超深小口径圆形基坑支护方案探讨

放坡开挖经济、快捷,但受场地条件限制, 本基坑工程不可行;喷锚支护安全、经济、快速,但由于周边管线、建(构)筑物限制无法实施; 逆作拱墙安全可靠,但由于施工条件及施工能力限制亦无法采用。

综合基坑深度和特点、场地土层(土岩结合地层) 、水文地质和场地的周边环境以及施工等条件,本着安全经济的原则,本基坑工程支护结构采用排桩加桩顶冠梁、桩身中部二道环拱支护方案。但由于基坑地层为土岩结合地层,支护桩只能穿过土层入岩一部分,无法嵌入基坑底部,由此支护桩形成吊脚桩模式,不利于基坑稳定,因此,在支护桩近端部设置斜拉锚杆致使桩端稳定,以利基坑稳定。

支护桩采用人工挖孔灌注桩,支护桩嵌入中等风化岩层不小于2. 0 m深度;桩顶设置一道混凝土冠梁;标高- 5. 2 m处设置一道环拱,标高- 9. 0 m处设置第二道环拱。同时为提高基坑的整体稳定性,在第二道环拱处(近桩端部)布置一排斜拉锚杆。下部基坑为岩石基坑,均采用岩石喷锚支护。土压力及位移计算结果如图1。

3开挖及监测

深基坑施工及开挖应严格按照设计要求的工况进行施工。首先应进行支护桩(人工挖孔桩)施工,达到设计强度后,开挖至冠梁位置,施工冠梁; 继续分层开挖至第一道环拱位置,施工环拱, 根据开挖情况适时进行桩间土保护或泄水孔的施工; 继续分层

开挖到第二道环拱位置,施工斜拉锚杆,张拉锁定,然后施工第二道环拱,锚杆锁定于环拱上; 垂直分层开挖岩石基坑,施工岩石喷锚,直至设计坑底标高。开挖过程中应充分重视基坑监测,及时根据监测数据调整施工流程或方案,强调信息化施工。结合基坑特点及周边环境条件,进行如下基坑监测项目:冠梁顶面支护结构水平、垂直位移监测( 4 个监测点) ;基坑外侧重要管线、道路及建(构)筑物变形监测(17个监测点) ; 一、二道环拱内力监测(每层3个,计6 个监测点) ; 支护桩外侧深层土体水平位移监测(４个监测点)。

4问题讨论

1)支护结构应满足特殊条件下的基坑稳定性要求,且具针对性、可行性;

2)土岩结合地层中支护桩吊脚情况宜采取有效措施,以控制桩端稳定,进而利于基坑整体稳定; 基坑坑壁土岩过度段,应加强坑壁的稳定性加固措施;

3)支护结构变形、位移过大,应停止开挖, 加强临时锚杆或钢板支护等措施的作用; 严格控制基坑周边的超载,出现局部破坏应及时卸载、补强以免造成连锁破坏反应;

4)岩石基坑开挖,应注意有影响稳定的较大结构面的出露情况,及时进行补强加固;

5)开挖过程中,密切关注地表水及地下水情况,并及时采取有效措施,雨季施工应特别注意雨水的影响;坑内出现有异常水量时, 应停止开挖,及时查明原因,进行堵漏或注浆处理;开挖后桩间土有渗水时,宜在坡面设置泄水孔或实施临时喷锚;

6)确保基坑整体稳定安全,应制订系统、周密、动态的基坑监测方案。

5结束语

通过系统的分析、对比,超深小口径圆形基坑的支护形式可根据地质条件、周边环境条件的不同,采取具针对性、且可行的特殊方案。对于土岩结合地质条件下的情况可采取排桩、环拱、斜拉锚杆联合支护体系。

支护方案要确保基坑工程的安全以及周围建(构)筑设施、道路、管线等环境的安全, 同时要从施工设备条件、材料、工期以及环境保护等多方面综合研究其经济合理性、施工便利性和工期保证性。基坑周边环境条件是支护形式选择的重要依据,同时也是基坑工程的重要保护对象, 更是基坑监测内容的重点反应。

方案的实施体现在详细的、符合设计的基坑开挖施工组织设计上,其对基坑工程的稳定、安全至关重要;同时动态、科学、系统的监测更是基坑工程安全的有力保证。

摘自《南钢科技与管理》2010年第2期