沖積平原深厚軟基基坑支護方案工程適應性分析

陳正　王斯海

摘 要：目前處理深厚軟基的支護方案主要是固結法、樁基、置換法等。針對南通市某商業地產深基坑項目，結合工程及水文地質條件，設計了真空預壓聯合土釘墻的支護方案，并與灌注樁支護方案對比分析，結果表明兩者工期接近，但真空預壓支護方案造價較低，具有更高的工程應用價值。

關鍵詞：深厚軟基；基坑支護；工程適應性；方案對比

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.094

1 工程地質概況

1.1 工程概況

本工程場地位于南通市崇川區世紀大道北側，地勢平坦，屬長江三角洲西緣沖積平原地貌。工程主要為房地產開發項目，以高層和商業為主，A1地塊擬建兩層地下室，開挖深度在8.5～9m，方案設計按照9m考慮。

1.2 地質情況

根據巖土工程勘察報告，對本工程影響較大土層為：填土層Qml、耕土層Qpd、海陸交互沉積層Qmc。這三層土總厚度平均約16m，其中Qmc為流塑狀態的淤泥，平均深度為10m。

場地第四系地層空隙潛水，富水性較好，透水性較強，主要受大氣降水及側向補給。地下水位埋深在0.1～1.1m之間。根據巖土工程報告，基坑底處于深厚淤泥層，對本工程影響較大的地下水為5m厚的回填土所含上層滯水，因為基坑底以下還有將近6m的淤泥能起到很好的隔水作用。

1.3 深厚軟基對工程的不利影響

1.3.1 地基沉降

工程場地總面積約4萬平米，若未經地基處理，勢必將產生過大的沉降量，其沉降量主要有以下部分組成：

（1）深厚淤泥土層（Qmc）在填土層（Qml）、耕土層（Qpd）作用下的沉降量；從地質勘查報告來看，深厚淤泥土層平均厚約10m，在上部土層的作用下，能消除一部分深厚淤泥的沉降，但還是有將近80cm的沉降沒有消除。

（2）填土層Qml、耕土層Qpd在自重作用下的沉降量；填土層Qml、耕土層Qpd在自重作用下，最終沉降量約為15cm。

1.3.2 不利影響

（1）根據上述分析，地基土在自重作用下將產生過大的沉降。本工程主要以高層建筑和商業為主，勢必會充分利用地下空間。根據類似的工程經驗，基礎方案應該以樁基礎為主，過大的沉降會增加樁的負摩擦力，負摩擦力將增加樁的數量和工程投資。

（2）利用地下空間會涉及到基坑開挖，如果事先不進行地基處理，為保證基坑工程的安全性，基坑圍護結構將會變得復雜，增加圍護結構投資。而且在未經處理的流塑淤泥場地進行基坑開挖，難度會很大，工期沒有保證和不利于節約投資。

（3）事先不經地基處理，今后小區物業維修費用會增加，不利于節約投資。因為過大沉降會導致地坪開裂、地下構筑物的破壞（如地下給排水管道、熱力管道等）。過多的物業維修，對開發商和物業管理企業將造成負面后果，影響企業形象。

2 基坑支護方案比選

針對項目地基淤泥土層深厚、含水量高、壓縮性大等土層物理力學性質的場地條件，綜合考慮工程造價、工期等因素，基坑擬從灌注樁+內支撐支護、真空預壓聯合土釘墻支護進行方案比選。

2.1 灌注樁+內支撐

2.1.1 支護結構形式

（1）圍護樁采用旋挖灌注樁。樁徑d1000@1200，樁長19m（深度21m）。頂部設冠梁（梁頂標高▽-2.0）。

（2）水平內支撐采用現澆鋼筋混凝土結構，采用桁架式支撐體系，在頂部設一道內支撐。便于土方開挖和地下室施工。

（3）支撐立柱采用鋼格構柱，下部采用Φ900旋挖灌注樁做基礎（樁基礎深入黏土層1m）。

（4）圍護樁外打設一排Φ600@500攪拌樁，長度約6m。

（5）主要工程量統計。

2.1.2 工程適應性分析

經初步計算，灌注樁+內支撐方案總價約為5497萬元，工期約6～8個月（含土方開挖）。

2.2 真空預壓聯合土釘墻

2.2.1 支護結構形式

經現場踏勘，該基坑周邊沒有重要建筑物和地下管線，因此基坑開挖可以和排水板施工同時進行，即排水板施工先從基坑周邊開始，基坑表層至三四米深度處回填土同時進行放坡開挖，然后施工基坑范圍內排水板。

對場地進行真空預壓處理能改善深厚淤泥層的物理力學參數，提高土層與土釘墻的摩擦力，從而達到簡化支護結構方案、消除樁基負摩擦力、減少后續樁基工程樁數量、消除深厚淤泥土層的沉降、節省工期、降低工程造價。

（1）真空預壓。真空預壓處理的范圍為開挖基坑周邊向外擴大18m（主要是為土釘墻提供較好的摩擦力）。在本場地插設排水板、布設水平管路、鋪設密封膜，然后抽真空。穩壓以后待淤泥層固結度達到65%以上停止抽真空（抽真空約一個半月），準備后續土釘墻支護和下層土方開挖施工。

（2）攪拌樁止水帷幕。沿基坑開挖邊線打設兩排水泥攪拌樁d600@500，長度為10m。

（3）土釘墻支護。本支護方案擬設計5排土釘，豎向、水平間距分別為為1.5m和1.2m（土釘豎向位置分別為-1.5m、-3m、-4.5m、-6m、-7.5m，地表面為±0），土釘入射角度20。土釘墻傾角為73度（即坡度為1：0.3）。土釘墻面層鋼筋網為d8@200*200，噴射混凝土厚度為12cm，砼為C30。主要工程量如下：

2.2.2 工程適應性分析

經過初步計算，真空預壓聯合土釘墻支護總造價約2762萬元，工期約為5～7個月（含土方開挖）。

3 結論

綜上所述，真空預壓聯合土釘墻支護方案在工程投資和工期都優于灌注樁+內支撐支護；真空預壓聯合土釘墻方案能快速提高流塑狀淤泥土強度、改善流塑狀淤泥土物理力學參數，消除樁基負摩擦力、減少后續樁基工程樁數量、消除流塑狀淤泥土層的大部分沉降，在特定的工程條件下是一種投資少、技術優的基坑支護方案。

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（基金項目：層狀地基的地鐵振動傳播特性與減振技術研究，江蘇省教育廳面上項目，17KJD610003；本論文受“江蘇省高校青藍工程”資助）

作者簡介：陳正（1985-），男，江蘇鎮江人，工程師，研究方向：工程技術。