前言

 

　　为适应工程建设需要，我们在施工中引入了“信息化施工”和“动态设计”的方法，即通过“施工信息反馈”逐步调整施工工艺和设计参数，从而保证了工程的安全，并降低了工程造价。本文通过具体案例的深基坑支护工程都是通过实行“信息化施工”和“动态设计”取得了较好的社会效益和经济效益。

 

　　1工程概况

 

　　湖南某房地产西海岸A区项目基坑支护工程位于长沙市银盆岭大桥西端南侧，北侧为银盆岭路，东侧为潇湘大道，西侧为长纺路，南侧为桐梓坡东路。

 

　　A区场地整体呈梯形，北侧宽约215m，南侧宽约170m，南北长约230m，场地内开挖基坑为A1～A8栋共8个基坑，最大开挖深度15.50m，其中A1栋周长258.00m，开挖深度5.00～14.00m，A2栋周长193.50m，开挖深度7.00～12.50m，A3栋周长160.50m，开挖深度10.50m，A4栋周长172.00m，开挖深度9.50m，A5栋周长180.50m，开挖深度9.50m，A6栋周长200.00m，开挖深度9.50～15.50m，A7栋周长192.00m，开挖深度6.00～9.00m，A8栋166.70m，开挖深度9.50m。

 

　　基坑设计安全等级为一级。

 

　　2工程地质情况

 

　　2.1地形地貌

 

　　场地原始地貌单元属于湘江Ⅲ级阶地，高程介于38.86～55.95m，起伏较大。

 

　　2.2地层岩性

 

　　根据详勘报告，场地内埋藏的地层主要由①填土层、②粉质粘土层、③圆砾、④卵石、⑤残积粉质粘土层、⑥全风化板岩、⑦强风化板岩、⑧中风化板岩组成。

 

　　2.3地下水简况

 

　　根据赋存条件的不同，场地地下水分为上层滞水、潜水及基岩裂隙水，其中上层滞水主要赋存于填土层中，由大气降水补给，水量极为贫乏。潜水主要赋存于圆砾、卵石层中，水量分布不均，水量一般。基岩裂隙水主要赋存于强、中风化带的元古界（Pt）板岩裂隙中，其水量大小、径流、补给、空间分布均受节理裂隙发育程度、连通性控制，其空间分布不均匀，各向异性。

 

　　场地东侧80m为湘江，场地地下水与湘江有一定水力联系。

 

　　3基坑支护设计方案

 

　　本工程基坑开挖深度为5.00～15.50m，基坑开挖深度范围主要以填土层、粉质粘土层、圆砾、卵石、全强风化板岩为主，基坑为群组基坑，场地周边相对较为开阔，局部一定放坡条件，根据周边环境情况、地质情况及基坑开挖深度，并考虑到施工的可行性及经济性，采用分级放坡+土钉墙支护形式，放坡坡比为1：0.3，分级放坡平台宽度1.50～2.00m，单级放坡最大高度10.50m。

 

　　4基坑支护施工技术要点

 

　　4.1土钉工程

 

　　施工工艺流程：坡面开挖修整→钻机就位→成孔→土钉制安→注浆。

 

　　4.2成孔作业

 

　　按设计孔位布孔，根据实际地层情况及现场施工条件，本工程选用无锡探矿厂出产的MDL120型履带式锚杆钻机作为施工机械。土钉成孔孔径130mm，对于土质均匀的填土、粘性土及全强风化岩（土状）的地层，采用泥浆护壁回转钻进成孔工艺。对于易塌孔的杂填土层、圆砾层及砂层，采用全套管跟进工艺。对于中风化及以上岩层采用气动潜孔锤风动成孔工艺。

 

　　4.3土钉制安

 

　　土钉杆体采用HRB400Φ22钢筋，对中架采用HPB300Φ8钢筋。

 

　　按设计深度制作杆体，沿杆体轴线方向每隔2.00m设置一个定位支架（对中架）。杆体前端应绑好底部注浆管，保证其在送浆过程中不脱落，应确保送至孔底部，并保证注浆管距锚孔孔底250～500mm，当杆体需焊接加长时，接头应采用双面焊接，焊接长度应大于5倍钢筋直径。

 

　　土钉端头焊接2HRB400Φ14锁定筋与钢筋网相连。

 

　　杆体使用前须保证平直，不生锈，不粘油迹。杆体安装完毕，注意保护，3天内不敲击，不悬挂重物。

 

　　4.4注浆

 

　　全孔注入水灰比为0.45～0.55的P.O42.5MPa普通硅酸盐水泥净浆，采用一次注浆，注浆压力0.5MPa，待注浆体初凝后对孔口进行补浆。

 

　　当孔内有泥浆，且比重较大时采用WB150水泵送清水清孔，确保所钻锚孔清孔干净，以保证水泥浆与岩体的粘结强度。

 

