刘宇光
(广东省建筑设计研究院有限公司 广州 510010)
随着近年来城市的发展,常出现某一片区域地块集中出让,相邻基坑间相互影响,周边环境日益复杂。当项目均采用锚索支护时,由于锚索的影响范围较大,且利用了红线外用地,因此锚索可能在一定区域内存在交叉冲突[1-4]。针对上述情况,常规处理方法是错开两地块开发时序,待一个基坑锚索退出使用功能后再实施另一基坑锚索;或后实施地块采用内支撑替代锚索。上述措施均以工期和成本为代价。本文根据珠海某项目工程实例,总结分析了锚索交叉施工的经验,当基坑边界条件与案例类似时,即使锚索存在交叉施工也可正常采用锚索支护,无需对施工工序及支护型式做出较大调整,可缩短工期和节约造价。
拟建项目位于广东省珠海市,两地块均为一层地下室,基坑深度为4.92 m,两地块基本为方形,相邻边长度约110 m,地块间道路宽度约30 m。道路下方存在大量地下管线。
图1 典型地质剖面Fig.1 Typical Geological Sections
主要岩土层地质特征如下:
⑴素填土(①1):灰色,湿,呈松散状态,主要由黏性土组成,土质均匀性差,欠固结。据了解,堆填时间不超过5 年,未完成自重固结。揭露层厚为0.50~3.30 m,平均层厚为1.92 m。
⑵填淤泥(①2):灰色,湿,呈流塑状态,主要由淤泥回填而成,欠固结。据了解,堆填时间不超过5年,未完成自重固结。揭露层厚为0.40~3.00 m,平均层厚为1.44 m。
⑶淤泥(②):灰色、灰黑色,流塑为主,局部呈软塑状,含有机质黏性土,饱和,手捻光滑,含腐殖质,局部夹有贝壳、云母等,具腥臭味,干强度高。揭露层厚为6.50~12.30 m,平均层厚为9.97 m。
⑷粉质黏土(③1):浅黄色、黄褐色、褐红色,呈花斑状,可塑为主,局部呈硬塑状,土质较均匀,以粉质黏土为主,少数为黏土,切面光滑,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,无摇振反应。揭露层厚为0.70~10.30 m,平均层厚为4.33 m。
⑸淤泥质黏土(③2):灰黑色,流塑~软塑,饱和,含有腐殖质,部分为泥炭质黏土,具腥臭味,干强度高。揭露层厚为0.60~3.30 m,平均层厚为1.66 m。
⑹中粗砂(③3):灰黄色、黄色,饱和,稍密~中密,以中粗砂为主,主要成分为石英、长石,黏粒含量为10%~25%,分选性较差,颗粒级配良好,岩芯呈散粒状为主,局部呈柱状、团块状。揭露层厚为0.50~6.10 m,平均层厚为2.82 m。
⑺砂质黏性土(④):褐红色、黄褐色、灰白色,可塑~硬塑,由花岗岩风化残积而成,含石英砾约10%~25%,原岩结构尚可辨认,切面较粗糙,韧性较低,干强度中等,遇水易软化、崩解。揭露层厚为0.80~18.00 m,平均层厚为8.06 m。
下伏基岩为侏罗纪燕山期花岗岩。
本项目地质特点为存在深厚淤泥及砂层,因此锚索在上述地层中成孔需采用套管跟进技术[5]。
地下水类型分为孔隙水和基岩裂隙水。孔隙水赋存于第四系各地层及全风化岩中,其中填土层为中等透水层,淤泥、淤泥质黏土为微透水层,中粗砂为强透水层,填淤泥、粉质黏土、砂质黏性土及全风化岩为弱透水层。基岩裂隙水赋存于强~中风化岩中,强风化及中风化岩为弱~中等透水层,基岩裂隙水具承压性。
本项目地质条件较差,存在较为深厚的淤泥层,根据勘察土工试验,淤泥性状极差,结合项目条件及业主需求,两地块均采用“上部放坡+预应力管桩+预应力扩大头锚索[6-10]”的支护型式,止水采用三轴搅拌桩。由于两地块中间存在既有道路,根据锚索设计长度,锚索不可避免的在道路下方存在交叉,且避让难度较大。基坑平面及剖面如图2所示。
根据施工计划,两地块基本同时施工,锚索的施工可做到先后错开,但无法实现一个基坑回填完毕后施工另一个地块锚索。
依据锚索的施工工艺,锚索钻进成孔时,虽然可能碰到另一个地块锚索的锚固体,但是当钻头破坏锚固体碰到锚索的钢绞线时,由于在未张拉时钢绞线基本为柔性,钻头将错开钢绞线继续钻进,破坏钢绞线的可能性不大,锚索注浆时也将对另一地块锚索的锚固体进行修复,因此综合判断该方案总体安全。但仍对现场施工提出一定要求:
⑴两地块的锚索应错开成孔施工,同时要求待两地块锚索均成孔注浆完成后方可张拉;
⑵精细化施工,考虑到锚索间距较大,且两地块锚索基本平行布置,因此要求施工时锚索在平面上错开,减少锚索冲突的数量。
为确保基坑及周边环境安全,在该位置适当加密了监测点的布置,现阶段基坑已基本回填,开挖至基坑底时现场如图3所示。
图3 开挖至基坑底时现场Fig.3 Site of Excavation to the Foundation Pit Bottom
从现场情况来看,基坑变形总体可控,基坑开挖至底后,变形区域稳定,该侧基坑外无明显裂缝。以测斜孔CX12为例,基坑支护桩最大水平位移7.7 mm,如图4 所示;锚索轴力监测值为294 N,基本与计算值吻合,锚索轴力无明显损失。基坑开挖至回填过程中,监测数据均未超过警戒值,基坑处于安全状态。
图4 CX12深层水平位移监测Fig.4 CX12 Deep Horizontal Displacement Monitoring
本文通过相邻地块基坑锚索交叉施工实例分析,得出如下结论:
⑴对于基坑深度较小,锚索设计轴力较小时,锚索交叉施工对锚索质量及轴力影响较小;
⑵相邻基坑如同期开挖,在锚索交叉位置宜待两地块基坑锚索均施工完成后再进行张拉。