博物館建筑基坑支護形式處理措施探討
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摘要:根據南充市博物館、文化館、文物庫房、地下車庫工程項目周邊環(huán)境和水文地質情況，分別選用掛網噴射細石混凝土、噴錨支護措施、排樁支護以及選擇護坡樁加錨桿的等支護方式進行施工。經實際施工，達到了深基坑施工中規(guī)范保護要求，可為同類型工程提供參考。
1項目概況
南充市博物館、文化館、文物庫房、地下車庫項目位于南充市順慶區(qū)白土壩路西側、毗鄰南充市體育公園，由博物館、文化館、文物庫房、地下車庫組成，規(guī)劃建設用地面積38119．27m2，規(guī)劃總建筑面積46589．04m2(其中地上建筑面積28921．61m2、地下建筑面積17667．43m2);本項目建物地上1層～4層(建筑高度31．5m)，設一層地下室，設計±0．00標高為275．60m。結構形式:筒體—鋼桁架—框架組成的混合結構;基礎形式:柱下獨立基礎、樁基，筒體下筏板基礎;荷載:柱底內力標準值2000kN～12000kN，筒體下筏板基礎基底反力700kPa。后又對該項目局部施工作出進一步調整，對局部地下室輪廓及部分基礎埋深加深，基坑深度一般調整為8．10m～12．40m，局部最深達15．45m，以此達到滿足現行規(guī)程規(guī)范要求的目的。
2基坑概況
2．1地質概況
南充市地處川中紅層淺丘區(qū)，區(qū)域地質構造上位于新華夏系四川沉降帶內、川中褶皺帶的南充西山向斜北東翼。該褶皺帶為東西向的大型寬緩向斜，無斷裂及陡傾褶皺存在，巖層產狀平緩，傾角1°～1．5°，巖層產狀近于水平。據區(qū)域地質資料，該項目建場區(qū)新構造運動微弱，無大的構造斷裂存在，區(qū)域穩(wěn)定性好，無不良地質構造活動跡象。建場地地處四川盆地中紅層丘陵地區(qū)，屬剝蝕殘丘地形地貌。場區(qū)西北側及東南側以前為河道，中部為臺地，后因場地平整，對臺地進行了挖方、對河道進行改道回填，現場地均已整平、地勢開闊，總體呈北高南低。建場區(qū)內高地面高程285276．98m12m，最低地面高程279274．87m，地面高差61．15m25m。場區(qū)地下水屬川中紅層地下水區(qū)，主要有上層滯水、基巖裂隙水兩種類型，總體上地下水較貧乏。上層滯水分布于人工填土中，主要受大氣降水補給，水量較小，空間分布不均。基巖裂隙水主要賦存于下伏強風化泥巖網狀裂隙中，水量較小，富水性不均。本次勘察期間，于部分鉆孔中測得地下室部位的孔隙潛水靜止水位12．70m(高程262．79m)，對基坑開挖無大的影響。根據對巖土層測試指標的統(tǒng)計分析結果，按GB50007—2011建筑地基基礎設計規(guī)范等規(guī)定，物理性質指標一般可選用平均值，抗壓強度、抗剪強度指標選用標準值，地基承載力選用特征值。以下便根據巖土參數的選用原則并結合本地區(qū)的工程經驗，綜合采取巖樣進行的巖石試驗成果，各巖土層的物理力學參數指標建議值見表1。
2．2基坑概況
