多種支護方式在深基坑工程中綜合運用的工程實例

劉 明 任文天

（中節能建設工程設計院有限公司，四川 成都 610000）

多種支護方式在深基坑工程中綜合運用的工程實例

劉 明 任文天

（中節能建設工程設計院有限公司，四川 成都 610000）

深基坑支護的難度隨著城市的建設越來越大，然而通過采取放坡、土釘、支護樁、錨索、斜支撐多種支護方式的合理組合，能夠處理周邊環境復雜，基坑深度變化大等非常規的高難度的深基坑支護，且支護效果良好。

多種支護方式；深基坑支護；施工問題

隨著社會的發展和城市化進程的加快，地下空間的開發及利用日益重要，使得深基坑工程的數量急劇增加。與此同時巖土工程的發展和科技的進步，又促使基坑工程中產生了多種支護形式及施工工藝，以滿足大量的、不同需求的工程發展。在倡導綠色節約的大環境下，針對工程特點，合理選擇支護方式，在確保基坑安全的前提下，節約資源、降低工程成本就顯得越來越突出。

一、目前在城市建設項目中，深基坑工程呈現出以下特點

1.由于場地的限制，基坑的空間形狀正向大深度、大面積、不規則性發展。

2.基坑經常在已建或在建的、密集的或緊靠市政設施的建筑群中施工。

3.工程地質條件越來越差。

4.基坑工程施工周期較長，從開挖到完成地面以下的全部工程，需要經歷多次降雨、周邊堆載、振動等不利因素的多次影響。

二、工程實例

1.工程概況

某工程位于成都劍南大道北段，基坑周長約889m，設1～3F地下室，±0.00相當于絕對標高499.150m，一層地下室開挖深度為8.1m，二層地下室開挖深度為12.05m，三層地下室開挖深度為15.9m，本基坑為由北向南延伸的狹長不規則形狀，長寬比約為1∶0.1，基坑深度由南北兩端向中部逐層遞深。

2.基坑周邊環境

本基坑西側長約359.6m，緊靠成昆鐵路鐵路橋段，距基坑開挖線約20m，基坑北側寬約36.4m，為基坑最窄處，成都污水二次處理在建濕地公園環抱基坑西北兩側，基坑東側長約312.6m，緊靠劍南大道（其下為規劃地鐵線路），距基坑開挖線約0.6m～10.5m，基坑南側為一圓弧段，臨近另一在建基坑項目，距紅線最近處約1.5m。同時本基坑被污水二次處理項目的排水管道環繞基坑一周。

3.場地工程地質條件

場地地基土主要為第四系全新統填土層①（Q4ml）、第四系上更新統沖洪積粘性土、粉土層②和砂卵石層③（Q3

al+pl）以及白堊系灌口組（K2g）泥巖層。場地內主要存在3種類型的地下水：局部地段上部填土中的上層滯水，賦存于砂卵石層中的孔隙潛水，賦存于基巖風化帶的裂隙水。本場地最高地下水位標高可能達到493.50m。

4.降水工程設計

降水井設計根據基坑不同開挖深度分段設計結果如下（見表1）。

表1　

基坑開挖后現場實際情況反映，降水效果滿足基礎施工需要。

5.基坑支護工程設計

5.1支護方式的選擇

本工程根據基坑特點及周邊環境，合理選擇了多種支護方式進行組合設計，如圖1所示。

（1）基坑南北兩面為負一層，周邊無建筑物且有一定放坡空間，故設計采用1∶0.7放坡土釘支護。

（2）基坑負二層設計采用錨拉樁支護設一排錨索。

（3）基坑負3層設計采用錨拉樁支護設二排錨索，靠劍南大道側基坑由于地鐵控制線的存在，無法施工錨索，故設計采用斜支撐支護。

（4）在基坑施工過程中，鐵路橋下規劃的污水二次處理濕地公園項目開始蓄水，減輕濕地公園地下蓄水對基坑的不利影響，同時加強負3層處基坑的穩定性，在基坑外側離冠梁9m處設置混凝土拉梁，深3m，寬2m，長度與負3層基坑等長，拉梁與冠梁間每隔3根支護樁設置300mm×300mm的鋼筋混凝土連梁。拉梁與冠梁有效連接，對該處支護體系起到拉力制約作用。同時深3m的拉梁也有效阻擋了濕地公園向基坑側的滲水。

5.2設計施工參數

該項目基坑安全等級定為一級，基坑側壁重要性系數為1.1，基坑安全使用期限為6個月。基坑頂面荷載取值：基坑邊3m范圍外，土釘墻段按均布荷載10kN/m2，支護樁段按均布荷載15kN/m2。

基坑設計巖土工程特性指標建議值見表2。

基坑各分段支護設計施工參數見表3、表4和表5。

表2　

表3　護壁樁設計施工參數表

表4　錨索設計施工參數表

表5　內支撐體系設計施工參數表

（1）樁間支護設計施工參數

護壁樁間土層采用掛網噴射混凝土，噴射細石砼C20，厚度80mm，設置鋼筋網φ8@250×250，加強筋φ16@1000×1800～2200，加強筋的橫筋與樁身進行植筋連接（不小于15d）。

