1、- 1 -复杂地质条件下的深基处理技术摘 要福州万象商业广场基坑面积大，地处软土、强透水砂层，采用多种复合支护方案和降水措施，保证了工程和周边环境的安全，其中一些特殊的做法可给同类工程借鉴。关键词软土 承压水 复合支护 降水福州万象商业广场位于二环路边上，是一座大型的商业经营中心，建筑面积约10.6 万，地下 1 层，地上 4 层，钢管砼框架结构。基坑开挖深度 6.58m，基坑南面 10m 有一条内河，北面 5m 有二栋待拆居民住宅楼；基坑开挖面积近 3 万，土方开挖量约 21 万 m3。1 工程地质和水文条件场地土层为海相沉积与陆相冲洪积交互，地层断面较为复杂，主要土层为：杂填土：0.502
2、.80m；粉质粘土：0.201.80m；淤泥：3.8018.90m；砂质粘土：1.804.40m；中砂：0.808.60m。水位埋深 0.953.20m，中砂层透水性好，与闽江相通，为强承压含水层。2 基坑工程的特点与难点1）淤泥土层为软弱土层，含水量 6075%，呈流塑状，对锚管的锚固力较小。2）基坑面积大，无法采用刚性较好的内支撑支护体系。3）基坑局部有中砂层，该层水压较大，水量丰富，透水量 800 m3/d。基坑中有一电梯井坑，刚好位于流砂层中，深 3m，平面尺寸 10m5m。4）周边环境复杂，场地北面的二栋居民住宅为年代久远的砖混结构，离基坑较近，已经倾斜；南面临近内河，西面为城市干道
3、；四面均有煤气、水、通讯管道。3 支护方案选择3.1 锚喷+木桩支护体系场地东、西、南三面坑深 7m 左右，基坑下半部打密排木桩加二排竖向锚管，上半部浇 100mm 厚的喷射砼加设锚管。为了满足锚管抗拔力之需，锚管壁上焊接羽状钢片，钢片尺寸为 400222，前端焊上 50 重锤锥体。剖面见图 1。- 2 -3.2 钢板桩+搅拌桩+拉锚支护体系场地面基坑深度 8m，紧靠居民楼，附加荷载较大；还要防止水的过量渗出导致 居民楼下沉、开裂。采用刚性相对较好，有止水功能的支护体系。见图 2。3.3 钢板桩+内支撑支护体系大基坑中间有 5 个电梯井坑，局部挖土深度为大坑下 3m。采用28a 槽钢密排挡土，
4、内设二道钢管对撑，钢管直径 300，间距2000；围檩也为28a 槽钢。局部承压水压力较大，水量较多，但在基坑中无法下机打止水桩，因此采用深井降水减压。见图 3。4 支护及土方开挖的技术措施1）锚管、锚杆加工：锚管壁上间距200 钻 10mm 孔洞用于出浆，孔洞呈梅花型布置；在无孔洞处焊接羽状钢片，钢片尺寸为 400222，钢片的一端与管壁（钢筋）焊牢，对称布置，打入锚管（钢筋）时，逐段地把叶片向两边掰开，单边稳定张开 150 左右时再送入土层。见图 4。图 1 方案 1 支护剖面 图 2 方案 2 支护剖面图 3 方案 3 支护剖面- 3 -2)喷锚支护按分层，跳格施工：先沿基坑侧壁分层开挖
5、出 V 型工作面，每层 V型工作面深度以满足施打一层锚管深度为宜，约 1.5m。进入最后一层 V 型面时，进行跳格式开挖，间隔 15m 左右挖一段长 15m 的土层。3）焊接一个锚管导向架，以控制锚管的入射方向，确保入射角偏差率1%。4）锚管水泥浆中掺入减水剂，采用一次注浆工艺，压力控制在 5MPa，确保注浆形成 200 以上的锚固体，浆注满后保持压力 35min。5）坡脚的两排竖向锚管，每米注入 100 升后，渐增注浆压力，当达到 5MPa 时停注，保证柱体间连接，与木桩形成一堵地下墙体。6）止水搅拌桩置于钢板桩之间，放样应准确，保证桩体间的相互搭接。钻杆钻进，提升速率控制在 0.6m/mi
6、n，送浆压力为 400600KPa，水泥掺入量约70Kg/m。钻杆垂直度0.8%。7）电梯井坑的内支撑钢管无法提前拆除，需待井壁砼施工完成后再拆，管间的堵塞用抗渗砼分二次浇捣。5 综合降、排、堵水措施1）大口径深井降水基坑中局部中砂层与承压水相通，开挖过程中有大量的水涌出，采取补打大口径降水井的方式降水。降水井做法：钻孔深度 22m，孔径 300mm；钢管径 215mm，钢管长 20m，钢管壁上钻 10100 圆孔，管外壁包裹滤砂布，用铁丝包扎；钻孔到位时，抛入粒径约 40mm 的河卵石，填满 2m 高，再放入钢管，钢管尽量位于孔中心，钢管与孔壁之间的空隙也用卵石填充。降水井数量、位置根据涌水
7、情况设置，共有6 口。2）基坑顶部设置截水沟。坑底坡脚设环状排水沟，排水沟中每隔 50m 设一集水井；基坑中间设置方格网状盲沟，方格尺寸 3030m，盲沟设置于素砼垫层下，剖面尺寸为 400200，用无级配卵石填充；盲沟与环状排水明沟相通。3）本工程采用的是 PHC 管桩，砍桩到位时，许多管桩中心冒水，直接把淤泥图 4 羽状钢管( 筋)焊接示意图- 4 -土块抛入管桩中心，堵水效果明显。4）基坑开挖到标高时，需补 5 根钻孔灌注桩，钻孔至承压水层时，从孔中冒出大量的水，无法浇捣砼。采用提高孔中水位的方法平衡压力，即在孔口上方砌筑略大于孔径的 240mm 厚砖墙，高度以能平衡水压为准，待孔口水不
8、再外溢时浇筑桩砼。5）基坑北侧有住宅楼，不允许降水，侧壁的局部渗水用水玻璃砂浆封堵。6 实施效果1）共设置了 20 根测斜管。基坑北侧局部发生了较大变形，立即采取减轻附加荷载的方法：拆除了几间临时设施，转移了堆放的材料，并挖除了坡顶的部分土方，保证了基坑的安全。其余各边的最大变形为 37mm，发生在坑顶部，小于预警值40mm。2）周边建筑及附属设施设置了 20 个沉降观测点，最大沉降量 32mm，没有对固定设施产生不利影响。3）降水、排水、堵水措施效果较好，基本保证了整个基坑的干作业。7 结语1）复杂地质条件下的大面积基坑应根据实际情况确定支护方案。采用喷锚+木桩体系、钢板桩+搅拌桩+锚管体系能较好地解决软土、富水基坑支护问题。2）本工程的锚管（杆）上焊接羽状钢片，大大提高了抗拔力，这种锚管（杆）在软弱土层中有很大的辅助作用。3）在有承压水的土层中进行深基施工，降、排、止水措施对保证支护结构和周边环境安全是非常重要的。4）深基坑施工应进行信息化管理，支护体系应实行动态设计。本工程的基坑北侧，根据测斜、沉降观测结果，及时调整设计和施工，避免了事故的发生。
