周邊復雜環(huán)境下的基坑支護設計

梁 磊 王 超

（中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及城市化的快速進行，整個城市建設在各個地區(qū)如火如荼的進行。在具體的城市工程建設中，我們發(fā)現(xiàn)很多建筑和深基坑距離較近，二者互相影響著彼此的穩(wěn)定和安全。以下是我們在假定的情況下，開展對周邊復雜環(huán)境下基坑支護的分析研究。

一、工程概述及周邊環(huán)境

我們假定建筑物是建立在3層商場上的大底盤多塔高層建筑，并且在該建筑物的上面還有15層的住宅居民樓，對于多層和高層建筑采用不一樣的地基處理方法，但是應用同樣的基礎筏板，平均深埋該基礎6m深度。整個周邊環(huán)境的面積為南北80m，東西86m。同時，還有一棟6層的回遷居民樓在這個建筑物的北部，二者之間的基坑僅僅相距9m，想成緊密相鄰的格局；在該建筑物的東面還有兩幢建筑物，分別為9層辦公樓和6層居民住宅樓，該建筑物和辦公大樓的基坑相距3.5m，和住宅樓的基坑邊距6m。西邊的城市公路和該建筑的基坑相距4m，東邊的公路雖然相距較遠，有11.5m，但是公路下埋設著城市的排水線路管道和電線寬帶管道，并且這些地下的電纜管道和排水線路相距地下水帶較近。

二、場地工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件

1 場地工程地質(zhì)條件

我們假定建筑場地為平原地區(qū)，地形相對平坦，沒有較大的起伏。該建筑物的地貌單元主要表現(xiàn)為河流中游形成的沖積和洪積平原地帶。依據(jù)我們對該建筑物的地質(zhì)勘查測量，其地下深度地區(qū)的巖石土壤主要有礫砂、粉細砂、分質(zhì)土壤和粉土組成。具體的數(shù)據(jù)內(nèi)容見表1。

2 場地水文地質(zhì)條件

我們這次對場地下的地下水進行了深度勘測，該地下水帶從上往下依次為滯水帶、潛水帶和承壓水帶，其中靜水位的標準深度為地下0.5m～1.5m。該地下水大部分是來自于大氣降水，少量來自于河流的徑流側向的供給。在一系列對地下水質(zhì)的測量分析后，我們得出相關的結論報告：（1）該地下水對于地基的鋼結構有強腐蝕性；（2）該地水下能夠中等程度的腐蝕鋼筋混凝土中的框架結構；（3）該地下水對于地基中的鋼筋混凝土主體結構里的鋼筋材料，只有很弱的腐蝕性。

三、基坑支護設計分析

1 討論基坑支護的設計方案

根據(jù)我們的擬定和相關勘測分析，我們可以很清楚的了解該基坑周圍的環(huán)境非常復雜，同該建筑物下面的地下水位比通常情況要高。所以我們設計方案的前提，就是不能造成周邊水位的降低。具體而言，我們的基坑支護設計方案包括周邊土質(zhì)的支護設計、基坑內(nèi)降水井道口的分布規(guī)劃、基坑降水的止水帷幕設計等等幾個方面。我們在進行土質(zhì)保護設計的時候，要充分考慮到基坑的東西兩面的復雜情況。建筑物的東西兩側分布著具有地下通信電纜的道路，并且這些光纜靠近地下水位帶，一旦地基深挖不慎，就有可能造成地下水帶的分裂，造成地下水流進通信光纜，引發(fā)不可估量的損失和破壞。所以處理好地下水位移動和地下電纜的關系，是我們這次基坑支護設計的重點之一。另一方面，我們要在論證好粉、細砂層滲透系數(shù)和周邊土質(zhì)連通的可行性的前提下，再開展止水帷幕的深度設計討論，只有這樣，我們在具體的基坑支護施工中，不會發(fā)生由于土質(zhì)問題導致土層進水滲水凹陷的情形，進而損壞止水帷幕的施工效果。

表1 土層的力學參數(shù)

2 具體實施的基坑支護方案

在初期，我們提出了很多的基坑支護設計方案。但是在安全高效、合理經(jīng)濟的理念指導下，并且綜合考慮建筑物當?shù)氐闹車鷱碗s環(huán)境。我們?nèi)w設計人員，在現(xiàn)有的施工技術與經(jīng)驗的基礎上，對所有基坑支護設計方案進行了可行性分析。在最終的幾個方案脫穎而出后，我們又集中眾人的智慧，對這個設計方案進行了優(yōu)化改進。現(xiàn)我們對基坑支護可以實行的方案如下：