本工程周邊環(huán)境簡單，基坑深度一般為6．30m～10．0m，局部達12．40m～15．45m，工程地質條件簡單，局部地下水在基坑開挖深度以下，對基坑施工影響不大，根據相關規(guī)程規(guī)范，本基坑工程安全等級為一級。因場區(qū)東西兩側周邊無緊鄰構建筑物，且地勢較開闊，基坑開挖后基坑坑壁大部分地段為巖石，穩(wěn)定性較好，對建筑基坑采取適當放坡即可解決，對上部強風化巖層段可采用噴錨支護措施，對下部中風化巖石構成的坑壁，為防止巖石風化，對其進行掛網噴射細石混凝土。對于場區(qū)南側厚填方地段采用放坡開挖處理或采用噴錨支護措施。對場區(qū)西北角及東南角因場地較窄，無放坡施工條件，對此段則采用排樁支護。基坑支護及其支護設計所需巖土層的物理力學參數指標可參照表2選取。
3設計構思
南充博物館、文化館、文物庫房、地下車庫項目位于南充市順慶區(qū)，場地東側為白土壩路，西側為西河，場地南側為玉帶路，北側為南充市西河體育公園。場地西北側及東南側以前為小河，中部為臺地，后因場地平整對臺地進行了挖方，對河道改道進行回填，現場地均已整平，總體呈北高南低，高程為274．57m～275．53m。本項目±0=275．60m，防水板頂標高ab段－6．3m(除車道部分)，bc段－5．5m，cd段－3．2m，de段－9．4m，－8．4m，－8．1m，－9．35m，ef段6．3m，fg段6．8m(除車道部分)，其中抗水板為0．45m，考慮墊層厚度為0．1m，本項目地坪標高按275m(－0．6m)考慮，故開挖深度為6．25m，9．55m，6．25m，5．45m，3．15m，9．35m，8．35m，8．05m，9．30m，6．25m，6．75m，車道部分最大高差暫按2．0m考慮。基坑開挖深度3．15m～9．35m，對于具有一定放坡條件，開挖深度內全部為素填土的2—2，5—5剖面采用土釘支護，其余部位基本為基巖采用放坡加護壁支護。根據巖土工程勘察資料、現場環(huán)境條件、工程類比及不同方法的理論計算比較等，該建筑場地地形開闊、平坦，穩(wěn)定性良好，場地及其附近無斷裂通過，巖層平緩，屬構造穩(wěn)定地塊?，F場地質調查表明，場地地勢較平坦、開闊;2008年5月12日汶川發(fā)生8級地震，對本區(qū)域無重大影響。在施工過程中確保地下水位降至基坑底面以下0．5m～1．0m，滿足基坑開挖與基礎施工要求;確保基坑附近環(huán)境的穩(wěn)定與安全;技術與經濟上合理，且有利于土建施工。與此同時，根據場地工程地質條件，場地內未發(fā)現其他不良地質作用，地基土穩(wěn)定、區(qū)域地質構造較穩(wěn)定，場地為適宜修建建筑的場地。根據現場場地條件，基坑開挖及基礎施工期間，應在基坑邊坡、周邊建(構)筑物設置一定數量的變形觀測點網，隨時對四周地面的沉降、已有建(構)筑物的變形及邊坡位移進行嚴密監(jiān)測，發(fā)現異常情況及時處理，防止意外事故發(fā)生，以及確?；舆吰碌陌踩?/p>
4施工要點
一般情況下能滿足基坑的安全施工需要多種方式的基坑支護技術，隨著深基坑的逐步廣泛運用，單一的支護技術已經不能滿足當前工程建設的發(fā)展需要。各種組合支護技術相輔相成進一步發(fā)展，常見的包括:水泥土樁和灌注樁組合支護、抗滑樁和錨桿組合支護結構、水泥攪拌樁和錨桿支護結構等等?；娱_挖后基坑坑壁大部分地段為巖石，穩(wěn)定性較好，對上部強風化巖層段可采用噴錨支護措施，對下部中風化巖石構成的坑壁，為防止巖石風化，可對其進行掛網噴射細石混凝土;場區(qū)對基礎施工有影響的地下水主要為賦存于場區(qū)西北角及東南側的原河道區(qū)域，本工程勘察期間靜止水位埋深較大，測得地下室部位地下水靜止水位12．70m(高程262．