[摘 要]井口緩沖倉工程，由于設(shè)計基礎(chǔ)埋置較深，在進行土方開挖、地基處理、基礎(chǔ)及主體施工過程中，容易造成基坑土體坍塌，對周圍建(構(gòu))筑物也易造成下沉、開裂、傾斜等不利影響，為避免上述現(xiàn)象的出現(xiàn)，必須對井口緩沖倉工程深基坑施工采取一定的支護措施。通過綜合考慮工程所在場區(qū)土層性質(zhì)及分布、地下水埋深、地下管線分布以及工程周圍地面建(構(gòu))筑物分布情況，并考慮經(jīng)濟效益等因素，提出基坑距離建筑物較近一側(cè)采用鋼筋混凝土灌注樁圍護墻，輔之錨索拉結(jié);另外三側(cè)采用分層放坡的施工方案。實施效果顯示，該方案安全、經(jīng)濟、實用，為同類型工程支護設(shè)計的方案提供了成功的參考經(jīng)驗。

　　[關(guān)鍵詞]深基坑，支護，灌注樁圍護，錨索接結(jié)，分層放坡

　　1工程概況

　　1.1設(shè)計概況

　　王家?guī)X煤礦井口緩沖倉工程，位于華晉焦煤集團王家?guī)X煤礦院內(nèi)，建筑面積1500m2，平面軸線尺寸為17.5m×15m，主體為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，倉體地下三層、地上兩層，地上部分檐口高度15.25m，地下部分埋入地下深度為22.37m(以自然地坪為界)，倉內(nèi)有兩個鋼筋混凝土漏斗，不同標高處還有兩個設(shè)備基礎(chǔ)。緩沖倉采用筏板基礎(chǔ)，地基做2.0m厚3：7灰土密實處理層。

　　1.2場區(qū)概況

　　緩沖倉北面是在建的驅(qū)動機房，距離39 m;南面是在建的棧橋，距離23 m;西面是已竣工的廠房，距離9 m。而井口緩沖倉工程基坑開挖較深，對本工程周圍的建(構(gòu))筑物勢必造成影響。為充分保證施工人員的安全和相鄰建筑物(已建、在建、待建)的穩(wěn)定，必須采取有效的邊坡支護方案，保證土方開挖及地下倉體施工的安全。

　　1.3場區(qū)地質(zhì)條件

　　根據(jù)工程勘察設(shè)計報告，井口緩沖倉在基坑開挖深度及其影響深度范圍的土層分布自上而下描述為：

　　第1層為素填土層：松散，為平場開挖時的堆積，局部為灰?guī)r、花崗巖碎塊，土質(zhì)不均勻，厚度0-1.5m;

　　第2-3層為黑壚層：深褐色，稍濕，堅硬，團塊結(jié)構(gòu)，具有少量針孔和大孔穴，層厚度0.8-1.8m;

　　第4-6層為黃土狀粉土層：淺黃-褐黃色，土質(zhì)不均勻，針孔發(fā)育，具大孔隙，場地分布較普遍，層厚較大，局部夾有碎石角粒，層厚度14.6m-17.9m。

　　第7層為古土壤層：棕紅-褐紅色，稍濕，堅硬，團塊結(jié)構(gòu)，具少量針孔，可見大量白色鈣絲，含鈣質(zhì)結(jié)構(gòu)，場地內(nèi)普遍分布，未揭穿。

　　根據(jù)巖土工程地質(zhì)條件，持力層為第6層，場地在勘測深度范圍內(nèi)未見地下水。

　　2基坑支護方案設(shè)計

　　2.1設(shè)計思路一

　　采用工字鋼立柱對基坑四周立面進行圍護，鋼立柱沿基坑深度縱橫向布置水平鋼管對撐，基坑中間布置灌注樁，作為水平鋼管對撐的豎向支撐，形成網(wǎng)格狀支撐系統(tǒng)。