　　注浆管离孔底约200mm，边注浆边拔注浆管，撤至孔口时再加压注浆。注浆时要密切观察，有效控制注浆压力，防止孔口大量出浆。

 

　　对于漏浆量较大地层，应掺入适量速凝剂及采用间歇注浆工艺。

 

　　4.5C20高压喷射砼

 

　　施工工艺流程：坡面修整→挂网→泄水孔制安→喷砼至设计厚度。

 

　　4.5.1喷速凝砼：喷射砼采用P.O42.5MPa的普通硅酸盐水泥、中细砂、0-5砾石和适量外加剂拌合而成，配合比为水泥：砂：碎石=1：2.0：2.3～1：2.0：2.5，强度等级不低于C20。

 

　　4.5.2挂网：坡面钢筋网为HPB300Φ6.5@200×200，加强筋Φ14，上下左右钢筋网之间焊接或绑扎牢固；紧压网筋，焊牢于土钉端部，钢筋保护层厚度不小于20mm。上下段坡面钢筋网搭接长度应大于300mm。

 

　　4.5.3在坑壁有渗水或砂性土层的地方设泄水孔，做好疏水工作，泄水孔布置间距为3000×3000，泄水孔伸入土层约300mm。泄水管采用Φ50mm的PVC管加工花眼并外包筛网制作而成。

 

　　4.5.4喷锚施工时，应尽量避免在雨天或雨天后立即开挖，同时做到紧凑快速，尽量减少坡壁裸露时间。

 

　　4.5.5喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上。

 

　　4.5.6喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.6～1.0m。

 

　　4.5.7喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7d。

 

　　4.6基坑降、排水

 

　　在边坡顶部外侧及基坑底部四周设置排水沟和集水井。排水沟为300×400mm，集水井为800×800×800mm，使用水泵将集水井内汇集的地下水抽至顶部排水沟经过滤沉淀后排入市政管涵。

 

　　5施工质量控制

 

　　5.1严格按设计图、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）、《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）、及国家、省和地方的相关施工规范、规程及标准进行施工。

 

　　5.2土方开挖前，了解和掌握基坑周边土钉施工长度范围内有无地下管线，以指导调整土钉的孔位、角度和长度，避开上述障碍物。

 

　　5.3基坑开挖后3小时内完成作业面的初喷，并及时完成土钉施工作业。上排土钉施工完毕36小时内不宜开挖该段的下一层。

 

　　5.4疏通基坑附近的排水管道，防止堵塞而引起渗漏；及时排干基坑周边积水，对基坑周边的原有裂缝，应作必要的填补，严防地表水下渗；按设计要求修造排水沟和集水井，及时排走坡顶和基坑内积水。

 

　　5.5开工前及施工过程中，作好钢筋、水泥、砂石等各种原材料材料的送检，保证使用合格产品，按有关要求做好试压件、焊接样及锚具的制作与送检工作。

 

　　5.6隐蔽工程的检查和验收

 

　　对隐蔽工程（土钉和网筋）检查验收应会同监理工程师一起进行，检查结果填入验收表格，由双方签认。

 

　　5.7对每30根土钉注浆用纯水泥浆制备不少于一组水泥试块（水泥试块为一组6块），并按龄期及时送检。

 

　　5.8在注浆强度满足要求后，土钉应进行抗拨试验，数量不少于土钉总数的1%，且同一土层中的检测数量不应少于3根，检测试验应在锚固段注浆固结体强度达到10MPa或达到设计强度的70%后进行试验。

 

　　5.9喷射混凝土时应进行现场试块强度试验，每500m2喷射混凝土面积的试验数量不应少于一组，每组试块不应少于3块。对喷射混凝土面层厚度进行检测时，每500m2喷射混凝土面积的检测数量不应少于一组，每组检测点不应少于3个，全部检测点的面层厚度平均值不应少于厚度设计值，最小厚度不应小于设计值的80%。

 

　　5.10于基坑坡顶周边约间隔25m设置变形观测点，使用全站仪和水准仪定期观测。在支护施工阶段，每天观测不小于1次，做好记录工作，应对后期变形的发展及时进行预测。

 

　　6施工过程中的信息反馈及动态设计

 

　　在图纸会审及技术交底过程中，即对施工项目部强调信息化施工及动态设计的要点，要求使用各种监测手段及加强现场巡查，对施工过程中所反应出来的与设计不相符的应及时反馈并提出建议。

 

　　6.1南侧边坡设计变更

 