79m)，對基坑開挖無大的影響;若采用人工挖孔樁基礎，則受地下水的影響較大，可采用絕緣的泥漿泵明排方式抽除地下水。因中風化巖石上部部分地段存在破碎的軟弱夾層，樁端進入持力層后，應按規(guī)范對樁端以下3d～5d(d為樁徑)范圍內持力層逐樁進行檢驗。對于場區(qū)南側厚填方地段采用放坡開挖處理或采用噴錨支護措施。對場區(qū)西北角及東南角可采用排樁支護。基坑支護應委托具有相應資質的單位進行專項設計。擬建物基底下為中等風化砂質泥巖部位建議采用柱下獨立基礎或筏板基礎，以中風化砂質泥巖作為基礎持力層;回填土較深部位建議采用樁基礎，樁形可采用鉆孔灌注樁或人工挖孔灌注樁，以中風化砂質泥巖作為樁底持力層，因中風化巖石上部部分地段存在破碎的軟弱夾層，樁端進入持力層后，應按規(guī)范對樁端以下3d～5d(d為樁徑)范圍內持力層逐樁進行檢驗。做好本工程地下室基坑周邊地面的沉降、已有建(構)筑物的變形及邊坡位移的監(jiān)測工作，發(fā)現異常情況及時處理，防止意外事故發(fā)生。與此同時，場區(qū)地處淺丘紅層區(qū)，地層起伏變化較大，基槽(坑)開挖后，應進行驗槽(坑)工作，如有異常地質條件或與勘察報告不符時，應進行必要的施工勘察工作。建場地西北及東南側原河道地段分布有厚層新近填土，土層厚度及性狀變化較大，基巖埋藏較深，采用天然地基獨立基礎形式難以滿足設計要求;因該部位填土為新近回填土，未完全固結，采用CFG樁加固處理不適宜。根據該地區(qū)的施工經驗，本著安全經濟的原則，對此地段建議選用樁基礎，以中風化砂質泥巖作為樁基礎持力層。就本場地特點而言，可選擇的樁基形式有人工挖孔灌注樁、鉆孔灌注樁。人工挖孔灌注樁:采用人工挖孔施工，具有設備簡單，施工方便，速度快等特點，而且單樁承載力高，能直觀檢驗樁底持力層的性狀特征，施工質量易于控制，樁端直徑可根據荷載不同調整，因場區(qū)地處沖溝地段，據相鄰工程經驗，在土巖相接部位存在較豐富的地下水，對樁孔施工有一定的不利影響，同時上部填土層較厚，下部粉質粘土層多呈軟塑狀，對樁壁支護及施工安全有一定的不利影響，其設計所需的有關技術參數見表3。鉆孔灌注樁:該方案即采用機械成孔，對外部施工環(huán)境無特殊要求，但其施工過程中將產生大量泥漿，對環(huán)境有一定的影響，且本場地上部存在厚層的由泥巖碎塊組成的素填土，下部部分地段存在軟塑狀的粉質粘土層，結合現場勘察鉆進經驗，二者對樁成孔均有不利的影響，前者因為近期回填結構松散、局部架空，將造成樁孔壁不穩(wěn)定易垮孔，后者是多呈軟塑狀，成孔過程中將產生收縮現象，樁體澆筑過程中可能造成縮頸斷樁事故，從而影響施工質量及進度。其設計所需的有關技術參數見表4。
5結語
本工程場地及其附近無斷裂通過，巖層平緩，屬構造相對穩(wěn)定地塊，場地地形開闊、平坦，穩(wěn)定性良好，場地為適宜修建建筑的場地。做好基坑支護和降水施工組織要切實可行地指導工程施工和工程管理的相應施工標準，通過精心的設計，科學計算研究，優(yōu)質高效地完成本次南充市博物館、文化館、文物庫房、地下車庫工程項目。支護結構形式選擇的合理，保障整個基坑以及建筑物的安全可靠，同時促進企業(yè)經濟利益和社會效益發(fā)展向好。
參考文獻:
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作者：李文君 蔣克軍 單位：南充市政府投資非經營性項目代建中心
