簡述某工程深基坑支護設計與施工技術

【摘要】本文通過工程實例，淺述施工場地較小、基坑形狀不規則、挖深又較大的深基坑支護設計理念與施工技術。該工程工期緊，為加快施工進度，采用旋挖施工支護樁。由于穿過軟～流塑層的土，防止干挖塌孔，先采取深攪樁加固措施后再進行旋挖；對于局部雜填土層較厚情況，采用長護筒護壁等方法，順利完成了支護施工。

【關鍵詞】深基坑；軟弱土；旋挖；長護筒；深攪樁；巖土方

1、概述

1.1工程概況

該項目由一幢22層辦公樓及三層地下室組成。辦公樓為剪力墻結構，建筑物高度96.3m，擬采用樁基礎。基坑平面呈三角形分布，開挖面積約3710㎡，基坑周長約240米，基坑開挖深度16.8-17.5米。

北側地下室距紅線3.0米左右，距堯佳路約6.5米，堯佳路為城市主干道，地下管線較多，有φ1500污水管、φ300供水管及電信電纜等。西側距六層辦公樓約6.5米，該辦公樓為框架結構，鋼筋砼樁基礎；東南側距城市道路約6.0米，路下管線較多。基坑周邊環境較復雜。

基坑環境附圖：

1.2 水文、工程地質條件

（1）、地形、地貌

擬建場地隸屬丘陵崗地～崗前洼地地貌單元，經人類長期生產、生活的改造，原始地貌已不復存在，現有地勢較為平坦，勘探孔孔口高程在28.66～30.01米之間，最大相對高差為1.35米。

（2）、水文地質條件

根據地下水的賦存、埋藏條件，結合近鄰場地水文地質資料，場地地下水類型主要為孔隙水和微承壓水。空隙潛水主要賦存在①層填土中，富水性一般；微承壓水主要賦存于④層碎石土和⑤層基巖裂隙發育段，水量較小。

（3）、工程地質條件

基坑開挖影響范圍內土層自上而下分為：

2、巖土層分布

①層雜填土，結構松散，非均質，夾較多的生活垃圾和碎磚瓦礫，工程地質性狀差，厚度一般在4.0米左右，局部達7.5米；

②-1層粉質粘土，可塑，局部硬塑，中壓縮性，中低強度，欠均質，工程地質性能一般，場內普遍分布，層厚0.6～5.2米；

②-2層粉質粘土，軟塑，局部流塑，中高壓縮性，低強度，欠均質，具軟土特性，工程地質性差，層厚0.0～4.0米，場地西側缺失；

②-3層粉質粘土，可塑，中高壓縮性，中低強度，欠均質，工程地質性能一般，層厚0.0～3.4米，場地西側缺失；

③層粉質粘土，硬塑，局部可塑，中壓縮性，中等強度，工程地質性能良好，層厚2.0米左右，局部缺失；

④層碎石土，稍密～中密，土質不均，工程性能較好，局部分布。

下伏基巖為侏羅紀中下統象山群粉砂巖，其中⑤-1層強風化粉砂巖，屬極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ級，為低強度巖石地基，遇水易軟化；⑤-2層中風化粉砂巖，屬較軟巖，巖體基本質量等級為Ⅳ級，為中等強度巖石地基。

1.3地質計算參數

根據本工程的巖土工程勘察報告，選取各土層的直剪固快指標作為基坑支護設計計算參數，并按照朗肯土壓力計算理論作為土側向壓力設計的計算依據。

2、基坑支護設計

2.1本基坑工程具有如下特點：

（1）基坑開挖面積較小，開挖深度大。

（2）基坑平面形狀不規則，周邊環境較為復雜。

（3）土層起伏變化較大，場地西南部分基巖埋深較淺，西北角填土較厚，其余段均有②-2層軟土分布，土質差。

2.2支護結構選型

根據工程的地質條件和環境情況，本著“安全可靠、經濟合理、施工方便”的設計原則，支護型式選擇如下：

本基坑形狀呈三角形，開挖面積不大，但挖深達16.8-17.5米，且有巖方，基坑巖土方開挖難度很大。為方便挖土，設計采用大直徑鋼筋灌注樁加二層混凝土支撐的形式進行支護，支撐平面布置采用圓環和角撐，且在基坑西南角首層支撐設置鋼筋砼出土棧橋。對于填土層和②-2層軟～流塑粉質粘土采用三軸深攪樁止水，內側明溝排水。為加快施工進度，支護樁采用旋挖施工工藝。