　　優(yōu)點：采用此方案，作基坑圍護的鋼立柱、鋼管等構(gòu)件在滿足基坑支護的同時，還可以回收利用。

　　不足之處：由于基坑較深，鋼立柱柔度大，對接困難，造成沿基坑深度方向的水平鋼管支撐布置較密，不便于土方開挖及緩沖倉結(jié)構(gòu)施工。

　　2.2設(shè)計思路二

　　西側(cè)(距已建廠房較近)基坑采用鋼筋混凝土灌注樁墻作圍護，樁間采用注漿進行密實，土方開挖時視灌注樁受土壓力情況決定是否采用錨索拉結(jié);基坑其余三側(cè)面采用連排粉噴樁圍護。

　　優(yōu)點：采用此方案，灌注樁墻與粉噴樁連成整體，基坑圍護的強度較高，整體性好，減少了基坑中間的豎向支撐，方便了施工。

　　不足之處：由于基坑四周均需采用灌注樁或粉噴樁支護，雖保證了支護結(jié)構(gòu)的強度，但造成施工成本的提高，特別是相對于緩沖倉工程本身的造價來看，支護方案不經(jīng)濟。

　　2.3支護設(shè)計方案選擇

　　2.3.1支護方案優(yōu)選

　　在設(shè)計思路一和思路二的基礎(chǔ)上，重點對方案二進行了優(yōu)化。由于井口緩沖倉工程比棧橋工程和驅(qū)動車間工程先開工，重新對棧橋和驅(qū)動車間到井口緩沖倉的距離進行計算，最后確定方案如下：基坑南、北、東三側(cè)采用分層放坡，西側(cè)采用灌注樁支護，沿基坑深度方向設(shè)置多段水平錨索進行拉結(jié)。

　　2.3.2具體支護方案

　　(1)基坑西側(cè)(距離已建廠房)

　　布置36根鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁徑1m、樁長36m，樁間距300mm。灌注樁每隔兩根采用錨桿進行拉結(jié)，錨桿長25m，成孔角度為15°，錨桿豎向排距3m。

　　(2)基坑北側(cè)、南側(cè)和東側(cè)。

　　分層放坡進行土方開挖。第一次放坡開挖至自然地坪下3.253 m，為灌注樁圍護墻施工提供條件，挖土坡度為1：0.75;第二次同坡度開挖至自然地坪下12.470 m，做一層3 m寬的平臺;第三次同坡度開挖至墊層底。

　　(3)為節(jié)約工期，錨索施工與基坑土方開挖平行流水施工。

　　3基坑支護施工

　　3.1總體施工方案

　　先進行西側(cè)的灌注樁施工，待圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計強度達到要求后，進行土方開挖，錨索施工隨土方開挖穿插進行。

　　3.2施工準備

　　(1)清除施工區(qū)域內(nèi)障礙物。

　　清除基坑北側(cè)和西側(cè)臨時堆土，切斷施工區(qū)域內(nèi)的臨時用水管道，清理場區(qū)內(nèi)建筑垃圾，對施工區(qū)域場地進行平整。

　　(2)測量放線

　　完成支護樁位及井口緩沖倉工程測量控制網(wǎng)的設(shè)置，包括水準基點、控制基線、軸線、監(jiān)測軸線及沉降觀測點等，并經(jīng)檢查復核無誤。

　　(3)場區(qū)排水

　　施工區(qū)域內(nèi)做好臨時性排水工作，場地排水溝坡度不小于0.2%，使場地不積水，必要時設(shè)置截水溝、排洪溝。

　　(4)其他

　　做好臨時道路的硬化，機械、材料及施工臨時設(shè)施的準備，施工臨時用水、用電管線的布置等。

　　3.3圍護樁施工要點

　　(1)圍護樁施工前，施工區(qū)域土方下挖了3.253 m，減少了對鄰近廠房基礎(chǔ)的擾動，也保證了樁基施工場地的平整。

　　(2)測量定位，保證樁位的準確，控制鉆孔的速度，保證成孔的垂直和對中。

　　(3)灌注混凝土時，經(jīng)常檢查吊筋固定情況，防止吊筋上抬。

　　(4)檢查樁頂標高，確保混凝土高度符合要求。

　　(5)支護樁頂蓋梁施工時，調(diào)止樁頂鋼筋，保證鋼筋的錨固長度。蓋梁混凝土澆筑后，注意養(yǎng)護。

　　3.4錨桿施工要點

　　3.4.1錨桿位置及設(shè)計參數(shù)

