黃土地層某深基坑支護設(shè)計方案類比

熊 昌

(機械工業(yè)勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710043)

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黃土地層某深基坑支護設(shè)計方案類比

熊 昌

(機械工業(yè)勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710043)

結(jié)合陜西某基坑工程的周邊條件與地質(zhì)情況，確定了該基坑的支護設(shè)計方案，并與類似工程作了比較，探討了支護方案在實施過程中的注意事項，確保了基坑施工的安全性、經(jīng)濟性及有效性。

基坑，支護設(shè)計，土釘墻，錨索

陜西地區(qū)深基坑支護發(fā)展快速，支護措施也越來越經(jīng)濟，巖土工程是半理論半經(jīng)驗技術(shù)，通過與類似工程比較，可知其是一種可靠的方法。

通過一些已經(jīng)順利完成的基坑支護經(jīng)驗數(shù)據(jù)，為后續(xù)的類似工程提供借鑒可讓巖土工作者少走彎路，增加經(jīng)驗積累，在保證安全的前提下，盡可能節(jié)約支護造價。

1 基坑周邊條件及地質(zhì)情況

1.1 基坑周邊條件

場地北側(cè)圍墻外為綠化及人行道，再往外就是道路，基坑底邊線距離紅線約3.5 m，距離道路機動車道約7.0 m。

場地西側(cè)圍墻外為綠化及人行道，再往外就是主干道，基坑底邊線距離紅線約3.5 m，距離主干道機動車道約10.0 m。

場地南側(cè)圍墻外為綠化及人行道，再往外就是主干道，基坑底邊線距離紅線約3.5 m，距離主干道車道約10.0 m。

場地東側(cè)北段圍墻外為綠化及人行道，再往外就是主干道，基坑底邊線距離紅線約3.5 m，距離主干道車道約8.0 m。

場地東側(cè)南段臨近2棟建筑 。其中1棟主樓部分21層，附屬結(jié)構(gòu)3層，1層地下室采用灌注樁基礎(chǔ)，樁長27 m，33.5 m，距離基坑最近處約12.60 m，有一地下車庫出入口距離基坑底邊線較近，約8.0 m。另1棟為3層～5層建筑，無地下室，北側(cè)距離基坑底邊線約11 m，西側(cè)距離基坑底邊線約18 m。

1.2 地質(zhì)情況

地貌單元屬皂河Ⅱ級階地。地層由上而下依次為①素填土、②黃土狀土(粉質(zhì)粘土)、③黃土狀土(粉質(zhì)粘土)、④古土壤、⑤粉質(zhì)粘土，該層中部、底部局部夾有⑤1中砂夾層或透鏡體。⑤1中

砂夾層或透鏡體、⑥粉質(zhì)粘土，該層中部、底部局部地段分布有⑥1中砂夾層或透鏡體。

實測本場地地下水位埋深為15.10 m～16.30 m，屬潛水類型。

1.3 本項目巖土計算參數(shù)

本項目巖土計算參數(shù)表見表1。

表1 巖土計算參數(shù)表

2 支護設(shè)計選型介紹及分析

2.1 本項目支護選型

1)場地北、東、西側(cè)設(shè)計采用下部錨拉樁，上部土釘墻的支護方案。由于臨近現(xiàn)狀圍墻，將基坑上部土釘墻底標高放在-7 m，土釘墻翻邊至圍墻，即土釘墻支護高度7.0 m，下部采用對變形較小的錨拉樁體系支護。根據(jù)周邊建筑物荷載的不同以及基坑開挖深度不同，采用不同的支護樁支護結(jié)構(gòu)，北、東、西其余部分采用一樁一錨。

場地南側(cè)由于地鐵相關(guān)規(guī)定限制，為滿足相關(guān)規(guī)范及地鐵管理規(guī)定，采用雙排樁+錨索+上部土釘墻的支護形式。

2)根據(jù)地層條件，本工程降水選用管井法降水。在計算的基礎(chǔ)上，綜合考慮各種因素的情況下，沿基坑周邊布置降水井32口，井徑800 mm，井深為40 m，平均間距約為23 m。

2.2 本項目支護選型分析及與類似工程比較

1)根據(jù)地勘報告，場地的土質(zhì)在陜西地區(qū)偏好，有較好的自立性，基坑上部采用土釘墻支護形式，對節(jié)約成本加快進度是有利的。上部土釘墻下部錨拉樁為我單位最先在陜西地區(qū)深基坑中采用，目前陜西超深基坑只要上部有空間且距離重要建筑有一定的距離，均采用此方法節(jié)省造價。類比我單位在附近完成的深基坑，上部采用7 m土釘墻方式在本工程中是可行的。

2)采用一樁一錨支護方式，突破陜西這些年超深基坑做法，采用2.0 m樁間距，800 mm～900 mm樁徑護坡樁，大幅度節(jié)約造價。早期類似工程一般采用1.5 m樁間距，后來根據(jù)經(jīng)驗積累變?yōu)?.6 m～1.8 m。本次通過變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，結(jié)合黃土特性，我們發(fā)現(xiàn)黃土基坑支護還有潛力可挖，根據(jù)附近工程經(jīng)驗積累，進行突破，此種突破也是根據(jù)類似工程經(jīng)驗得出來的規(guī)律，不是盲目突破，事實證明此處突破是可行的。

