某基坑工程支護設計與施工方案

趙來斌

（內蒙古城鎮建設水文中心，內蒙古呼和浩特010010）

·巖土工程·

某基坑工程支護設計與施工方案

趙來斌*

（內蒙古城鎮建設水文中心，內蒙古呼和浩特010010）

某工程基坑深10m左右，地層以粉土和粗（礫）砂為主，開挖深度較大，為確保工程安全，且不影響場地周邊環境，須進行支護。該工程基坑采用了排樁聯合預應力錨索及排樁（懸臂樁）進行支護，對其地質條件、基坑設計及施工工藝情況進行了詳細介紹。

基坑；支護；排樁；錨索

1 概述

某工程位于呼和浩特市賽罕區烏蘭察布東路南側。小區1#樓為辦公樓及商業，辦公樓19層，高79.8m，商業4層，高23.7m；2#樓為住宅，20層，高61.5m，均為框架剪力墻結構，整體設計2層地下室；總建筑面積約4.3×104m2。基坑開挖深度自然地面以下為10.0m左右，開挖深度較大，根據場地周圍環境，必須進行支護。

2 工程地質與水文地質條件

2.1 工程地質條件

場地內地層主要為雜填土、粉土和粗（礫）砂，土層性質分述如下：

①雜填土：雜色，稍濕，松散，含建筑垃圾。厚度0.50～3.70m。

②粉土：黃褐色，稍濕—濕，中密—密實，分布不連續，厚度變化較大，部分為粉質粘土，頂板埋深0.50～3.70m，底板埋深3.10～8.30m，厚度1.20～6.10m。

③粗（礫）砂：黃褐色，濕—飽和，稍密—中密，局部夾粉土及粉細砂、中砂薄層，頂板埋深2.40～8.30m，底板埋深8.60～12.50m，厚度2.50～8.30m。

③1粉土：黃褐色，濕，中密—密實，頂板埋深7.20～11.10m，底板埋深9.60～11.40m，厚度0.30～1.20m；屬中壓縮性土。

④礫砂：黃褐色，飽和，中密—密實，夾有粉土及中粗砂薄層，局部為圓礫，頂板埋深8.60～12.80m，底板埋深15.30～18.50m，厚度3.30～8.90m。

⑤粉土：黃褐色、淡綠色，稍濕—濕，密實，頂板埋深 15.30～18.50m，底板埋深 18.30～21.10m，厚度0.70～5.20m；屬中壓縮性土。

2.2 水文地質條件

場地內地下水的賦存、運移規律主要受地形、地貌條件及地層巖性的控制，潛水穩定水位為12.0m左右，其補給主要靠補給主要靠側向徑流補給、大氣降水入滲補給，排泄方式以徑流排泄和垂直人工開采（包括施工降水）為主，地面蒸發為輔，徑流方向自東北向西南。其動態特征隨季節變化，一般來說，春、冬季為枯水期，水位會有所下降，夏、秋季為豐水期，水位會有所上升，年變化幅度為1.50～2.00m，但近幾年由于受到城市大規模抽取地下水及施工降水等基礎工程的影響，其動態變化較為復雜。地下水位位于基底之下，不需要進行施工降水。地下水對本工程開挖、支護無影響。

3 支護方案及原理

3.1 基坑安全等級

考慮到基坑開挖深度、周邊環境，按照《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-2012)，基坑側壁安全等級劃定為一級；使用期限一年。

3.2 支護方案

根據建建筑物的結構特點、場地條件及周邊環境，充分考慮后續施工用地及場地情況，遵循在保證安全的前提下盡可能降低造價，縮短工期的原則，并最大可能地減小回填量。針對本場地的周邊環境條采用排樁聯合錨索及排樁（懸臂樁）對本工程進行支護，詳細分區見圖1。

圖1 基坑分區示意圖

各分區具體措施如下：

（1）I—Ⅳ區采用排樁＋錨索支護支護。樁徑?800mm，樁間距1.60m，樁長14.80m，樁頂位于自然地坪下-1.50m，嵌固段長6.3m。冠梁寬900mm，高700mm。每樁設2排錨索，腰梁采用20a槽鋼，錨索布置情況如表1所示。