　　(1)錨桿在土方開挖后開始施工，第一層錨桿分布于灌注樁下6 m部位，第二層錨桿距第一層錨桿間距3.5m，第三層錨桿距第二層錨桿間距4m。錨桿水平間距1.3 m。

　　(2)錨索孔孔徑為120mm，每孔錨索根數(shù)設(shè)計4根φ13.34的錨索。錨固張拉力為300KN。錨固段灌漿體抗壓強度不小于30Mpa。

　　3.4.2錨桿施工要點

　　(1)控制孔的位置和斜度。孔位偏差不大于10cm;孔斜度偏差不大于2%，在鉆孔過程中要及檢查孔位和斜度，確保成孔質(zhì)量。

　　(2)控制鉆孔直徑和孔深。鉆孔直徑不得小于設(shè)計值，不得大于設(shè)計值的3%;鉆孔深度應大于錨桿長度0.5m。

　　(3)將鋼絞線及進漿管水平放置在平臺上，對不同的進漿管進行分類編號，予以區(qū)別。錨索下料長度應大于設(shè)計長度的0.7m。

　　(4)在錨索內(nèi)安裝止?jié){體，每束錨索要安裝隔離架，每隔2m放置1個，保證鋼絞線不得交叉，在錨索端頭套上導向帽。

　　(5)錨索安裝前，應對每個鉆孔進行通風檢查，對塌孔、掉塊應清理干凈或處理，不得欠深，對孔內(nèi)集水用高壓風吹干凈。

　　(6)錨索采用人工方法安裝，推送時用力要均勻一致。錨索安裝完成后及時進行灌漿，張拉作業(yè)要及時進行，以避免鋼絞線銹蝕。

　　(7)采用二次注漿，第一次注漿壓力應控制在0.5Mpa左右，第二次高壓注漿壓力應控制在3-5Mpa左右，且須穩(wěn)壓2-3min之后方可卸壓。待一次注漿錨固體強度達到初凝狀態(tài)5Mpa后，即進行二次劈裂注漿。

　　(8)錨固段注漿體強度達到設(shè)計強度85%后預應力錨索進行張拉。張拉力應按規(guī)范要求逐級增大，其最大值為錨束設(shè)計荷載的1.05~1.1倍，穩(wěn)壓10~20min后鎖定，鎖定后的48h內(nèi)，若錨束應力下降到設(shè)計值以下時應進行補償張拉。

　　(9)錨索墊板采用I16工字鋼，每邊寬出錨索500mm。

　　4土方施工

　　4.1總體方案

　　待灌注樁圍護墻滿足設(shè)計強度后，進行土方開挖。第一次開挖深度控制在1.0 m左右，其余土方開挖深度為1.5 m，并考慮錨索的施工部位及中間3.0 m的分層平臺。

　　土方采用機械大開挖，自卸車配合外運土方，土方全部外運，靠近灌注樁部位為防止損壞圍護樁，留足土方人工清理。

　　4.2土方施工要點

　　(1)開始采用兩臺挖掘機同時作業(yè)，挖至3 m平臺后(即開挖深度為自然地坪下12.47 m)，由于操作面有限，為保證施工安全決定減少一臺挖掘機。運輸土方的2臺裝載機，待載重裝載機出基坑后，另一臺方可允許進入基坑。

　　(2)為方便土方外運，在基坑東北部設(shè)置一個長45m、寬7m、坡度為16°的施工坡道。

　　(3)土方開挖過程中，隨時用標桿檢查邊坡坡度及標高，防止邊坡坡度誤差和地基超挖。

　　(4)土方施工過程中，及時檢查測量基點、基線及高程控制樁情況，標識明顯，做好保護，防止被挖土機械碰壞或被土方掩埋。

　　(5)挖土至設(shè)計標高，地基釬探后，盡快會同勘察、設(shè)計、甲方、監(jiān)理等部門驗槽，辦理驗槽手續(xù)。

　　5井口緩沖倉地下結(jié)構(gòu)施工時基坑防護

　　5.1基坑設(shè)置安全圍欄

　　土方開挖至一定深度后，基坑四周及坡道兩側(cè)搭設(shè)1.2 m高安全圍欄，立桿間距為2 m，設(shè)兩道橫桿，橫桿間距為0.5m，用密目網(wǎng)封閉并沿圍欄設(shè)警示燈。