（2）土釘支護設計施工參數

土釘孔徑：D=100mm

土釘成孔：采用專用機械進行鉆進成孔100mm

鋼筋網布置：φ8@250×250

加強筋：φ14@1500×1400

縱橫加強筋與土釘連接并采用∮14鋼筋焊接加強

砼強度C20

灌漿水灰比：0.45～0.5

灌漿壓力：0.5～1.2MPa

噴射砼厚度：80mm

（3）護壁排水系統設計施工參數

土釘支護及樁間土采用掛網噴射砼，護壁面板需設置泄水孔，間距2.0m×2.5m，對護壁面板出現滲水處應增設泄水孔。對基坑周邊圍墻范圍內（有條件時1.5倍基坑深度范圍內），地表進行細石砼C20厚度100mm以上硬化封閉，防止地表水對護壁體系后的土體進行浸泡沖蝕。

5.3基坑支護施工工序（圖2）

6.施工中遇到的問題及解決方法

6.1問題一

由于施工現場用電量不足，電流不能滿足鋼筋對焊機的正常用電量，護壁樁主筋閃光對焊的質量參差不齊，這將給支護樁的質量帶來重大隱患，故在經過甲方、監理的批準后，采用機械套筒連接，按照每500個連接接頭取樣一組，經行力學檢側，鋼筋機械連接檢測結果全部合格，支護樁的質量得到保證。

6.2問題二

基坑鐵路橋下方為污水二次處理濕地公園，且基坑周邊環繞有污水處理的進排水管線，管徑約1m，部分管線緊貼護壁樁，所以在基坑開挖過程中，基坑周邊出現大面積滲水，部分樁間土垮塌，嚴重影響基坑安全。結合現場實際情況，在原有設計方案基礎上，采取了以下加固措施來確保基坑安全。（1）增加泄水孔，在原有泄水孔的基礎上加密增多。（2）基坑鐵路橋側增加拉梁，對該側支護體系產生一個拉約束力，穩定基坑，控制變形。（3）在內支撐支護處，支撐下方增加一排錨索，形成內撐外拉的支護結構，穩定基坑。

6.3問題三

基坑西南側，由于基坑邊埋置的污水管漏水，在排水管四周回填土空洞連通形成“暗河”，土方開挖過程中，土方邊挖邊垮，難以施工。經現場分析觀察，在基坑外，污水管的外側，開挖一條深溝，方向與基坑邊平行，深1.5m，寬1m，同時在深溝兩端安置抽水裝置，將多余水抽出，該深溝截斷了大部分向基坑內流入的水。

6.4問題四

由于土體長時間受水浸泡，處于飽和狀態，基坑西南側開挖形成1∶1邊坡后，部分土體仍然沿一個滑移面向下緩慢滑動，所以在網噴施工過程中，在邊坡上沿垂直于地面方向，向下打入鋼管土釘，土釘打穿滑移面后，錨固于下部穩定土體，然后在坡體表面鋪設鋼筋網片，鋼筋網與土釘焊接形成整體后，噴射混凝土支護。該方法使西南側基坑基本穩定，變形觀測數據顯示，基坑穩定。

6.5問題五

由于基坑壁漏水，土方開挖后，部分樁間土垮塌，形成漏洞。施工樁間支護時，使用麻袋裝入砂石，將漏洞填實填平后，加密該處護壁鋼筋，噴射混凝土面層，最后設置泄水孔。通過該方法，修復了破損的基坑護壁。

6.6問題六

在施工后期，由于甲方基礎圖紙設計變動，基坑部分地段加深0.5m。為了抵消因基坑加深所增大的土壓力，在保證基礎施工工作面的情況下，預留基坑內側的土體，形成反壓力，用來抵消增大的土壓力，保持基坑的穩定平衡。

7.變形觀測

針對本基坑深度實際情況，結合成都地區的實際地質條件，本基坑支護工程監測項目為地下水位變化和降水對周邊環境的影響監測、圍護結構的水平位移監測及周邊構筑物的沉降觀測。測量精度要求達到建筑測量等級二級要求，即觀測點測站高差中誤差不大于0.50mm，觀測點坐標中誤差不大于3.0mm。

支護結構水平位移：報警值：30mm，基坑周邊地面沉降：報警值：25mm，基坑降水含沙量：報警值：1/2萬。

通過甲方委托第三方單位，對基坑經行變形觀測，觀測數據顯示，在基坑正常使用年限內，變形量控制在施工要求范圍內，基坑穩定。

結語

隨著城市的發展，基坑支護的難度不斷提高，然而市場競爭日益激烈。在面對地質條件差，基坑周邊環境復雜，基坑形狀特殊等，特點鮮明、難度較高的基坑支護時，可根據其基坑特點，結合各種支護方式的優缺點，認真分析，靈活應用，合理配置多種支護方式，從而找到基坑安全與經濟的最佳平衡點，在激烈的市場中，體現自身的競爭優勢。

［1］ JGJ/T111-98，建筑與市政降水工程技術規范［S］.

［2］ JGJ120-2012，建筑基坑支護技術規程［S］.

TU753

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