表1 錨索設置參數表

（2）Ⅴ區采用懸臂樁支護。樁徑800mm，樁間距1.60m，樁長14.80m，樁頂位于自然地坪下-1.50m，嵌固段長6.3m。冠梁寬900mm，高700mm。

3.3 方案設計驗算

本次設計采用理正深基坑6.5版計算。根據勘察報告提供的土樣試驗結果，結合呼和浩特市基坑支護設計經驗，基坑支護設計參數選取如表2所示。

表2 基坑支護設計參數表

經驗算，各種工況下的整體穩定、抗傾覆、抗隆起及變形均滿足設計要求。

3.4 錨索加固機理

巖土錨固的基本原理就是利用錨(索)周圍地層巖土的抗剪強度來傳遞結構物的拉力以保持地層開挖面的自身穩定，由于錨索的使用，它可以提供作用于結構物上以承受外荷的抗力；可以使錨固地層產生壓應力區并對加固地層起到加筋作用；可以增強地層的強度，改善地層的力學性能；可以使結構與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的復合體，使其能有效地承受拉力和剪力。

3.5 排樁加固機理

基坑臨空面形成后，由于邊坡在自重應力下的內部材料抗剪強度不能維持自身穩定，側壁土體有向臨空面滑移的趨勢，及沿某一圓弧破壞面破壞的趨勢，打入排樁后，排樁作為擋土結構承受了來自側向的主動土壓力作用，從而阻止了側壁土體向基坑方向的位移。

4 主要施工工藝及技術要求

4.1 排樁施工

4.1.1 施工工藝

根據地質條件、樁的情況，排樁采用旋挖鉆機進行施工。旋挖鉆機的具體施工方法如下：放線定樁位→鉆機就位→成孔→鉆機移位→吊放鋼筋籠→灌注砼→養護。

4.1.2 主要質量技術要求

（1）鋼筋籠制作：

①鋼筋籠規格及配筋嚴格按設計圖紙要求進行制作。

②制作前鋼筋要除銹整直，搭接焊及幫條焊的鋼筋，焊接長度單面焊不小于10d，雙面焊不小于5d。

③主筋間距±10mm，箍筋間距±20mm，籠徑±10mm，籠長±100mm。

④主筋接頭互相錯開，同一截面的接頭數量不多于主筋總數的50%，2個接頭的間距應大于50cm。

⑤鋼筋籠制作時在鋼筋上用油漆標明鋼筋籠在下放時的內外側。

⑥進場鋼筋規格符合要求，并附有廠家的材質證明，現場取樣送試驗室進行原材及焊接試驗檢驗。

（2）樁孔砼灌注：

①在施工過程中要對樁體材料灌注進行連續監控。灌注時避免停泵待料。設專人指揮協調，協調配合，直至灌注到樁頂設計標高以上。

②本工程采用商品砼，強度為C25,塌落度為180～220mm，細石砼（超流態砼）。

（3）鋼筋籠吊放：

①鋼筋籠用吊車應保證整體、平直起吊入孔。

②籠子吊離地面后，利用重心偏移原理，通過起吊鋼絲繩在吊車鉤上的滑運并稍加人力控制，實現平直起吊轉化為垂直起吊，以便入孔。

③吊放鋼筋籠入孔時，應對準孔位輕放慢放入孔，遇阻礙要查明原因，進行處理，不得強行下放。

4.2 錨索施工

4.2.1 錨索施工工藝流程

挖土至設計標高以下50cm→平整場地→測量放線→打孔→錨索制作→下入錨索→一次注漿→二次補漿→養護→腰梁、錨具安裝→張拉鎖定。

4.2.2 主要質量技術要求

（1）錨索桿體加工與安裝。錨索桿件采用抗拉強度為1860MPa的預應力鋼絞線加工而成。桿體制作應在現場平坦開闊地進行，必要時地下鋪塑料布，根據錨索設計桿體長度用砂輪鋸切斷，根據錨索所用根數每隔2.0m用火燒絲跟隔離架綁扎在一起，隔離架用1寸半的硬塑料管加工而成，鋼鉸線夾在縫隙里，非錨固段套?5mm軟塑料管，兩端用膠帶密封，桿體下端用膠帶纏緊，以便入孔底。

