復雜條件下深基坑支護組合型式在珠海機場項目中的選取

高全龍 宋春雷 張樂樂 桓忠雄 林師慧

【摘要】珠海機場改擴建項目基坑深度較深，地質(zhì)條件復雜，地下水豐富，且周圍靠近飛行區(qū)、航展館、T1航站樓、國際樓及交通樞紐中心等，支護形式的選取受到一定條件的制約。本文基于工程地質(zhì)條件和周邊環(huán)境等介紹了珠海機場項目基坑支護組合型式的選取方法，在保證基坑安全的前提下，綜合兼顧到了周邊環(huán)境、施工進度、施工成本、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及擋水防滲等因素。

【關(guān)鍵詞】深基坑;復雜地質(zhì)條件;淤泥質(zhì)土;支護組合型式? ? ? ? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.035

引言：

隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，單一的支護型式在某些復雜條件下已經(jīng)不能夠完全滿足施工需求。目前基坑支護組合型式被廣泛應(yīng)用到基坑設(shè)計中，相比較于單一的基坑支護型式能更好的融入到周圍的環(huán)境中，既做到滿足周圍工況的施工條件，又能綜合考慮到施工進度、成本及防滲漏等因素。本文詳細介紹了在復雜條件下珠海機場改擴建工程項目深基坑中應(yīng)用的組合式基坑支護形式的選取方法。

1、工程概況

珠海機場改擴建工程項目（見圖1）位于廣東省珠海市T1航站樓東側(cè)，珠海國際航展中心西側(cè)，機場路南側(cè)。由圖1可見，T2航站樓離海較近，地下水位較高。同時周邊有正常運營的T1航站樓，根據(jù)不停航施工要求，T2航站樓在建設(shè)中需要考慮諸多周邊環(huán)境的影響因素。本項目基坑設(shè)置1～2層地下室，基坑周長約2200m，基坑占地面積約為10.3萬㎡，基坑深度約6.00～19.10m，坑中坑深度最大約11.20m。基坑區(qū)域劃分如圖2所示。根據(jù)基坑開挖深度及周邊環(huán)境，本基坑A、N、Q、Y、AC區(qū)段屬于一級基坑，基坑重要系數(shù)為γ=1.10。其余區(qū)段屬于二級基坑，基坑重要系數(shù)為γ=1.00。

2、工程地質(zhì)條件

珠海市位于珠江口伶仃洋西岸，地處低緯，冬夏季風交替明顯，終年氣溫較高，偶有陣寒，但無嚴寒，夏無酷暑，屬亞熱帶海洋性氣候。

本地區(qū)在地質(zhì)構(gòu)造上位于F11三灶～橫琴斷裂南側(cè)，擬建場地相距斷裂較遠，受其影響較小。擬建場地在區(qū)域上處于丘陵與三角洲沖積平原交匯接觸地帶，場地原始地貌屬濱海平原地貌。此外，擬建場地經(jīng)人工整平，地形大體平坦。場地內(nèi)各地層厚度及層頂標高詳見表1：

由上表可知珠海機場項目范圍內(nèi)地質(zhì)條件主要為：第①1層及①3層素填土層、①2層雜填土層、②1層粉細砂層、②3層及③1層粉質(zhì)黏土層、②2層及③4層淤泥質(zhì)黏土層、②5層及③3層中粗砂層、④層礫質(zhì)黏性土層，⑤層、⑥層、⑦層、⑦1及⑧層等各種風化程度的花崗巖層，基坑底開挖土層主要為粉細砂層、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土，且砂層及淤泥質(zhì)土層較厚。

砂層較厚遇水作用下會瞬間失去承載力，淤泥質(zhì)土層具含水量高、孔隙比大、透水性差、高壓縮性、低強度等特點，易發(fā)生蠕變和擾動，工程性質(zhì)差，長期固結(jié)壓縮會導致地面持續(xù)緩慢下沉。

3、基坑支護方案選取

本項目場地周邊環(huán)境較復雜，地質(zhì)條件較差，地下水豐富（水位標高為±0以下1m左右），若基坑支護及止水措施不當，基坑開挖將產(chǎn)生較大變形，對基坑的安全穩(wěn)定及周邊環(huán)境帶來不利影響。因此，本基坑的成敗關(guān)鍵在于能否控制位移及有效的止水，同時出土便利也是基坑支護設(shè)計必須考慮的重要因素。

通過綜合對比分析，以安全可行、經(jīng)濟合理、方便施工為設(shè)計原則，綜合分析研究本工程的有利和不利因素進行選取支護型式。珠海機場項目選取的支護型式如下：

