李广发
辽宁宏地工程有限公司 沈阳 110014
关键词：深基坑、全地下变电所、时空效应、冻融、喷层龟裂、桩后空脱
66KV市府变电所位于总站路与三经街交汇处北侧，地处繁华地带，交通便利。为该市第一个全地下三层变电所，底板埋深－15.00m，基坑有效面积35×40㎡。
由于种种原因，施工未能连续进行，断断续续，持续了两冬三夏。因此在后续施工中出现了很多技术问题。
一、 场区工程地质、水文地质条件及周边环境
根据勘察单位提供的地质资料，场区地层自上而下依次为：（1）杂填土：平均厚度2.20m；（2）粉质粘土：平均厚度2.50m；（3）粗砂：平均厚度3.00m；（4）砾砂：平均厚度10.00m。基础底板设计在砾砂层上。
基坑地下水类型为赋含于砂、砾石孔隙潜水，含水层夹有粉质粘土透镜体，静止水位，水量丰富，渗透系数为81.0m/d，影响半径495.0m。
基坑两面临路，距基坑西侧1.0m处埋有10KV地下电缆一条、17.0m处为三幢七层民宅；南侧埋有通信、电力、煤气、市政等管线设施，场地十分狭小，除西侧能单车进出外，其余三侧只够人员通行。
二、 原支护结构设计的基本情况
1、原基坑支护结构采用桩－锚联合支护方式，护坡桩采用螺旋钻孔压浆桩，桩长20.0m，桩端嵌固深度5.0m，孔深21.0m，桩中心距1.10m，桩身混凝土强度等级为C25，主筋为12Ф20，加强筋为Ф16@1500mm,箍筋为Ф6@150mm；笼长18.0m，数量134根。
2、桩顶设置600×500冠梁，纵向配筋8Ф16，箍筋Ф8@200mm，混凝土强度为C25。
3、基坑周围设置降水井8眼，井深30.0m，降水井内径Ф400mm。
4、距基坑300.0mm以外设置监测点二处。在基坑冠梁上设置观测点8个，后又增设观测点8个，在民宅上设置观测点6个。
三、 基坑搁置后出现的问题
基坑挖至－8.50m后，未能连续施工，搁置了两年，由于寒来署往、温湿变化、冻融交替，故使基坑支护结构出现了以下问题。 1、锚固体发生蠕变，使部分锚杆预应力损失。
2、锚喷层产生龟裂，部分脱落，从而导致桩间土（砂）脱落，造成桩后脱空，形成7.0m高的半锥形漏斗。 3、地表硬覆盖4处塌陷。
4、基坑东南角侧壁从－2.0m处向外渗水，使侧壁夏长苔藓、冬结冰霜。 5、东侧冠梁南端在2.0m范围内断裂两处。
6、施工前对基坑监测显示：一般水平变形位移在20－30mm之间。而最大变形为42.5mm，已超出设计最大控制值。
由于上述问题的产生，原有支护结构能否满足基坑安全要求引起广泛关注。因此在继续施工前，如何解决这些技术问题，保证下一步施工的安全和顺利进行，成了业主、设计、施工等单位的头等大事。
四、 原因分析
经有关专家论证分析认为：因基坑开挖裸露、搁置时间过长，根据基坑开挖“时空效应”理论，基坑开挖后改变了原位土体应力场，随开挖深度的增加，在自重应力作用下，随时间的推移，锚杆预应力损失、支护结构水平变形量增大，致使主动土压力增大，；由于受冻融影响，桩间土喷护砼面龟裂、脱落，导致桩间土（砂）的坍塌等情况的发生。论证结果认为：除西侧有塔吊和机动车通行动载影响须增加一排锚杆外，其他按原设计进行，但上述6个问题必须一一彻底解决，方能保证后续施工的安全进行。
五、 治理措施及注意事项 1、锚杆重新锁定
对已完工的一、二层锚杆重新施加预应力。拉拔结果显示：在设计拉拔力的作用下，锚垫与腰梁间的拉拔间隙在24－28mm的占锚杆总数的85％，丝毫未动的占12％（多在拐角处），间隙在30－45mm的占2.998％，只有一根锚杆失效占锚杆总数的0.002％。在拉拔中部分丝扣锈蚀严重，旋扣困难，只得在间隙中夹入垫铁后焊牢。
2、清除龟裂侧壁重新挂网喷护