桿體下放時，把注漿管（?6mm塑料管）插入隔離架中心孔，距孔底50～100cm，跟鋼絞線一同沿鉆孔中心線徐徐送入孔內，中途遇阻時，可適當提動桿體，調整方向再下，如處理無效時，應將桿體提出孔外，重新成孔。

（2）注漿：

①注漿是錨索施工的一道重要工序，直接決定錨索的質量，本次錨索注漿分2次進行，第一次以小于1MPa的注漿壓力，直至孔口處溢出純水泥漿，第一次注漿完成后2h左右進行第二次注漿，本次補漿要求在人工孔口堵塞（越緊越好）狀態下，水泥漿再次自孔口溢出為止。

②注漿材料水灰比為1∶0.5的純水泥漿，用P.C.32.5水泥攪拌而成，用注漿泵進行注漿。

5 基坑監測

為了保證鄰近建筑物安全穩定，基坑施工時，請第三方對基坑及鄰近建筑物進行傾斜和沉降監測，制定專項基坑監測方案，發現問題及時處理。

5.1 監測點布置

5.1.1 基坑監測點布置

（1）圍護墻或基坑邊坡頂部的水平和豎向位移監測點應沿基坑周邊布置，周邊中部、陽角處應布置監測點。監測點水平間距不宜大于20m，每邊監測點數目不宜少于3個。水平和豎向位移監測點宜為共用點，監測點宜設置在圍護墻頂或基坑坡頂上。

（2）圍護墻或土體深層水平位移監測點宜布置在基坑周邊的中部、陽角處及有代表性的部位。監測點水平間距宜為20～50m,每邊監測點數目不宜少于1個。

5.1.2 基坑周邊環境監測點布置

（1）從基坑邊緣以外1～3倍基坑開挖深度范圍內需要保護的周邊環境應作為檢測對象。必要時尚應擴大檢測范圍。

（2）位于重要保護對象安全保護區范圍內的監測點的布置，尚應滿足相關部門的技術要求。

5.2 監測報警值

5.2.1 基坑及支護結構監測報警值

基坑及支護結構監測報警值應根據土質特征、設計結果及當地經驗等因素確定；本次監測參考呼和浩特當地經驗，并參照表3確定。

表3 基坑及支護結構監測報警值

5.2.2 基坑工程周邊環境監測報警值

建筑基坑工程周邊環境監測報警值根據主管部門的要求確定，本次監測參考呼和浩特當地經驗，并參照表4執行。

表4 基坑工程周邊環境監測報警值

6 結束語

基坑工程是整個建筑工程的重要組成部分，無論是投資或安全，對工程總體都有重要影響。國內外均出現過，由于基坑工程設計或施工不當而造成重大事故的工程案例，因此每個基坑工程均應得到相當程度的重視。本基坑工程在充分參考當地經驗的基礎上，精細設計，精心施工，最終確保了工程的順利完工，其中的一些設計和施工經驗可供同行借鑒和參考。

[1]JGJ120—2012建筑基坑支護技術規程[S].

[2]CECS22：2005巖土錨索（桿）施工技術規程[S].

[3]GB50086—2001錨索噴射混凝土支護技術規范[S].

Supporting Design and Construction Plan of a Certain Foundation Pit Engineering

ZHAO Lai-bing
(Urban Construction Hydrology Centre of Inner Mongolia, Hohhot Inner Mongolia 010010,China)

A certain foundation pit is about 10 m deep,with silt soil and coarse sand(gravel)as the main stratum.It is so deep that it must to be supported for project safety and to avoid affecting the surrounding environment of the site.The supporting of the engineering was adopted row pilescombined prestressed anchor cable and row piles(cantilever pile)method.The paper made a detailed introduction on its geological conditions,foundation pit design and construction technology.

foundation pit；supporting；row piles；anchor cable

TU761

B

1004-5716(2016)12-0001-04

2016-01-19

2016-01-22

趙來斌（1975-），男（漢族），內蒙古呼和浩特人，高級工程師，現從事巖土工程領域工作。