珠海機場項目北側(cè)（A-AA區(qū)）由于場地比較開闊附近無施工在建建筑物等情況，綜合對比分析后該區(qū)選用了三軸攪拌樁止水帷幕+三級放坡開挖的支護形式。放坡開挖支護型式一般適用于場地比較開闊，臨邊無重要建筑物及地下管線、土質(zhì)較好的工況，且在基坑支護施工中一般多采用分級放坡的方式，其優(yōu)勢為可以大幅度加快施工進度，并且造價也相對比較便宜。

珠海機場項目東指廊東側(cè)（A-A區(qū)及B-B區(qū)）考慮到靠近航展館，主樓西側(cè)（K-L區(qū)）及西指廊南側(cè)（L-M區(qū)）靠近在建國際樓，對基坑的變形比較敏感，綜合對比分析后選用了大直徑攪拌樁止水帷幕+灌注樁+錨索施工的支護形式。灌注樁+錨索支護型式適用于地下室的基坑支護設(shè)計且一般多用于2層及2層以上坑深在8～20m的地下室，土質(zhì)較差的環(huán)境及周圍對基坑變形比較敏感的地段，其優(yōu)勢為支護墻身強度較高、剛度較大、變形小、穩(wěn)定性較好。

珠海機場項目東指廊南側(cè)（B-C區(qū)）、主樓東側(cè)（C-D區(qū)）及南指廊（D-J區(qū)）考慮到靠近飛行區(qū)，對擋水防滲及噪聲等要求比較高，綜合對比分析后選用了SMW工法樁+錨索的支護方式。SMW工法樁+錨索支護型式適用于以淤泥質(zhì)土、粘土、粉細砂為主的松軟地質(zhì)，其優(yōu)勢為施工基本無噪音、結(jié)構(gòu)強度高、對環(huán)境影響較小、防滲擋水效果較好、無需另外設(shè)置止水帷幕。

珠海機場項目西指廊西側(cè)（M-AA區(qū)）考慮到毗鄰在建國際樓不具備放坡開挖及錨索等施工的條件，且支護之間寬度較小，綜合對比分析后選用了灌注樁+鋼筋混凝土內(nèi)支撐的支護方式。灌注樁+鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護型式適用于基坑開挖較深、周圍臨近在施項目、不具備放坡開挖及錨索施工等條件的工況環(huán)境中，其優(yōu)勢為基坑通過內(nèi)支撐可形成穩(wěn)定的傳力體系，不占用支護外部空間。

珠海機場項目主樓及南指廊西側(cè)交接處（J-K區(qū)）考慮到靠近T1航站樓，不具備錨索施工條件且無法形成內(nèi)支撐傳力體系，綜合對比分析后選用了雙排灌注樁+大冠梁的支護方式。雙排灌注樁+大冠梁支護型式適用于場地較小，較難形成樁+內(nèi)支撐支護型式及較難施工錨索的工況環(huán)境中，其優(yōu)勢為墻身強度高、支護穩(wěn)定、可用于無法進行放坡開挖、錨索施工及無法形成內(nèi)支撐傳力體系的工況中。

珠海機場項目主樓坑中坑（Y-Y區(qū)）考慮到在主樓大基坑范圍內(nèi)，基坑較深，不適宜采用放坡、等支護型式，綜合對比分析后選用了三軸攪拌樁內(nèi)插型鋼（SMW工法樁）止水帷幕+鋼管內(nèi)支撐的支護方式。三軸攪拌樁內(nèi)插型鋼（SMW工法樁）止水帷幕+鋼管內(nèi)支撐支護型式適用于工期緊、基坑較深、場地較狹小、基坑寬度較狹窄等環(huán)境中，其優(yōu)勢為自重較輕、造價較低、可回收利用、施工速度較快、對環(huán)境無污染。珠海機場改擴建項目基坑支護各區(qū)段方案選取總平面圖如圖3所示。

結(jié)語：

本文介紹了復雜條件下珠海機場項目的深基坑組合型式，包括“灌注樁+大直徑攪拌樁止水+預應(yīng)力錨索+上部放坡、三軸攪拌樁內(nèi)插型鋼+預應(yīng)力錨索+上部放坡、雙排灌注樁+大直徑攪拌樁止水+上部放坡、灌注樁+大直徑攪拌樁止水+鋼筋混凝土內(nèi)支撐+上部放坡、三軸攪拌樁內(nèi)插型鋼+鋼管支撐+上部放坡、大直徑攪拌樁+三級放坡”等多種支護型式。組合深基坑支護形式在珠海機場項目中應(yīng)用較好，基坑邊坡穩(wěn)定，能夠適應(yīng)周圍復雜環(huán)境。本文的基坑選取原則和方法可為后續(xù)機場類及其它類項目提供借鑒及參考，值得推廣及應(yīng)用。

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基金項目：

中國建筑第二工程局有限公司科技資助計劃（24296D 20 0012）。