復(fù)雜地質(zhì)條件下的深基坑支護(hù)技術(shù)

1項(xiàng)目總結(jié)1.1道路地面珠江三角洲的快速鐵路列車(chē)從廣州至佛山段（雷崗站）起，位于雷崗公園東側(cè)，向南延伸至南海南北道路。西邊是加油站，南側(cè)是夏平街和桂蘭路的交叉口。東側(cè)的幾乎所有建筑物都被拆除。場(chǎng)區(qū)附近的人流、車(chē)流量較大,場(chǎng)地范圍交通繁忙。主體結(jié)構(gòu)為地下雙層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),呈南北走向,標(biāo)準(zhǔn)段寬18m,全長(zhǎng)約220m,采用明挖法施工,開(kāi)挖深度約18.6m,如圖1所示。1.2地層及地質(zhì)條件場(chǎng)區(qū)為巖溶地層,砂層厚度大,巖面標(biāo)高變化較大,地質(zhì)條件非常復(fù)雜,車(chē)站深度范圍由下而下分別為〈1-2〉雜填土,〈2-2〉淤泥質(zhì)砂,〈4-1〉粉質(zhì)粘土,〈7C-1〉強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r,〈9C-1〉強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r,局部位置存在破碎帶、溶洞等,巖面淺,連續(xù)墻入巖深。各巖土分層及其特征見(jiàn)表1。地下水豐富,賦存于淤泥質(zhì)砂地層,埋深約1.3m。1.3體圍護(hù)結(jié)構(gòu)招標(biāo)設(shè)計(jì)中基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及車(chē)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下:主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用f800連續(xù)墻,支撐采用1道1000×900鋼筋混凝土支撐+3道f600鋼管支撐+1道f600鋼管支撐,如圖2所示。2施工技術(shù)的改進(jìn)本工程為廣佛地鐵首通段先行施工的車(chē)站,工期非常緊張,且地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜,局部位置存在破碎帶、溶洞等,由于巖面淺,連續(xù)墻入巖深,為確保在基坑安全的情況下加快施工進(jìn)度,我司對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化,同時(shí)在施工技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn),具體內(nèi)容如下:⑴要加快基坑施工進(jìn)度,就需要在支撐體系上進(jìn)行調(diào)整,如支撐的層數(shù)、水平間距、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的入巖深度(通過(guò)改變內(nèi)支撐體系,減小連續(xù)墻嵌固深度,從而加快了圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度)等。⑵由于車(chē)站范圍內(nèi)有溶洞的存在,將對(duì)施工帶來(lái)較大的危害,極易引發(fā)坍塌、涌水等,為保證施工順利進(jìn)行,創(chuàng)新地采用了“探注”溶洞處理技術(shù),預(yù)先把溶洞處理,確?；拥陌踩＂峭练介_(kāi)挖過(guò)程中防止基底突涌水的技術(shù)創(chuàng)新,如采用破碎帶范圍強(qiáng)降水(布置多個(gè)管井降水)、基坑兩側(cè)(即破碎帶兩端)的截水帷幕,阻斷溶洞及破碎帶裂隙水的通道,確?；娱_(kāi)挖的安全。2.1連續(xù)墻深度和配筋優(yōu)化原招標(biāo)設(shè)計(jì)連續(xù)墻厚800mm,工字鋼接頭,嵌固深度為基坑底下7～8m,墻身長(zhǎng)度在23.5～24.5m之間,主筋通長(zhǎng)配筋,水平筋型號(hào)多及間距不一,分別是f18@150、f20(f22)@200等。