飽和粉質黏土深基坑綜合支護技術

山西四建集團有限公司 太原 030006

1 工程概況

本工程為山西質監綜合檢驗檢測中心工程，為國家級實驗室，總建筑面積為35 600 m2，地下建筑面積為5 500 m2，工程結構形式為框架剪力墻結構。工程基坑圍護周長約300 m，基坑深度為8 m。根據工程地質勘查報告，該工程的地質特征為：第①層雜填土，平均厚度1.02 m；第②層粉質黏土，平均厚度9.2 m。

2 工程特點

（a）本工程地處市郊區，基坑外圍百米之內無其他大型建筑物，允許放坡開挖。

（b）基坑地下水位較高，開挖土層為飽和粉質黏土，其滲透性較差，粉質黏土中的毛細水無法有效排出，嚴重影響邊坡土體的穩定性。

（c）工期緊，地下部分需在雨季到來之前完工。

3 方案的選擇

（a）圍護結構：基坑開挖深度為8 m，采用3 級放坡，臺寬為1 000 mm、500 mm，每級放坡坡比為1∶1，綜合坡比為1∶1.3。使用松木、鋼管、工字鋼等材料進行綜合支護，并用裝有碎石和砂的沙袋做護坡（圖1）。

（b）降排水體系：采用管井的密布井方式疏干地層水，降水井井底距原地面15 m，在基坑邊坡中部周圈布置降水井，間距10～15 m，基坑底部周圍設置盲溝、集水井，基坑邊設置截水溝防止雨水流入基坑（圖2）。

4 主要施工技術

4.1 基坑支護

（a）基坑按照坡度1∶1開挖至距原地面3 m位置時，設寬1 m緩沖平臺，沿坑邊壓入一排松木樁，間距500 mm，露出地面部分約300 mm，并在水平方向上將16#工字鋼與松木樁依次進行綁扎連接，形成一個整體，再將已裝入碎石和砂的沙袋依次碼放在坡面上，依據基坑土方干濕情況，沙袋在距原地面2 m位置時開始碼放。

圖1 基坑支護示意

圖2 管井降水示意

（b）依然按照1∶1的坡度向下開挖，當挖至深6 m位置時，設寬0.5 m的緩沖平臺，沿坑邊壓入一排松木樁，間距500 mm，露出地面部分約300 mm，并在水平方向上將16#工字鋼與松木樁依次進行綁扎連接。

（c）繼續按照1∶1的坡度向下開挖，當挖至深7.8 m位置時，沿坑邊壓入1 排鋼管，鋼管為普通無縫鋼管Φ48 mm×3.5 mm@300 mm，并在水平方向上將16#工字鋼與鋼管依次進行綁扎連接。沙袋彼此之間要壓實。

（d）最后300 mm的深度由人工配合機械進行開挖，挖至設計標高時，同樣將沙袋碼放在底部的坡面上，最終形成一個整體的護坡面。

4.2 基坑降水

（a）井點測量定位。先測放出有關軸線，然后根據井點布置圖測放出井點位置。按照現場平面布置圖做好各項施工準備工作，如引入水電源，開挖泥漿池等。

（b）鉆進成孔。采用SPJ-300型鉆機成孔、清水自然造漿護壁、泥漿循環排渣的施工工藝。開始應輕加壓、慢轉速，逐步轉入正常。成孔Φ600 mm，鉆進過程中，控制泥漿密度，以防造成泥漿壁過厚。

（c）破壁。將同直徑外帶鋼絲刷的鉆頭下入孔內，邊送水邊回轉自上而下緩緩下降，沖刷井壁破壞泥皮，待到達孔底后空轉沖孔，及時注入清水更換池內泥漿，待返出泥漿水變清后提起鉆頭。

（d）下濾管。采用無砂混凝土管，內徑400 mm，壁厚50 mm，單節管長1.00 m。濾管進場時要經過檢查驗收，檢查是否有缺口、裂紋，管頭應光滑平整。安放濾管時應逐節沉入，在濾管外壁上用鐵絲綁4 根長竹片作為導向，使接頭對正，并綁扎牢固，防止錯動。下放時應扶正居中、緩慢進行，受阻時可輕輕擺動，不可上下竄動。

（e）投濾料。選用石灰巖石子作為濾料，粒徑3～5 mm，進場后經質檢人員驗收合格后方可使用。投料時沿管周圍均勻回填，防止蓬塞或擠壓向一側，應確保濾管位于孔正中，回填至井點管口下0.5 m處，用素土填平夯實。

4.3 盲溝排水

（a）根據基坑開挖總平面圖，測放出邊溝控制樁，同時用鋼卷尺測放出盲溝縱向、橫向開挖線并撒石灰標注，溝槽邊線距基坑邊約0.5 m，并沿著基坑周邊每40 m設置1 個集水坑。

（b）盲溝溝槽采用人工開挖的方式，開挖截面尺寸為500 mm×600 mm，集水坑尺寸為1 000 mm×1 000 mm×900 mm，溝底采用2％放坡，由2 個集水坑中間位置同時向兩側放坡。溝槽挖好后，必須對溝槽斷面尺寸、溝底坡度進行檢測，確保其滿足施工要求。

（c）盲溝采用粒徑80～120 mm的碎石材料填筑，碎石表面應清潔，采用人工鋪設，孔隙應清晰。

5 基坑監測

根據基坑圍護形式及周邊環境，在基坑坡頂沿平行于截水溝方向設置位移監測點，共設置35 個，布點間距為20 m；同時在松木樁頂部設置水平位移監測點，共設12 個，每邊3 個，均勻布置；在基坑周邊埋設10 個水位觀測孔，孔深10 m；在基坑周圍埋設10 個測斜孔，用于周邊土體深層水平位移監測，測斜孔布置間距為30 m，在基坑開挖1 周前埋設PVC工程塑料測斜管，并通過測斜儀觀測各深度處基坑的水平位移。埋設時應注意測斜管要保持豎直，并與所測方向一致。測斜管埋入土體深度約為1.5 倍基坑開挖深度，依照實際情況取12 m作為測斜管埋入深度。

坡頂水平位移監測：基坑開挖前3 步深度在5 m以內，可每2 d觀測1 次，基坑開挖至5 m以下及基坑開挖完成1 周內，每天觀測1 次。基坑開挖至基底1 周后無明顯位移時，可適當延長觀測周期，每5～10 d觀測1 次。

坡頂垂直位移及建筑物沉降觀測：在基坑降水時和在基坑土開挖過程中應每天觀測1 次。混凝土底板澆完10 d以后，可每2～3 d觀測1 次，直至地下室頂板完工和水位恢復。此后可每周觀測1 次至回填土完工。

當出現下列情況之一時，應進一步加強監測：監測項目的監測值達到報警標準；監測項目的監測值變化量較大或速率加快；基坑及周圍環境中大量積水、長時間連續降雨；基坑附近地面荷載突然加大；臨近的建筑物或地面突然出現大量沉降、不均勻沉降或嚴重開裂。

6 結語

監測數據表明基坑邊坡沉降、位移均在規范要求范圍之內，基坑范圍內水位也已降至規范要求內。本工程針對飽和粉質黏土深基坑因地制宜采用了簡易有效的圍護形式，達到了經濟、可靠、安全的效果，所取得的經驗有一定的推廣價值。