富水軟弱地層條件下超深基坑施工

1、富水軟弱地層條件下超深基坑施工摘要：本文以上海長(zhǎng)江路越江隧道浦東岸邊段深基坑施工為背景，介紹在軟弱富水地層條件下通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、地基加固、井點(diǎn)降水、基坑開挖、施工監(jiān)測(cè)等綜合采用一系列施工措施，安全優(yōu)質(zhì)完成基坑結(jié)構(gòu)施工。關(guān)鍵詞：軟弱富水地層 深基坑 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工 地基加固 井點(diǎn)降水 施工監(jiān)測(cè)1.引言 近年來軌道交通、超大直徑隧道和超高層建筑建設(shè)進(jìn)展迅速，各種結(jié)構(gòu)型式各異、深度不一的基坑工程得到迅猛發(fā)展。深基坑四周往往有建筑物和地下管線，施工所引起的土體變形將在一定程度上改變建筑物和地下管線的正常狀態(tài)，可能造成鄰近結(jié)構(gòu)和設(shè)施的失效或破壞。因此需要設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)緊密結(jié)合，在確?；又ёo(hù)體系安全的

2、前提下，采取合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)措施，確保基坑工程本體安全，確保對(duì)周邊環(huán)境影響降至最低程度。 2.工程概況 長(zhǎng)江路隧道工程起于上海市寶山區(qū)郝橋港以東，穿越黃浦江，止于浦東港城路雙江路交叉口，全長(zhǎng)4912m，由浦東接線道路、浦東岸邊段、圓隧道段、浦西岸邊段組成。 浦東岸邊段包括工作井、暗埋段、敞開段?；拥撞课挥谲浫跽惩翆又?，針對(duì)工程地質(zhì)情況及環(huán)境要求，選用地墻、SMW和鉆孔灌注樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。 2.1工程地質(zhì) 場(chǎng)區(qū)從上至下依次為1人工填土、2粉質(zhì)粘土、3-1灰色粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土、3-2灰色粉砂、灰色淤泥質(zhì)粘土、1灰色粘土、2灰色砂質(zhì)粉土、3灰色粉質(zhì)粘土、暗綠草黃色粉質(zhì)粘土、草黃灰色粘質(zhì)粉土、灰色粉

3、質(zhì)粘土、1灰色粉細(xì)砂夾粘性土。 表1. 各土層主要物理力學(xué)性能 2.2水文地質(zhì) 工程淺部土層中的地下水類型為潛水，潛水穩(wěn)定水位埋深為0.302.30m。2砂質(zhì)粉土層為微承壓含水層，層和1層為承壓含水層，層為該地區(qū)第一承壓含水層。 現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)結(jié)果顯示，層承壓水初始水位埋深為2.300.89m，水頭具一定變化，與鄰近江水潮汐有一定相關(guān)性。承壓含水層層水平滲透系數(shù)K為1.30m/d，垂直滲透系數(shù)K取0.50m/d。 3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作井外包尺寸為50.4m25.4m，開挖深度為28.35m，故依次設(shè)置頂框架、中框架、豎框架、底板、底梁，與內(nèi)襯墻共同構(gòu)成施工和使用階段受力體系?；硬捎玫貕o(hù)的明挖法

4、施工，并與鄰近暗埋段同步施工。采用27幅1.2m厚、52.1m深地墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，1.2m厚地墻墻底標(biāo)高-48.8m，墻址插入灰色粉質(zhì)粘土層中。 圖1. 工作井圍護(hù)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面布置圖 4.施工技術(shù)措施 4.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu) 地墻施工采取鎖口管接頭、鉆孔引導(dǎo)、控制泥漿配比、坑外噴射井點(diǎn)降水、深導(dǎo)墻、選用先進(jìn)設(shè)備等一系列施工措施，保障圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。 工作井52.1m地墻屬于超深地墻，土質(zhì)情況復(fù)雜，垂直度控制難度較大，考慮到施工誤差及保證結(jié)構(gòu)有效凈寬，地墻施工時(shí)其外形尺寸每側(cè)外放10cm。 針對(duì)3層砂質(zhì)粉土在動(dòng)水情況下易產(chǎn)生槽體塌方，在坑外3層粉砂內(nèi)采用噴射井點(diǎn)進(jìn)行預(yù)降水處理，降低3層粉砂層內(nèi)槽體

5、兩側(cè)水頭差，保證槽壁穩(wěn)定。 地墻墻趾進(jìn)入1層約5.0m，成槽、起拔鎖口管等施工難度較大，通過選用先進(jìn)成槽設(shè)備、設(shè)置1200先導(dǎo)孔、提高導(dǎo)墻基礎(chǔ)強(qiáng)度、減小鎖口管摩阻力等措施，保證地墻施工順利進(jìn)行。 4.2地基加固 盾構(gòu)進(jìn)出洞加固區(qū)采用?850mm三軸攪拌樁加固。進(jìn)出洞加固區(qū)與地墻間50cm夾縫采用雙重管高壓旋噴樁加固。由于工作井正面斜撐傳力后會(huì)形成土體被動(dòng)抗力區(qū)，為增加土體穩(wěn)定性，防止地墻可能發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，工作井腋角部位采用三重管高壓旋噴樁對(duì)該區(qū)域進(jìn)行地基加固。 為控制基坑開挖引起的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、降低對(duì)周邊環(huán)境的影響，坑內(nèi)裙邊加固采用雙重管旋噴樁對(duì)工作井與暗埋段臺(tái)階、暗埋段落深區(qū)臺(tái)階進(jìn)行地基加固

