被動區留土在基坑支護中的應用

楊 濤，張 梅

（1. 中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊，山東 濟南 250000；2.山東大衛國際建筑設計有限公司，山東 濟南 250000）

基坑被動區留土本身具有一定強度和抵抗水平變形的能力，可作為基坑支護結構的一部分，同時可作為超載增加其下土層的側向壓力，增強被動區土體對豎向支護構件的嵌固作用，合理的設置被動區留土可有效降低支護結構的內力和位移。當基坑采用垂直開挖，豎向支護構件外圍無施工錨桿(索)結構條件時，采用基坑內被動區留土相較于內支撐體系，不存在拆除內支撐的噪聲和環境污染，可節約大量基坑支護投資，并縮短施工工期，具有良好的社會效益和經濟效益[1]。

1 工程概況

德州市某地下商城位于德城區東方紅西路和解放中大道，地下一層，框架結構，筏型基礎，基坑開挖深度6.8～7.2m。基坑周邊地物復雜，施工場區內及周圍管線密布。

擬建地下商城東方紅西路西北角處基坑深度為7.2m，坡頂為人行通道，基坑外側緊鄰舊的地下人防通道，通道寬約2.0m，采用磚砌結構，混凝土底板，底板埋深約3.0m。

根據本次勘察報告，該場地地層主要為第四系全新統沖積黏性土、粉土和粉砂組成，地下水埋深約2.0m。

2 支護設計

2.1 設計難點與要求

(1) 擬建地下商城坡頂為人行道，施工現場無放坡空間，基坑需直立開挖。

(2) 場地地層為第四系全新統沖積黏性土、粉土和粉砂組，地下水位較高，鉆孔灌注樁施工過程中常遇塌孔，基坑在鬧市區，不宜采用對環境影響較大的泥漿護壁施工工藝。

(3) 基坑外側地下緊靠舊的磚砌地下人防通道，地下通道底板埋深約3.0m，寬約2.0m，無法施工錨桿(索)結構。

(4) 地下商城沿街布置，長度較長，基坑采用分段開挖，該段施工完畢回填后進行下一段，基坑使用時間相對較短。

綜上考慮，結合需要設置截水帷幕的要求，該位置基坑支護形式采用高壓旋噴樁內插鋼管補強作為截水及豎向支護構件，并在基坑底被動區留設土墩。

2.2 支護設計方案

基坑周邊高壓旋噴樁設計樁長15.5m，成樁直徑700mm，樁間距450mm，固化材料宜采用普通硅酸鹽水泥P.O 42.5，水灰比1.0；要求帷幕的滲透系數小于10-6cm/s[2]。內插鋼管時采用鉆機成孔，成孔直徑150mm，無縫鋼管直徑114mm，壁厚不小于3.5mm，孔內采用水灰比為0.5的水泥漿灌注。

基坑下部3.2m深度范圍內留設土墩，土墩頂寬不小于1.5m，底寬不小于3.0m。土墩留坡坡率不小于1∶0.5，噴素砼防止雨水沖刷。噴射混凝土強度等級C20，噴層厚度80mm，細骨料宜選用中粗砂，含泥量應小于3%；粗骨料宜選用粒徑不大于20mm的級配礫石；水泥與砂石的重量比宜取1∶4，砂率宜取45%，水灰比宜取0.45。

圖1 支護段剖面圖

2.3 支護結構施工

施工順序：放線清障→旋噴樁施工→內插鋼管施工→降水井施工→抽水→開挖土方→預留土墩→噴射混凝土面層。

帷幕樁施工，高壓旋噴樁的施工作業順序應采用隔孔分序方式，相鄰孔噴射注漿的間隔時間不宜小于24h；噴射注漿后，當漿液析水、液面下降時，應進行補漿。高壓噴射注漿的施工偏差：孔位的允許偏差應為50mm，注漿孔垂直度的允許偏差應為1%。

鋼管樁采用鉆機成孔，樁位的允許偏差應為50mm，垂直度的允許偏差應為0.5%，孔底沉渣不大于50mm。鋼管樁孔內采用水灰比為0.5的水泥漿填充密實。

基坑上部貼帷幕樁內側垂直開挖，下部3.2m留設土墩，土墩頂寬不小于1.5m，坡率不小于1∶0.5，噴射素混凝土面層防止雨水沖刷。噴射作業分段依次進行，同一分段內應自下而上均勻噴射，噴頭與坡面保持垂直，其距離宜為0.6～1.0m，噴射混凝土終凝2h后應根據氣溫噴水養護5～7天，氣溫低于+5℃時不得噴水養護，應采取保水養護。

3 監測

在支護結構施工、基坑開挖及使用過程中進行了基坑監測，監測內容包括：基坑坡頂水平位移、豎向位移，周邊地表豎向位移，周邊建筑物位移、傾斜，周邊建筑、地表裂縫，周圍地下管線變形、地下水位等。

根據監測結果，在基坑使用期間，支護結構工作狀況良好，變形輕微，邊坡最大水平、豎向位移均在規范允許范圍內。基坑在開挖、使用過程中一直處于穩定、安全狀態。截止目前該位置地下商城已施工完畢，基坑已回填。

圖2 基坑支護施工現場圖

4 結語

通過在旋噴樁內置無縫鋼管的方式來增強旋噴樁體的抗彎能力，在無法施工錨桿(索)結構時，利用被動區留土本身具有一定強度和抵抗水平變形能力，同時達到止水和控制基坑變形的目的，方便大面積土方開挖，加快施工工期，節約工程造價。通過實際工程應用對該支護形式的特點及施工技術進行了闡述，為類似基坑支護設計和施工項目提供一定的借鑒。