3)按照用地紅線基坑西側(cè)本不能設(shè)置外坡道，在建設(shè)方未提供資料的情況下，我方自行聯(lián)系測量單位放線，發(fā)現(xiàn)基坑西側(cè)用地紅線在圍墻內(nèi)，占用用地紅線至圍墻之間距離剛好能設(shè)置一個寬6 m的外坡道，此外坡道對基坑后期順利出土起了決定性作用。陜西特別是西安地區(qū)，土方開挖受各方因素限制較大，根據(jù)我方周邊類似工程經(jīng)驗，沒有一個外坡道，施工建設(shè)后期會舉步維艱。由于內(nèi)坡道占用基坑空間，后期挖除時，經(jīng)常會存在安全隱患，且代價要高，眾多基坑安全問題均出在此處。因此，通過類比其他工程，本項目采用外坡道是合理的，為建設(shè)方解決了施工難題。

4)通過與已施工完成的某超深基坑類比，鑒于本項目周邊環(huán)境更為嚴苛，巖土狀況相對較差，針對三種錨拉樁破壞形式，在已完成工程設(shè)計的基礎(chǔ)上，本項目護坡樁主筋由14Φ25增加到20Φ25 ，旋噴錨索平均長度由20 m增加到23 m，樁嵌固段加長約1 m。為防止腰梁脫落，本項目采用與附近已完成項目相同的支護樁錨索連接技術(shù)。

5)場地東側(cè)南段臨近2棟建筑，其中1棟主樓部分21層，附屬結(jié)構(gòu)3層，1層地下室，采用灌注樁基礎(chǔ)，樁長27 m,33.5 m，距離基坑最近處約12.60 m，西側(cè)有一地下車庫出入口距離基坑地邊線較近，約8.0 m。由于主樓為樁基礎(chǔ)，錨索施工時可能會遇到障礙物難以成孔。 施工時先用常規(guī)錨桿鉆機試成孔，若能順利成孔再用旋噴錨索鉆機施工旋噴錨索，若錨桿轉(zhuǎn)機成孔遇到阻礙可移動孔位，重新成孔，對未達到設(shè)計深度的孔采用水泥漿灌注。此方法也是近期我單位在其他工程中的施工經(jīng)驗，采用此方法解決了錨索成孔遇到障礙物的問題。

6)我們在本場地采用開放式降水，根據(jù)經(jīng)驗不會對環(huán)境造成危害。

現(xiàn)階段水位受地鐵影響，如地鐵停止降水后，水位恢復到歷史高水位。我方根據(jù)地鐵附近類似工程經(jīng)驗得出，借鑒之前水位信息，設(shè)計降水相關(guān)參數(shù)。

3 相關(guān)經(jīng)驗

3.1 變形問題

目前變形問題是巖土工程尚未解決的問題，現(xiàn)有計算與實測變形差異非常大，實際的變形量往往只有計算變形量的1/3～1/4。

3.2 反饋式設(shè)計和信息法施工

JGJ 167—2009濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑工程安全技術(shù)規(guī)程3.2.1條規(guī)定安全等級為一級的基坑工程設(shè)計應采用動態(tài)設(shè)計法及信息施工法。按照規(guī)范要求，本項目應勘察出紅線外30 m～40 m范圍，實際不具備條件，陜西地區(qū)一般未做基坑專項勘察，而常規(guī)勘察報告中勘察鉆孔布置在基坑內(nèi)，土壓力來自基坑外，此外由于土力學理論尚不完善，巖土工程實施過程中要根據(jù)基坑監(jiān)測資料判斷是否正常，是否要增加措施，往往事故的發(fā)生就是因為不能對異常征兆及時采取措施。

由于諸如上述的不確定因素，類比就成為了基坑支護設(shè)計施工中不可缺少的一種重要方式。

4 支護工程成果

本工程工作于2015年12月開始，經(jīng)過詳細地現(xiàn)場踏勘，分析基坑邊坡與相鄰建筑物、相鄰道路的關(guān)系，經(jīng)建設(shè)方組織全國各地專家進行評審，最終確定方案，之后與該工程各參見方進行了十多次的方案研討，分析及論證，最終確定了設(shè)計方案并提交了施工圖。

基坑支護施工于2016年3月開始，經(jīng)專家對設(shè)計及施工方案的評審，方案切合實際、措施齊全、安全可行?，F(xiàn)場施工按設(shè)計工況分段分層施工，流水作業(yè)，監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)回饋設(shè)計及施工，實現(xiàn)信息化施工管理，目前基坑已挖至坑底，施工結(jié)果及基坑位移監(jiān)測和周邊建筑物、管線監(jiān)測結(jié)果表明了本基坑支護及降水設(shè)計及施工是安全、經(jīng)濟、有效的。由此得出，前面的類似工程經(jīng)驗類比及突破在黃土地層中是可行的。

5 結(jié)語

1)本項目目前除了地鐵換乘站外的最深基坑(最深處約為24.95 m)，項目為重點工程，到現(xiàn)場參觀、考察的人員比較頻繁。

2)本項目帶來了巖土工程領(lǐng)域新的機遇與挑戰(zhàn)，特別是地鐵管理部門相關(guān)規(guī)定出臺后，相關(guān)支護措施也發(fā)生了改變，這也要求設(shè)計人員今后考慮基坑支護方案時應在規(guī)劃范圍以內(nèi)實現(xiàn)基坑的安全，并且做到經(jīng)濟可行。

3)通過類比，找到本工程最節(jié)約的支護形式，為后期其他項目提供借鑒。

The comparison on a deep foundation pit support design scheme of loess strata

Xiong Chang

(MechanicalIndustrySurveyandDesignInstituteLimitedCompany,Xi’an710043,China)

Combining with the surrounding conditions and geological situations of a foundation pit engineering in Shaanxi, this paper determined the support design scheme of the foundation pit, and compared with similar engineering, discussed the matters needing attention of support scheme in the implementation process, ensured the safety, economy and effectiveness of foundation pit construction.

foundation pit, supporting design, soil nailing wall, anchor cable

1009-6825(2017)07-0066-02

2016-12-25

熊 昌(1984- )，男，碩士，工程師

TU463

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