由于本車(chē)站位于雷崗東斷裂帶上,場(chǎng)區(qū)內(nèi)地質(zhì)情況較復(fù)雜,連續(xù)墻深度范圍內(nèi)大部分為淤泥質(zhì)砂層,連續(xù)墻嵌固段有1～2m巖層,局部有破碎帶及孤石,不可預(yù)見(jiàn)因素較多,給施工帶來(lái)一定困難。為加快進(jìn)度、確保工期,對(duì)連續(xù)墻的深度和配筋進(jìn)行了優(yōu)化,經(jīng)計(jì)算核算,其優(yōu)化方案具體如下:(1)連續(xù)墻嵌固深度減小,由原設(shè)計(jì)7～8m減至6m,有效減小了入巖深度,縮短了施工時(shí)間;(2)主筋根據(jù)對(duì)不同施工段的基坑應(yīng)力要求,由原來(lái)通長(zhǎng)配筋改為長(zhǎng)短配筋,對(duì)應(yīng)力較大區(qū)域進(jìn)行了加強(qiáng),同時(shí)又減少應(yīng)力較小區(qū)域的鋼筋用量;(3)水平筋配筋由原來(lái)的型號(hào)及間距較多,優(yōu)化為統(tǒng)一采用f20@200,有效地減少了由此而導(dǎo)致焊接操作失誤等情況的發(fā)生,同時(shí)也可加快了施工進(jìn)度。優(yōu)化前后的連續(xù)墻配筋如圖3。2.2支護(hù)體系優(yōu)化原招標(biāo)設(shè)計(jì)中支護(hù)體系冠梁為1道1000×900鋼筋混凝土支撐+3道f600鋼管支撐+1道f600鋼管支撐(換撐),由于鋼支撐使用較多,且在底板施工完成后要進(jìn)行換撐等,存在鋼支撐租賃期長(zhǎng)、費(fèi)用高、土方開(kāi)挖施工不便、換撐施工非常繁瑣等缺點(diǎn),不僅造價(jià)高,而且很難滿(mǎn)足工期要求,因此經(jīng)計(jì)算核算,支護(hù)體系優(yōu)化如下:(1)設(shè)計(jì)支護(hù)體系調(diào)整為2道1000×900鋼筋混凝土支撐+2道f600鋼管支撐,減少了鋼支撐用量及其租賃費(fèi)用,方便土方開(kāi)挖;(2)原招標(biāo)設(shè)計(jì)第5道鋼支撐換撐取消,減少了施工工序,減少鋼支撐用量的同時(shí)也加快了施工速度;(3)鋼支撐間距由原來(lái)招標(biāo)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)間距2.8m優(yōu)化為3.3m,支撐間距進(jìn)一步加大,節(jié)省了鋼支撐用量,同時(shí)也有利于土方開(kāi)挖和加快進(jìn)度。支護(hù)體系優(yōu)化方案如圖4所示。3連續(xù)墻體墻體施工前監(jiān)獄檢查及處理技術(shù)根據(jù)地質(zhì)資料顯示,本車(chē)站處于雷崗東斷層內(nèi),在基坑西北角外側(cè)揭露有溶洞存在,同時(shí)通過(guò)查閱鄰近盾構(gòu)標(biāo)段的地質(zhì)資料,盾構(gòu)區(qū)間內(nèi)揭露有大量溶洞存在且較發(fā)育,故結(jié)合兩標(biāo)段地質(zhì)資料可以判斷車(chē)站內(nèi)外側(cè)極大可能有溶洞存在。溶洞對(duì)車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)連續(xù)墻施工及土方開(kāi)挖均有較大危害,施工過(guò)程中易發(fā)生坍塌、涌水等現(xiàn)象,為確保施工安全,在連續(xù)墻施工前采用了“探注”溶洞處理技術(shù),即在基坑外側(cè)鉆孔探查溶洞并提前進(jìn)行處理。探查溶洞采用工程地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行,鉆孔取樣勘察探明溶洞及地層情況,其范圍主要在車(chē)站西北端外側(cè)破碎帶范圍5m內(nèi)的高風(fēng)險(xiǎn)地帶,設(shè)雙排f130鉆孔,距連續(xù)墻邊2m,排距2m,各鉆孔之間孔距為2m,兩排鉆孔相互錯(cuò)開(kāi)布置,鉆孔深度按基底以下9m控制(連續(xù)墻底3m),孔深26m,布孔平面如圖5。