緊鄰且深于已建地下室的基坑支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)

虞 堅(jiān)

（山西翔豐建設(shè)有限公司，山西 太原 030032）

1 工程概況

1.1 基坑概況

太原經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)農(nóng)牧場(chǎng)棚戶區(qū)改造職工安置小區(qū)及清空土地上的房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目綜合樓建筑面積43 927.11m2，基坑設(shè)計(jì)重要性安全等級(jí)為一級(jí)，降水采用坑內(nèi)管井降水，坑外回灌。基坑南、西、北三側(cè)開(kāi)挖深度10.870m（局部11.270m），采用鋼筋混凝土灌注樁加2排預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)，如圖1所示。

圖1 基坑支護(hù)平面

東側(cè)緊鄰已建小區(qū)地下車庫(kù)，車庫(kù)頂有2m覆土，設(shè)計(jì)按80kN/m2取值，地庫(kù)底標(biāo)高763.500m，擬開(kāi)挖基坑基底標(biāo)高759.130m，超挖4.37m。

1.2 土質(zhì)情況

依據(jù)勘察報(bào)告，支護(hù)涉及范圍內(nèi)主要是素填土、粉質(zhì)黏土、粉砂（見(jiàn)表1）。穩(wěn)定水位埋深位于現(xiàn)地面下0.900～1.700m，穩(wěn)定水位標(biāo)高在766.790～767.930m，抗浮水位為768.000m。根據(jù)本工程十字剪切試驗(yàn)結(jié)果，本工程②，③號(hào)土層為流塑狀態(tài)粉質(zhì)黏土，為中等靈敏性土質(zhì)，地下水位較高。

表1 土層各項(xiàng)物理力學(xué)參數(shù)

1.3 緊鄰建筑物側(cè)基坑設(shè)計(jì)情況

緊鄰已建住宅小區(qū)側(cè)基坑設(shè)計(jì)為雙排三軸水泥攪拌樁，兩排之間咬合350mm。東側(cè)三軸水泥攪拌樁樁長(zhǎng)18m，在雙排三軸水泥攪拌樁中間再掏打鉆孔灌注樁800mm@1 400mm，樁長(zhǎng)13m。三軸攪拌樁與已建車庫(kù)縫隙部位采用3 000mm高壓旋噴樁封閉，如圖2所示。

圖2 小區(qū)側(cè)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面

2 基坑施工難點(diǎn)及解決方案

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工機(jī)械管理關(guān)鍵技術(shù)

基坑?xùn)|側(cè)地庫(kù)與已有建筑物地庫(kù)外墻距離極近，外墻線距東側(cè)現(xiàn)有地庫(kù)基礎(chǔ)邊線1.5m，此范圍內(nèi)要施工雙排三軸水泥攪拌樁（水灰比1.5～2.0），中間再掏打800mm鉆孔灌注樁，灌注樁與三軸水泥攪拌樁邊界尺寸最小值為101mm，故基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工對(duì)三軸攪拌樁和鉆孔灌注樁的定位及垂直度控制要求極高，一旦偏差稍大，就會(huì)發(fā)生三軸攪拌樁破壞，產(chǎn)生基坑滲漏，甚至可能導(dǎo)致已建小區(qū)地庫(kù)不均勻沉降。并且東側(cè)圍護(hù)樁邊存在單根的柱下工程樁，其最小距離為250mm，如圖3所示。因此，對(duì)于圍護(hù)樁的定位及樁體垂直度的要求非常高。

圖3 小區(qū)側(cè)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)大樣

為嚴(yán)格控制鄰小區(qū)側(cè)基坑施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格進(jìn)行過(guò)程控制。首先，每次三軸攪拌樁機(jī)和鉆孔灌注樁機(jī)移位前均進(jìn)行垂直度測(cè)量，保證樁機(jī)垂直度偏差不得大于1/250；其次，嚴(yán)格控制三軸攪拌樁下鉆速度控制在0.5～1.0m/min，提鉆控制在1～2/min，保持勻速升降。

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，剛開(kāi)始施工時(shí)垂直度控制是通過(guò)500mm長(zhǎng)的水平尺進(jìn)行主控，線錘控制輔助測(cè)量，由于樁基鉆桿長(zhǎng)度會(huì)達(dá)到20m，故采用水平尺主控其精度無(wú)法滿足施工精度要求，項(xiàng)目部發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題后，立即要求采用雙向3m線錘作為主控，水平尺輔助，并在施工過(guò)程中實(shí)時(shí)觀察，確保垂直度在規(guī)范允許范圍。

原設(shè)計(jì)攪拌樁中鋼筋混凝土灌注樁采用旋挖鉆機(jī)在三軸水泥攪拌樁施工后10～13d施工，考慮到基坑其余三側(cè)都采用GDH潛水鉆機(jī)施工，單獨(dú)進(jìn)旋挖鉆機(jī)不僅機(jī)械使用率低，且場(chǎng)地狹小，機(jī)械擺放困難，旋挖鉆對(duì)攪拌樁體振動(dòng)較大，易造成裂縫，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)溝通并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試鉆，確定施工完成10～13d的三軸水泥土攪拌樁能夠順利采用GDH潛水鉆機(jī)鉆進(jìn)，鉆速100～120rad/min，采用清水注入，排出泥漿相對(duì)密度為1.07～1.10，鉆進(jìn)速度可達(dá)到250～270mm/min。