典型支護剖面附圖：

2.3支護結構計算說明

①在保證基坑及周邊環境安全穩定的前提下充分考慮節約工程造價，根據不同地質條件及挖深選取8個段，按照每段的最不利荷載計算，避免統一按照整個基坑最不利效應組合計算造成投資浪費。

②土壓力計算：設計充分考慮到各巖土層的透水性以及場地的其它巖土工程條件，在土壓力計算時，采用“朗肯”土壓力公式水土合算。

3、基坑主要支護結構設計與施工

3.1深攪樁加固設計與施工

為了加快施工進度，工程采用了旋挖施工工藝。考慮②-2層為軟～流塑土，干挖會導致塌孔，因此先采用三軸深攪樁加固，然后再旋挖。

設計采用二排三軸深攪樁對填土層和②-2層軟土進行加固（同時起止水作用），三軸深攪樁Φ850@1300搭接250mm，長度為穿過填土層和②-2層軟土進入下部良好土層內1.5米，三軸水泥攪拌樁采用P42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比1.0，水泥摻入比不小于20%，即每立方米被攪拌土體中水泥摻入量不小于360Kg。水泥攪拌樁28天無側限抗壓強度qu不小于1.0MPa。

（1）施工前首先試樁，以確定實際水泥投放量，漿液水灰比、漿液泵送時間、下沉及提升速度時間 、以確定正常施工控制標準；

（2）搭接間隔大于24H的冷縫外側應采取高壓旋噴樁處理；

（3）中途因故斷漿應在恢復壓漿前樁機下沉50cm后再注漿攪拌施工，以保證攪拌樁的連續性。

（4）二排三軸深攪樁施工結束養護7天后方可施工旋挖樁。

3.2支護樁設計與施工

設計支護樁：樁徑1000@1300灌注樁67根，樁徑 1200@1500 灌注樁113根，立柱樁樁徑1000設計樁長入中風化巖不小于2.0米，共37根。

（1）采取預先打入鋼護筒穿過填土層，然后旋挖成孔。

（2）護筒定位后及時復測其位置及其與地層鑲嵌的密實性。護筒中心與樁位中心線偏差應小于50mm。

（3）混凝土的灌注：首批混凝土灌注時，在漏斗底口處設置隔離塞，待混凝土將漏斗填充滿時，拔除隔離塞使混凝土經導管進入樁孔內。灌注開始后，應緊湊連續地進行灌注，嚴禁中途停工。

（4）立柱樁端沉渣厚度不得大于50mm，成孔后應不換漿持續清孔不小于1小時，并隨時檢查隨漿液帶出的渣粒情況，循環清孔泥漿至1.2時完成一清，吊放鋼筋籠。

施工立柱樁時，為了防止塌孔，制作長護筒5～10米，用CAT336挖掘機配振動液壓錘拔插護筒

4、基坑巖土方開挖

巖土方開挖方向由基坑東北角向西南角退挖。第二層支撐以上土體裝土車通過坑內挖土通道直接進入坑內圓環支撐部位裝土運走。對于第二層支撐以下巖土體，裝土車停在西南角首層支撐出土棧橋板上，通過挖機接力倒運將巖土方挖運至西南角裝車運走。

基坑土方開挖對基坑和環境影響很大，必須加強管理，嚴格按有關規范和設計要求進行，重視對支護樁、支撐、立柱、工程樁、基坑監測點等保護工作。

結語：

該基坑工程已順利按時完成，支護結構最大位移21mm ，道路最大沉降14mm，未發生報警搶險情況。通過該基坑工程實例得到以下二點主要經驗：西南角

（1）基坑支護設計必須根據具體工程特點，因地制宜，在保證基坑安全和控制造價前提下為支護施工、基坑開挖提供方便。對于小而深的基坑，采用圓環支撐并設置出土棧橋是非常好的設計。

（2）對于軟弱土層在采用深攪樁加固后再進行旋挖成孔是一種有效的施工方措施。

參照文獻：

[1]林宗元主編《巖土工程治理手冊》1993年遼寧科學技術出版社.

[2]劉建航，侯學淵主編《基坑工程手冊》1997年中國建筑工業出版社.

[3]《建筑基坑支護技術規程》JGJ120～2012.