将喷护层与侧壁产生很大间隙的部分和龟裂的部分清理掉，重新挂网喷护。多数部位，桩间土（砂）和桩后土（砂）已塌落，形成上下很高的半锥形漏斗，其中有4处通至地表，造成地表硬覆盖塌陷。在治理中首先采取了自下而上的桩后插板，边插板边填砂边夯实，在填砂中掺入少量水泥拌合物。同时在4个半锥形漏斗处分别设置预埋注浆管（见图），在填至地表后，以水捍砂使其密实，并在其上部浇筑混凝土硬覆盖与原地表抹平。一周后进行静压注浆。 操作要点：(1)在清除侧壁龟裂层时设专人监护，防止脱落伤人。
(2)桩后插板长度必须保证不得小于桩中心距（即1.10m）的长度。 (3)桩后土（砂）必须填充密实。
(4)注浆压力不小于0.1MPa，以桩前不流浆为宜。
冠梁 半锥形漏斗 预埋注浆管护破桩
封闭套
腰梁
桩后插板 填料（砂与水泥拌合物） 锚杆
3、东南角从2.0m处漏水至使其基坑侧壁夏长苔藓、冬结冰霜，已造成一次桩间土流失塌落，利用砼填堵后虽已封堵住，使其桩间土停止坍塌，但滴水不止，这样一来，如果基坑继续下挖仍会使新挖部分桩间土塌落，因此，此部位为本次治理重点。经现场勘察发现，滴水部位是附近的水冲厕所化粪池渗水所致。经与相关部门协商后，对化粪池做了防水处理，使其渗水问题得以彻底解决，保证了下部工序的顺利进行。
4、冠梁断裂处理
由于东南角受化粪池渗水的影响，在距角3－4m处的东侧和南侧分别发生桩间土（砂）坍塌，虽经认真处理后，地表沉陷和桩间土塌落问题得以解决，但冠梁东侧两米范围内断裂两处，如不及时处理，基坑继续下挖，其施工安全将受到极大威胁。经过分析方案对比论证，最后决定采用锚墩拉锚的方法是最有效和最经济的。
如图所示：
100010000滑轮角钢焊架120*120卡扣钢丝绳紧线器20008001000
操作要点： 1、挖坑时，残土要及时排走，以免造成环境污染。
2、混凝土灌注离地面2000mm,其上部用腐植土垫平，拉锚后将草
坪恢复原样。
3、拉锚所用材料必须符合国家标准。
监测结果表明，断梁经处理后，未产生丝毫位移，保证了施工安全顺利的进行。
5、加密监测
由于基坑部分尺寸变形较大，因此在开挖前，在冠梁上增设了8个观测点，开挖后加密观测周期。其观测结果如下：
66KV市府变电所基坑变形监测一览表
（位移单位：mm） 2005年 观测点 9月11月3月2006年 6月8月3月4月2007年 5月5日 5月5月6月28日 15日 29日 13日 18日 16日 29日 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 0 0 0 1.2 3.6 3.6 3.6 30 10日 25日 10日 11.4 13.7 13.9 未动 未动 未动 42.5 46.1 46.1 未动 未动 未动 31 未动 未动 未动 15.8 24.3 28.5 8.9 4.3 2.8 9.2 4.8 6.5 17.4 20.3 22.7 27.8 30.1 8.4 2.8 18.6 22.8 29.7 30.2 30.2 未动 未动 未动 2.8 2.8 18.6 19 19 30 12 未动 未动 未动 未动 未动 未动 未动 未动 未动 14.7 24.7 26.5 28.7 28.7 9.6 9.6 9.6 11.6 11.8 11.6 18.7 22.2 31.1 31.1 31.1 未动 未动 未动 拉锚拉锚后 前 复 测 注： 在坑深－8M开挖前 开挖后
从观测结果分析：在基坑东南角（B角）两侧均发生桩间土（砂）脱落现象，特别是东侧靠近2号观测点附近桩间土由－4.5m处至地表完全脱空，形成半锥形漏斗，致使冠梁断裂。经上述处理后观测，再无变形。同时可以看出，凡是桩间土脱落的部位，变形量均增大，经过处理后再无变化。
基坑出现的问题由于动态管理、科学跟踪、把握要点、认真治理，直至工程结束，未出现任何问题，保证了基坑施工的安全进行。
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