（1）周邊環(huán)境的支護設計：該建筑物的基坑按照6m的長度進行計算。在基坑的北部地區(qū)，我們搭建了格柵攪拌樁，這些攪拌樁的寬度為3.3m，內(nèi)部排口的深度可以達到14m之深，向外的排口深度是13m。如圖1所示。在該建筑物的南面，我們土釘支架的支護方法，來確保基坑的穩(wěn)定。建筑物的東面和西面是整個基坑支護設計的重點，我們決定對這兩個部分都采用澆灌鋼筋混凝土的方式，利用灌注樁的支撐在上部設置鋼筋混凝土冠梁，并且利用這些冠梁促進各個樁體之間的連接貫通。各個灌注樁之間的距離分別是1200mm和1300mm，樁體的直徑為800m，鋼筋混凝土冠梁的長度為17m。

（2）基坑周邊地區(qū)的止水帷幕設計：對于基坑支護設計的周邊地區(qū)，我們首先在上面澆筑了兩排直徑是500m的攪拌樁，利用相關機械設備，促使這兩排攪拌樁相互咬合500mm，深度達到14m之深，這樣才能使這些攪拌樁穿過細砂層，促使該層面與其他地質(zhì)層的分隔孤立。只有做到分離隔絕，才能保證地下水位帶在平移的過程不會發(fā)生滲透倒流的現(xiàn)象，也就從根本上預防了地下光纜電線遇水發(fā)生事故的可能，杜絕地基支護施工帶來的不必要損失和破壞。

（3）基坑降水井的支護設計：根據(jù)地下水帶的特殊情況，我們在建筑物下的基坑內(nèi)部裝置一個降水井，這個降水井的直徑達到650mm，深度達到16m，降水井下部位于砂濾土層上面。各個降水井之間按照15m的距離，共建造20個。在完成基坑降水井的設置后，我們又在基坑周邊地區(qū)建設了10個回灌井，這些回灌井的直徑也是650mm，但是井深只有降水井的一半。通過降水井和回灌井之間的相互作用，合理的引導基坑下的地下水流動，保證基坑內(nèi)部施工的環(huán)境干燥，也降低了基坑支護設計施工的危險性。

（4）固結地基：地基是整個基坑支護設計的主體和關鍵，基坑支護的主要目的就是建造穩(wěn)定堅固的地基。所以我們在具體的地下鉆孔作業(yè)中，要注意對鉆孔區(qū)域的勘測和保護。

3 施工注意事項

（1）首先在挖成孔的過程中，要注意保護好周邊的環(huán)境，盡量選擇中風化的土層鉆孔作業(yè)。施工過程中要注意多加檢查鉆孔的使用情況，不要對鉆孔設備盲目加壓。使用旋挖工藝根據(jù)情況作出調(diào)整，尤其是不要在堅硬的巖層或者復雜的地形下使用該工藝。所以我們在后續(xù)的工程中，要及時做好鉆孔技術的調(diào)整，必要時可以以人工挖孔為主，以期提高工作質(zhì)量的穩(wěn)定。

（2）因為泥漿無法反復使用，且使用成本比較高，所以不建議使用泥漿進行護壁處理。對于溶洞和孔隙存在地下土層，施工前，必須做好技術勘測，做出施工作業(yè)的可行性分析。

（3）對于周邊環(huán)境復雜的地區(qū)，要注重減少施工的不利影響。對于一些地質(zhì)條件復雜的土層，采用多種工藝和措施互相配合，把工程的質(zhì)量和穩(wěn)定放在首位。

圖1 格柵攪拌樁示意圖

結語

通過以上的設計方案的分析探討，我們在周邊復雜的基坑支護設計中，首先要做好充分的前期準備工作，對于施工地區(qū)的周邊環(huán)境做好勘查分析，制作相關的勘測報告。在具體的設計中，我們必須做到一切從實際出發(fā)，因地制宜的做好相關的技術論證。總之，在周邊復雜環(huán)境條件下的基坑支護設計中，我們要充分發(fā)揮人的主觀能動性，堅持理論和實踐相結合，提高我們的基坑支護工程的安全質(zhì)量，提升整個城市建設工程的建設水平和質(zhì)量。

[1]吳國表.某深基坑開挖設計[J].山西建筑，2010（07）.

[2]愈躍平.深層攪拌樁法深基坑圍護中的應用[J].巖土工程界，2011（12）.