　　5.2基坑四周設(shè)置擋水堰

　　工程施工正值雨季，為防止施工期間雨水進入基坑，沿基坑四周圍欄外側(cè)設(shè)置擋水堰，寬1m、高0.5m，場區(qū)設(shè)排水溝、集水井(配套水泵)，并配備足夠砂袋，以防雨水過大沖塌擋水土壩能及時堵?lián)酢?/p>

　　5.3基坑防水

　　(1)基坑排水：基坑東南角及東北角分別砌筑一半永久性集水坑，配備50m揚程水泵。

　　(2)基坑頂覆蓋：為防止雨水沖刷造成基坑土方坍塌，基坑上口做成單坡頂蓋，滿鋪彩條布，彩條布接茬為順茬，搭接不小于1米，保證不積水。

　　5.4施工安全要求

　　(1)基坑周圍2米以內(nèi)不得堆土堆料，5米以內(nèi)嚴謹任何車輛行駛。

　　(2)現(xiàn)場施工要統(tǒng)一指揮，所有車輛必須嚴格按規(guī)定的路線行駛，防止撞車。

　　(3)夜間要有足夠照明，保證警示燈運轉(zhuǎn)正常，并有專人巡查。

　　(4)經(jīng)常檢查水泵是否運轉(zhuǎn)正常，集水坑、排水溝是否堵塞，確保排水系統(tǒng)能正常運轉(zhuǎn)。

　　(5)6級以上大風及下雨天氣，嚴禁基坑內(nèi)作業(yè)。

　　(6)正常基坑內(nèi)施工時，有專人巡視，嚴禁外來人員進入施工現(xiàn)場，下班或交班，要對基坑內(nèi)各個作業(yè)場所進行檢查，消除安全隱患。

　　6基坑支護及工程結(jié)構(gòu)施工時基坑監(jiān)測

　　6.1基坑支護監(jiān)測

　　(1)測點布置

　　西側(cè)灌注樁頂蓋梁上設(shè)置3個觀測點，作為支護樁位移和沉降觀測點，從基坑土方開挖開始每天觀測2次，并進行數(shù)據(jù)分析，觀測延續(xù)至基坑土方回填結(jié)束。

　　(2)允許偏差

　　基坑安全施工等級為一級，允許最大位移量為50mm，位移變化速率≤5mm/天，如出現(xiàn)超過上述偏差要求的現(xiàn)象，要及時采取有效措施，阻止位移的進一步發(fā)展。

　　6.2基坑放坡側(cè)土方監(jiān)測

　　土方開挖過程及基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)施工期間，派專人監(jiān)視地面上及3m放坡平臺坑側(cè)及坑內(nèi)土層的變化。

　　6.3相鄰建(構(gòu))物監(jiān)測

　　在廠房的四個墻角設(shè)置觀察點，定期進行裂縫和沉降觀測，做好觀測數(shù)據(jù)的記錄的分析。

　　7結(jié)論

　　根據(jù)緩沖倉工程周圍場地空間條件，合理確定基坑開挖、支護方案，保證了安全施工，也節(jié)約了施工成本。本工程基坑支護設(shè)計采用了灌注樁圍護、錨桿拉結(jié)、按土質(zhì)條件分層放坡等形式，保證了土方開挖及緩沖倉工程地面下結(jié)構(gòu)的安全施工。通過對基坑支護和鄰近建筑物進行裂縫、沉降情況的觀測資料分析，基坑土方開挖及倉體結(jié)構(gòu)施工期間，均無裂縫和異象沉降現(xiàn)象出現(xiàn)，對緩沖倉工程來說，支護方案經(jīng)濟、安全、合理、有效。存在問題是，因分層放坡挖土，影響范圍較大，對鄰近后續(xù)施工的棧橋及暗道工程基礎(chǔ)造成擾動，待棧橋及暗道基礎(chǔ)施工時再進行擾動土層處理。