　　在A3栋基坑施工过程中，当土方开挖至强风化板岩后（设计基坑开挖深度10.50m，开挖至深度4m时遇到强风化板岩，土方单位一次开挖深度为1.50～2.00m），还未等开展支护施工，基坑南侧中部新开挖出来的边坡突然发生小范围坍塌，坍塌长度约3m，高度约2m，厚度约1.00～1.50m，虽然坍塌的范围、方量均很小，但仍受到了重视，在叫停土方开挖工作后，现场施工管理技术人员立即对现进行场勘查分析，发生坍塌的原因是板岩板理及构造裂隙极其发育，板层厚度0.30～0.50m，岩层产状约325～345°∠45～65°，其倾向与南侧边坡倾向几乎一致，岩层倾角约45～65度，略小于设计边坡开挖坡度73度，形成了顺层坡，板理面含绢云母等粘土矿物，且有较丰富的基岩裂隙水存在，在水的浸润下，板理面非常润滑，抗剪切强度较低，当开挖深度较大（超过1.50～2.00m），受组合节理裂隙切割的岩体就会在重力作用下沿板理面顺层滑移产生坍塌破坏。

 

　　原设计是基于详勘报告所提供的参数，使用理正软件土钉墙计算程序进行设计计算，而勘察对于埋藏于地下的岩体结构的确没有合适的方法去进行了解，因此提供的强风化板岩参数为C=50kPa，Φ=24°，按此计算出来的边坡支护安全系数很高，而实际场地内的强风化岩虽然岩块强度较高，但由于板理及构造裂隙发育，其岩体的稳定性已经不是岩块的C、Φ值所能决定的，而是由构造面的C、Φ值所决定。

 

　　将信息及时反馈勘察设计单位后，调整设计，将所有基坑南侧边坡调整为坡比1：0.6，土钉施工长度、密度按原设计不变，土方单位在南侧开挖时一次开挖深度调整为1.00～1.50m，每段开挖长度控制在10～15m跳挖，由于北侧边坡为反向边坡，板理节理面有利于基坑边坡稳定，因此维持原设计不变。.

 

　　6.2A2栋北侧、A4栋西北处增设微型钢管桩

 

　　6.2.1A2栋北侧钢管桩

 

　　在A2栋基坑开挖时发现，基坑北侧上部杂填土较厚，且存在厚层的灰黑色软弱土层，疑似淤泥质土，明显与详勘报告不符，现场施工管理技术人员及时与详勘单位联系，联合进行现场勘查及沟通分析，发现A2栋所处位置北侧原为一条排污河涌，在早年的拆迁及北侧市政道路修建过程中被填埋，河涌总体走向为东西向（排向湘江），基坑北侧边坡刚好处于河涌南岸位置，由于河涌较窄，宽度30～50m左右，而勘察钻孔偏南布置，因此详勘时未能发现此地下暗涌，灰黑色软弱土层经鉴定为软塑状的有机质土。

 

　　A2栋基坑北侧开挖深度为12.50m，基坑边紧邻配电房、临建板房、新修建的银盆岭路，且市政道路布设有市政排水、供水管涵、通讯光纤及电缆，同时，西侧并排的A1栋在开挖时，由于产生了一定变形，已造成市政道路人行道轻微开裂，A2栋距离市政道路更近，更容易诱发路面开裂，单纯采用放坡+土钉墙支护难以达到安全支护效果，因此，在原设计的一二级放坡平台上增设双排钢管桩，钢管桩成孔孔径150，下入Φ108×4.0无缝钢管，行间距1000，排距800，钢管长度9m，桩头伸入300×1100C30混凝土压顶板内，并在桩间增设钢花管一排，钢花管规格为Φ48×3.25，间距2000，L=9m，封堵孔口后使用1.50～2.00MPa压力注浆，对桩间软塑状的的有机质质土进行加固处理。

 

　　6.2.2A4栋西北处钢管桩

 

　　A4栋施工时，正值连续暴雨天气，土方为赶进度，未严格进行分层开挖，且由于土方无法外运，临时在西北侧坡顶进行违规堆载，造成A4西北侧位移偏大，基坑监测数据显示，水平位移速度连续三天大于5mm/d，总位移量大道25mm，基坑坡顶开始出现多条拉裂缝，已经危及基坑安全。在叫停土方继续堆土后，立即安排对坡顶堆载进行卸载，将土卸到坑内反压坡脚，在监测数据显示基坑趋于稳定后，在基坑顶部增设钢管桩一排，孔径150，下入无缝钢管，Φ108*4.0@1000，L=12m。

 

　　7结语

 

　　限于勘察手段，对地下岩土体的了解不多，因此基坑支护设计、施工更多属于经验工程，因此，在施工过程中不断对开挖揭露出来的岩土体及地质环境进行信息对比处理及反馈，及时对不符的部位进行动态设计，调整施工，才能安全、经济、快速的完成项目。

 

　　参考文献：

 

　　[1]张洪林.深基坑动态设计及信息化施工技术[D].合肥：安徽理工大学，2014：1-80

 

　　[2]杜志娥.动态设计及信息化施工在基坑支护中的应用[J].山西建筑，2012（05）

 

　　[3]潘希军.深基坑动态设计与信息化施工管理[J].西部探矿工程，2012（06）