多種支護方式在深基坑工程中綜合運用的工程實例

劉 明 任文天

（中節(jié)能建設工程設計院有限公司，四川 成都 610000）

多種支護方式在深基坑工程中綜合運用的工程實例

劉 明 任文天

（中節(jié)能建設工程設計院有限公司，四川 成都 610000）

深基坑支護的難度隨著城市的建設越來越大，然而通過采取放坡、土釘、支護樁、錨索、斜支撐多種支護方式的合理組合，能夠處理周邊環(huán)境復雜，基坑深度變化大等非常規(guī)的高難度的深基坑支護，且支護效果良好。

多種支護方式；深基坑支護；施工問題

隨著社會的發(fā)展和城市化進程的加快，地下空間的開發(fā)及利用日益重要，使得深基坑工程的數(shù)量急劇增加。與此同時巖土工程的發(fā)展和科技的進步，又促使基坑工程中產(chǎn)生了多種支護形式及施工工藝，以滿足大量的、不同需求的工程發(fā)展。在倡導綠色節(jié)約的大環(huán)境下，針對工程特點，合理選擇支護方式，在確?；影踩那疤嵯?，節(jié)約資源、降低工程成本就顯得越來越突出。

一、目前在城市建設項目中，深基坑工程呈現(xiàn)出以下特點

1.由于場地的限制，基坑的空間形狀正向大深度、大面積、不規(guī)則性發(fā)展。

2.基坑經(jīng)常在已建或在建的、密集的或緊靠市政設施的建筑群中施工。

3.工程地質(zhì)條件越來越差。

4.基坑工程施工周期較長，從開挖到完成地面以下的全部工程，需要經(jīng)歷多次降雨、周邊堆載、振動等不利因素的多次影響。

二、工程實例

1.工程概況

某工程位于成都劍南大道北段，基坑周長約889m，設1～3F地下室，±0.00相當于絕對標高499.150m，一層地下室開挖深度為8.1m，二層地下室開挖深度為12.05m，三層地下室開挖深度為15.9m，本基坑為由北向南延伸的狹長不規(guī)則形狀，長寬比約為1∶0.1，基坑深度由南北兩端向中部逐層遞深。

2.基坑周邊環(huán)境

本基坑西側(cè)長約359.6m，緊靠成昆鐵路鐵路橋段，距基坑開挖線約20m，基坑北側(cè)寬約36.4m，為基坑最窄處，成都污水二次處理在建濕地公園環(huán)抱基坑西北兩側(cè)，基坑東側(cè)長約312.6m，緊靠劍南大道（其下為規(guī)劃地鐵線路），距基坑開挖線約0.6m～10.5m，基坑南側(cè)為一圓弧段，臨近另一在建基坑項目，距紅線最近處約1.5m。同時本基坑被污水二次處理項目的排水管道環(huán)繞基坑一周。

3.場地工程地質(zhì)條件

場地地基土主要為第四系全新統(tǒng)填土層①（Q4ml）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積粘性土、粉土層②和砂卵石層③（Q3

al+pl）以及白堊系灌口組（K2g）泥巖層。場地內(nèi)主要存在3種類型的地下水：局部地段上部填土中的上層滯水，賦存于砂卵石層中的孔隙潛水，賦存于基巖風化帶的裂隙水。本場地最高地下水位標高可能達到493.50m。

4.降水工程設計

降水井設計根據(jù)基坑不同開挖深度分段設計結(jié)果如下（見表1）。

表1　

基坑開挖后現(xiàn)場實際情況反映，降水效果滿足基礎施工需要。

5.基坑支護工程設計

5.1支護方式的選擇

本工程根據(jù)基坑特點及周邊環(huán)境，合理選擇了多種支護方式進行組合設計，如圖1所示。

（1）基坑南北兩面為負一層，周邊無建筑物且有一定放坡空間，故設計采用1∶0.7放坡土釘支護。

（2）基坑負二層設計采用錨拉樁支護設一排錨索。

（3）基坑負3層設計采用錨拉樁支護設二排錨索，靠劍南大道側(cè)基坑由于地鐵控制線的存在，無法施工錨索，故設計采用斜支撐支護。

（4）在基坑施工過程中，鐵路橋下規(guī)劃的污水二次處理濕地公園項目開始蓄水，減輕濕地公園地下蓄水對基坑的不利影響，同時加強負3層處基坑的穩(wěn)定性，在基坑外側(cè)離冠梁9m處設置混凝土拉梁，深3m，寬2m，長度與負3層基坑等長，拉梁與冠梁間每隔3根支護樁設置300mm×300mm的鋼筋混凝土連梁。拉梁與冠梁有效連接，對該處支護體系起到拉力制約作用。同時深3m的拉梁也有效阻擋了濕地公園向基坑側(cè)的滲水。

5.2設計施工參數(shù)

該項目基坑安全等級定為一級，基坑側(cè)壁重要性系數(shù)為1.1，基坑安全使用期限為6個月。基坑頂面荷載取值：基坑邊3m范圍外，土釘墻段按均布荷載10kN/m2，支護樁段按均布荷載15kN/m2。

基坑設計巖土工程特性指標建議值見表2。

基坑各分段支護設計施工參數(shù)見表3、表4和表5。

表2　

表3　護壁樁設計施工參數(shù)表

表4　錨索設計施工參數(shù)表

表5　內(nèi)支撐體系設計施工參數(shù)表

（1）樁間支護設計施工參數(shù)

護壁樁間土層采用掛網(wǎng)噴射混凝土，噴射細石砼C20，厚度80mm，設置鋼筋網(wǎng)φ8@250×250，加強筋φ16@1000×1800～2200，加強筋的橫筋與樁身進行植筋連接（不小于15d）。

（2）土釘支護設計施工參數(shù)