6、。工作井至第四結(jié)構(gòu)段地墻共52條新老地墻接縫采取高壓旋噴樁加固防滲措施，每條接縫處外側(cè)實(shí)施3根品字形防滲樁。 4.3井點(diǎn)降水 根據(jù)工程場(chǎng)區(qū)水文地質(zhì)條件、基坑開挖深度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置情況，采用以下降水措施。 本場(chǎng)地區(qū)域淺部存在粉土、砂土，其含水量大，暗埋段通過布設(shè)疏干井來減少坑內(nèi)土體含水量，方便坑內(nèi)土方開挖作業(yè)。工作井至暗埋段，圍護(hù)結(jié)構(gòu)將2層隔斷，故在疏干井基礎(chǔ)上加深疏干井用于疏干上部潛水和降低下部微承壓含水層壓力。同時(shí)布設(shè)一定數(shù)量獨(dú)立的2層備用兼觀測(cè)井。 工作井至暗埋段，因圍護(hù)結(jié)構(gòu)將下部層隔斷，但一側(cè)仍有補(bǔ)給，工作井中將疏干兼降壓井加深至層，布設(shè)適當(dāng)?shù)慕祲壕?，同時(shí)在暗埋段布設(shè)若干層降壓井，減緩層

7、的承壓水補(bǔ)給，以保證基坑的安全。 4.4 基坑開挖 基坑開挖是整個(gè)工程實(shí)施過程中風(fēng)險(xiǎn)最大的工序，圍護(hù)接頭滲漏、縱坡穩(wěn)定、圍護(hù)變形過大、支撐失穩(wěn)、鄰近建筑物沉降過大等多種因素都將對(duì)工程實(shí)體和周邊環(huán)境帶來較大影響。 基坑開挖按“時(shí)空效應(yīng)”原理，基本原則是“土方開挖分層、分塊、對(duì)稱、平行、留土護(hù)壁，限時(shí)完成開挖與支撐”?；臃謱娱_挖中臨時(shí)放坡坡度小于理論計(jì)算安全坡度，開挖到坑底標(biāo)高時(shí)放坡坡度為1:3。按照隨挖隨撐原則進(jìn)行支撐作業(yè)。 基坑開挖分段、分層、分單元實(shí)施，基坑分段以設(shè)計(jì)分段為準(zhǔn)，深度方向按每道支撐分層，以6m寬為單元，土方開挖、支撐、底板澆筑各工序集中快速完成，以利基坑安全和變形控制。 5.

8、施工監(jiān)測(cè) 5.1 報(bào)警值設(shè)定 根據(jù)工作井周圍環(huán)境以及開挖深度，基坑安全等級(jí)均定為二級(jí)，即坑外地面最大沉降量2H0，約57mm，地墻最大水平位移量3H0（H0為基坑開挖深度）。 為保障基坑施工安全，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施信息化施工，為基坑位移和支撐軸力等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目設(shè)置了監(jiān)測(cè)頻次和各項(xiàng)警戒值。 表2 基坑施工監(jiān)測(cè)報(bào)警值 5.2 監(jiān)測(cè)成果 （1）墻體測(cè)斜：各監(jiān)測(cè)孔累計(jì)變化均出現(xiàn)報(bào)警，累計(jì)變化量為+63.24mm(點(diǎn)號(hào)CX03、深度-19m，報(bào)警值為85.05mm)。 （2）支撐軸力：各測(cè)點(diǎn)變化范圍在171.74KN696.28KN，均在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。 （3）地表垂直位移監(jiān)測(cè)：變化范圍在+0.3mm-25.3mm，

9、均在報(bào)警值范圍內(nèi)。 （4）房屋垂直位移監(jiān)測(cè)：變化范圍在+2.8mm-17.7mm，沉降可控，未發(fā)生房屋明顯裂縫。 施工監(jiān)測(cè)及時(shí)掌握基坑施工對(duì)周圍環(huán)境的影響及基坑本身形變情況，及時(shí)捕捉到施工中發(fā)現(xiàn)的細(xì)小變化，達(dá)到了信息化施工目的，變形量得到了有效控制，較好地完成了基坑和周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)任務(wù)，保障了基坑開挖安全高效進(jìn)行。 6.結(jié)語 針對(duì)長(zhǎng)江路隧道浦東岸邊段軟弱富水地層條件下基坑施工特點(diǎn)和難點(diǎn)，通過采取圍護(hù)結(jié)構(gòu)、地基加固、井點(diǎn)降水、基坑開挖、施工監(jiān)測(cè)等綜合一系列施工措施，確保深基坑結(jié)構(gòu)施工安全。施工中在加強(qiáng)施工組織管理，確保人力、物力及時(shí)有效地投入的同時(shí)，對(duì)關(guān)鍵工序進(jìn)行了深入研究和試驗(yàn)后指導(dǎo)施工，取得了很好的成效。 參考