鉆孔過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)有溶洞存在,則埋管安裝至溶洞底,視實(shí)際情況灌注水泥漿或水泥砂漿進(jìn)行填充,防止施工過(guò)程中坍塌現(xiàn)象的發(fā)生;如鉆孔無(wú)揭露溶洞時(shí)注漿管安裝至孔底上0.5m處進(jìn)行注水泥漿,對(duì)破碎帶進(jìn)行注漿加固,減少破碎帶的透水性,防止基坑開(kāi)挖過(guò)程中突涌水。4破碎帶范圍降水井體系根據(jù)地質(zhì)資料顯示,本車(chē)站位置有雷崗東斷層通過(guò),主要集中在車(chē)站西北角,初勘、詳勘有多個(gè)鉆孔揭露有斷層構(gòu)造跡象,構(gòu)造角礫間硅巖、泥質(zhì)膠結(jié)、富水性較高,地質(zhì)勘察測(cè)得基坑涌水量為1337m3d,滲透系數(shù)為2.5m3d,屬于高透水地層。由于該破碎帶具有富水性高及高透水的特性,加上該區(qū)域淤泥質(zhì)砂層的高含水量及局部溶洞的存在,開(kāi)挖過(guò)程中如不加以防范將極易出現(xiàn)基坑突涌水的情況,為確?；影踩?我司針對(duì)該破碎帶具體情況,組合以往施工經(jīng)驗(yàn),擬采取破碎帶范圍布置多個(gè)管井強(qiáng)降水,降水井設(shè)計(jì)深度20～23m,井徑f1000,濾水管內(nèi)徑f600,孔隙率不小于10%,井管外采用天然圓礫填料,粒徑3～5mm。具體做法如圖6。根據(jù)車(chē)站巖土工程勘察報(bào)告及結(jié)合基坑開(kāi)挖期間的要求,特別在破碎帶范圍基坑內(nèi)設(shè)置雙排降水井,共5口,間距15～25m,其余在基坑內(nèi)設(shè)置單排共6口,總計(jì)設(shè)計(jì)井?dāng)?shù)為11口,井距約30m,其中1#～6#深度為基坑底下3m,破碎帶位置的7#～11#降水井為基坑底下5m。降水持續(xù)時(shí)間在基坑開(kāi)挖前10d進(jìn)行,至車(chē)站底板全部施工后結(jié)束。具體位置如圖7。5優(yōu)化方案基本方案經(jīng)監(jiān)測(cè),基坑開(kāi)挖后連續(xù)墻墻體最大位移為18.8mm,小于設(shè)計(jì)報(bào)警值24mm,施工實(shí)踐證明,本優(yōu)化方案在確?；影踩那疤嵯?不僅節(jié)省了大量成本,而且有效地加快了整個(gè)項(xiàng)目的施工進(jìn)度,實(shí)際工期比原計(jì)劃縮短了2個(gè)月時(shí)間,確保在業(yè)主推遲交地的情況下按合同工期完成施工。6創(chuàng)新地嵌固深度,確定巷道、破碎帶和溶洞通過(guò)以下4個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工,本項(xiàng)目節(jié)省了施工成本,確保了基坑安全,加快了基坑工程的施工進(jìn)度,確保了關(guān)門(mén)工期的實(shí)現(xiàn):⑴對(duì)內(nèi)支撐體系進(jìn)行立面上、平面上的創(chuàng)新優(yōu)化,為基坑土石方的施工便利創(chuàng)造條件;⑵對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度進(jìn)行優(yōu)化,通過(guò)補(bǔ)勘、調(diào)整支撐位置、墻體合理配筋等手段,減少嵌固深度,優(yōu)化墻體配筋;⑶針對(duì)北端頭的溶洞、破碎帶創(chuàng)新地采用“探注結(jié)合”的方法,對(duì)溶洞、破碎帶涌水通道進(jìn)行攔截處理;⑷針對(duì)北端頭的破碎帶,創(chuàng)新地采用“破碎帶管井強(qiáng)降水”的方法,防止基坑開(kāi)挖過(guò)程中的突涌水。本項(xiàng)目針對(duì)基坑周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、工程