5@200雙向鋼筋網(wǎng)。

BC，DA段支護(hù)采用“放坡+噴層”的支護(hù)方案，土方放坡開挖，并對坡面進(jìn)行掛網(wǎng)噴混凝土防護(hù)；噴射混凝土厚度為100 mm，混凝土強(qiáng)度等級為C20，掛φ6.5@200雙向鋼筋網(wǎng)。

3.4 支護(hù)體系結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及噴錨支護(hù)施工技術(shù)要求

采用100 mm厚C20噴射混凝土面層，面層內(nèi)配A6.5@200×200雙向鋼筋網(wǎng)。水泥采用P.C32.5復(fù)合硅酸鹽水泥,砂料采用料徑不小于2.5 mm的中粗砂，石料采用粒徑小于15 mm的碎石。

3.5 基坑排水

1)為防止在施工時基坑坍塌，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在基坑上部四周1 m范圍內(nèi)采用100厚C15混凝土墊層進(jìn)行隔水處理，基坑地界周圍500范圍內(nèi)地面設(shè)置240×200截水溝(按5%放坡)，兩側(cè)砌筑120 mm厚磚墻，底部采用100 mm厚C15混凝土墊層。溝內(nèi)外側(cè)面、底面采用1∶3防水水泥砂漿找平，在基坑底和頂部采用適當(dāng)位置設(shè)置集水井，便于收集截排水溝的雨水。集水井內(nèi)采用泥漿泵排水，集水井大小為800 mm×1 200 mm×1 200 mm，采用實(shí)心240磚墻砌筑，底部采用150 mm C15混凝土墊層，周圈底部、側(cè)壁采用1∶3防水砂漿找平。

2)排水溝、集水井應(yīng)隨基坑的挖深而挖深，保持基坑干燥。

3)土方挖至基底墊層底標(biāo)高后，將基坑底周邊排水盲溝側(cè)壁、底面抹25 mm厚的1∶3水泥砂漿及集水井，每個角落一個，側(cè)壁用M5水泥砂漿砌120 mm厚黏土磚加固并用25 mm厚1∶3水泥砂漿抹面，以防滲漏。

4)排水溝及集水井如圖2，圖3所示。

3.6 監(jiān)測措施

基坑監(jiān)測需由建設(shè)單位聘請有資質(zhì)的監(jiān)測單位進(jìn)行。

3.6.1周圍已建樓房的監(jiān)測

在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測的同時，必須對周圍的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測的主要內(nèi)容有：坑外地形的變形；臨近建筑物特別是CD段邊坡北面已建樓房的沉降和傾斜、地下管線的沉降和位移等觀測。

3.6.2坑外地層變形

坑外地層變形監(jiān)測包括地表沉降監(jiān)測及地下水位監(jiān)測，要參考監(jiān)測點(diǎn)布置平面圖。

3.6.3四周建筑物及地下管線沉降監(jiān)測

其監(jiān)測內(nèi)容包括：1)開工前首次對四周建筑物、道路及地下管線原始數(shù)據(jù)測定；2)建筑物、道路及地下管線沉降監(jiān)測；3)建筑物傾斜監(jiān)測；4)觀察地表裂縫；5)支護(hù)結(jié)構(gòu)裂縫、滲漏水狀況、基坑周圍超載等。

3.7 基坑支護(hù)效果

按此方案完成基坑支護(hù)后，本工程沒有出現(xiàn)基坑滑坡、失穩(wěn)、坍塌等現(xiàn)象，技術(shù)人員通過現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)測，基坑位移監(jiān)測控制值在合理范圍之內(nèi)。以上資料證明，該方案對本項(xiàng)目的實(shí)施具有科學(xué)性和可實(shí)施性。

4 結(jié)語

深基坑支護(hù)施工技術(shù)目前已日趨成熟，在進(jìn)行深基坑施工時，我們更應(yīng)關(guān)注施工設(shè)計(jì)、施工監(jiān)測與支護(hù)安全，立足工程生命周期的分析，綜合考慮進(jìn)度、造價、質(zhì)量等要素，如何做到“因地制宜”是實(shí)施深基坑護(hù)坡工程的重要問題。

[1] 趙澤宇.簡析建筑工程基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)[J].施工技術(shù),2017(2)：63-65.

[2] 韓秋石，黃 濤.國內(nèi)深基坑支護(hù)發(fā)展綜述[J].華東公路，2014(1)：89-92.

[3] 張靖偉.深基坑支護(hù)問題及對策分析[J].建筑知識,2015(8)：290.