土釘孔徑：D=100mm

土釘成孔：采用專用機械進行鉆進成孔100mm

鋼筋網(wǎng)布置：φ8@250×250

加強筋：φ14@1500×1400

縱橫加強筋與土釘連接并采用∮14鋼筋焊接加強

砼強度C20

灌漿水灰比：0.45～0.5

灌漿壓力：0.5～1.2MPa

噴射砼厚度：80mm

（3）護壁排水系統(tǒng)設計施工參數(shù)

土釘支護及樁間土采用掛網(wǎng)噴射砼，護壁面板需設置泄水孔，間距2.0m×2.5m，對護壁面板出現(xiàn)滲水處應增設泄水孔。對基坑周邊圍墻范圍內(nèi)（有條件時1.5倍基坑深度范圍內(nèi)），地表進行細石砼C20厚度100mm以上硬化封閉，防止地表水對護壁體系后的土體進行浸泡沖蝕。

5.3基坑支護施工工序（圖2）

6.施工中遇到的問題及解決方法

6.1問題一

由于施工現(xiàn)場用電量不足，電流不能滿足鋼筋對焊機的正常用電量，護壁樁主筋閃光對焊的質(zhì)量參差不齊，這將給支護樁的質(zhì)量帶來重大隱患，故在經(jīng)過甲方、監(jiān)理的批準后，采用機械套筒連接，按照每500個連接接頭取樣一組，經(jīng)行力學檢側(cè)，鋼筋機械連接檢測結(jié)果全部合格，支護樁的質(zhì)量得到保證。

6.2問題二

基坑鐵路橋下方為污水二次處理濕地公園，且基坑周邊環(huán)繞有污水處理的進排水管線，管徑約1m，部分管線緊貼護壁樁，所以在基坑開挖過程中，基坑周邊出現(xiàn)大面積滲水，部分樁間土垮塌，嚴重影響基坑安全。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，在原有設計方案基礎上，采取了以下加固措施來確?；影踩?。（1）增加泄水孔，在原有泄水孔的基礎上加密增多。（2）基坑鐵路橋側(cè)增加拉梁，對該側(cè)支護體系產(chǎn)生一個拉約束力，穩(wěn)定基坑，控制變形。（3）在內(nèi)支撐支護處，支撐下方增加一排錨索，形成內(nèi)撐外拉的支護結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定基坑。

6.3問題三

基坑西南側(cè)，由于基坑邊埋置的污水管漏水，在排水管四周回填土空洞連通形成“暗河”，土方開挖過程中，土方邊挖邊垮，難以施工。經(jīng)現(xiàn)場分析觀察，在基坑外，污水管的外側(cè)，開挖一條深溝，方向與基坑邊平行，深1.5m，寬1m，同時在深溝兩端安置抽水裝置，將多余水抽出，該深溝截斷了大部分向基坑內(nèi)流入的水。

6.4問題四

由于土體長時間受水浸泡，處于飽和狀態(tài)，基坑西南側(cè)開挖形成1∶1邊坡后，部分土體仍然沿一個滑移面向下緩慢滑動，所以在網(wǎng)噴施工過程中，在邊坡上沿垂直于地面方向，向下打入鋼管土釘，土釘打穿滑移面后，錨固于下部穩(wěn)定土體，然后在坡體表面鋪設鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)與土釘焊接形成整體后，噴射混凝土支護。該方法使西南側(cè)基坑基本穩(wěn)定，變形觀測數(shù)據(jù)顯示，基坑穩(wěn)定。

6.5問題五

由于基坑壁漏水，土方開挖后，部分樁間土垮塌，形成漏洞。施工樁間支護時，使用麻袋裝入砂石，將漏洞填實填平后，加密該處護壁鋼筋，噴射混凝土面層，最后設置泄水孔。通過該方法，修復了破損的基坑護壁。

6.6問題六

在施工后期，由于甲方基礎圖紙設計變動，基坑部分地段加深0.5m。為了抵消因基坑加深所增大的土壓力，在保證基礎施工工作面的情況下，預留基坑內(nèi)側(cè)的土體，形成反壓力，用來抵消增大的土壓力，保持基坑的穩(wěn)定平衡。

7.變形觀測

針對本基坑深度實際情況，結(jié)合成都地區(qū)的實際地質(zhì)條件，本基坑支護工程監(jiān)測項目為地下水位變化和降水對周邊環(huán)境的影響監(jiān)測、圍護結(jié)構(gòu)的水平位移監(jiān)測及周邊構(gòu)筑物的沉降觀測。測量精度要求達到建筑測量等級二級要求，即觀測點測站高差中誤差不大于0.50mm，觀測點坐標中誤差不大于3.0mm。

支護結(jié)構(gòu)水平位移：報警值：30mm，基坑周邊地面沉降：報警值：25mm，基坑降水含沙量：報警值：1/2萬。

通過甲方委托第三方單位，對基坑經(jīng)行變形觀測，觀測數(shù)據(jù)顯示，在基坑正常使用年限內(nèi)，變形量控制在施工要求范圍內(nèi)，基坑穩(wěn)定。

結(jié)語

隨著城市的發(fā)展，基坑支護的難度不斷提高，然而市場競爭日益激烈。在面對地質(zhì)條件差，基坑周邊環(huán)境復雜，基坑形狀特殊等，特點鮮明、難度較高的基坑支護時，可根據(jù)其基坑特點，結(jié)合各種支護方式的優(yōu)缺點，認真分析，靈活應用，合理配置多種支護方式，從而找到基坑安全與經(jīng)濟的最佳平衡點，在激烈的市場中，體現(xiàn)自身的競爭優(yōu)勢。

［1］ JGJ/T111-98，建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ JGJ120-2012，建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程［S］.

TU753

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