2.2 三軸攪拌樁施工工序關(guān)鍵技術(shù)

由于緊鄰小區(qū)側(cè)與建筑物過(guò)于接近，并且已建地庫(kù)頂板上有2m覆土，在中高靈敏土質(zhì)條件下，設(shè)計(jì)要求三軸水泥攪拌樁施工速度不應(yīng)超過(guò)5幅/d（雙排5幅），以減少對(duì)已建地庫(kù)筏板下方土層的擾動(dòng)。但在實(shí)際施工時(shí)卻存在同時(shí)施工雙排5幅工況，攪拌的水泥土和原土強(qiáng)度不一導(dǎo)致偏樁，在高精度要求下，此種方案勢(shì)必?zé)o法采納。而如果每日只施工單排5幅的話，會(huì)趕不上節(jié)點(diǎn)進(jìn)度要求。故而必須對(duì)施工順序進(jìn)行優(yōu)化完善（見(jiàn)圖4），保證每日雙排5幅的工程進(jìn)度。

圖4 施工順序優(yōu)化前后對(duì)比

2.3 基坑超挖部位節(jié)點(diǎn)處理工藝

現(xiàn)狀地庫(kù)基礎(chǔ)底標(biāo)高為763.500m，擬建地庫(kù)基底標(biāo)高759.130m，本工程基坑比已建車庫(kù)基礎(chǔ)筏板底超挖4.370m。已建東側(cè)地庫(kù)基底至板頂6.3m，頂板上有2m覆土。此處無(wú)法設(shè)計(jì)成雙排錨索受力體系，設(shè)計(jì)采用在已建地庫(kù)筏板上，采用植筋方式，將圍護(hù)樁懸臂結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化成簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)體系，如圖5所示。

圖5 基坑超挖部位植筋處理

設(shè)計(jì)院對(duì)已有結(jié)構(gòu)筏板側(cè)面的開(kāi)孔、植筋、防水卷材提出簡(jiǎn)要要求，但基坑超挖部位節(jié)點(diǎn)施工與冠梁的鋼筋綁扎、模板支設(shè)、混凝土澆筑等先后順序并未進(jìn)行明確，為便于質(zhì)量控制及現(xiàn)場(chǎng)施工，需進(jìn)行施工優(yōu)化。

項(xiàng)目部考慮到先行進(jìn)行植筋施工，會(huì)影響套分冠梁箍筋，并且無(wú)法進(jìn)行卷材鋪貼，故將施工方案進(jìn)行如下優(yōu)化：①先行進(jìn)行已建地庫(kù)筏板植筋的鉆孔工作；②鉆孔完成后，按圖進(jìn)行孔內(nèi)粉塵去除；③進(jìn)行筏板側(cè)防水卷材鋪貼，并在鉆孔部位開(kāi)洞；④進(jìn)行冠梁鋼筋綁扎；⑤丙酮擦拭孔道；⑥將植入鋼筋插入孔道中；⑦植筋與筏板接觸點(diǎn)部位用聚氨酯涂刷2道，完成最后的植筋工作；⑧支模；⑨澆筑冠梁混凝土。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)靈敏土工況下緊鄰且深于已建地下室的基坑支護(hù)施工進(jìn)行研究，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖情況、基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷，可得出以下結(jié)論。

1）深基坑超挖施工精度要求高，需嚴(yán)格按照規(guī)范及方案要求進(jìn)行施工過(guò)程控制，尤其是垂直度控制，更應(yīng)作為重中之重。經(jīng)嚴(yán)格施工過(guò)程管控后的灌注樁成型效果及垂直度、直線度均較理想。

2）機(jī)械選擇必須作為重點(diǎn)加以前期研判。在成型10～13d的三軸水泥土攪拌樁內(nèi)部，采用潛水鉆施工，鉆速100～120rad/min，采用清水注入，排出泥漿相對(duì)密度為1.07～1.10，鉆進(jìn)速度達(dá)250～270mm/min工況參數(shù)下，高精度施工完全可行，并且由于三軸攪拌樁加固后的土體性質(zhì)較均勻，成型后的圍護(hù)樁垂直度及外觀效果較常規(guī)更佳。

3）三軸攪拌樁施工關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施后，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化工序后的三軸攪拌樁，其防水性能穩(wěn)定，無(wú)接縫滲漏現(xiàn)象，其攪拌范圍及與土方交界面的垂直度均滿足圖紙要求。

4）基坑超挖部位節(jié)點(diǎn)處理工藝實(shí)施后，現(xiàn)場(chǎng)工序安排合理，未出現(xiàn)返工、成品破壞等問(wèn)題。

5）采用筏板側(cè)壁錨固鋼筋的做法，超出設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)的40mm的變形控制值，最大水平位移達(dá)128.3mm，周邊建筑物沉降最大31.05mm，其基坑監(jiān)測(cè)變形值比其余三面大。經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)院及外部專家現(xiàn)場(chǎng)溝通，很可能是靈敏土工況下800mm的灌注樁直徑選擇偏小所致。按照規(guī)范要求的植筋鉆孔孔徑為32mm，但實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)，25鋼筋插入32mm孔后，其周圍空隙較大，植筋膠易往下流淌，鋼筋上半部不易形成有效包裹，采用28mm的鉆孔孔徑可能更合適。