淺談巖土工程地質條件在基坑支護工程設計中的應用

趙 君

襄陽市第二建筑設計院 湖北 襄陽 441000

前言：通常來說，在較復雜的地質區域，其支護技術也會變得更為復雜，且施工難度也隨之增大，還有在含水量偏高的地質段，由于其滲透性不是特別好，因此，這些都會增大基坑支護設計工作中所要面臨的難度。由于地基的建造質量對于巖土工程的整體施工而言，有著非常大的影響作用，因此，在地基基礎施工環節就強化相應的防護舉措是極其重要的。由此分析可得知，為全面有效的提高巖土工程基坑支護設計的質量，就必須要確保地基的建設質量，并進行及時的優化、改進。

1 工程概況

華立鳳凰城四期工程位于襄陽市襄州區，場地原始地貌為漢江支流清河一級階地，總體地勢相對平坦開闊。本項目包括1#、2#、3#樓三棟高層建筑、一棟5F商業（4#樓）和將彼此連通的地下室。1#、2#、3#樓和商業±0.000標高相當于1985國家高程基準為67.20m，-1F地下室底板頂標高為-5.15m，地下室底板墊層底設計高程為61.45m(1985國家高程基準)。-2F地下室底板頂標高為-8.75m，地下室底板墊層底設計高程為57.85m，靠近東側雙樁承臺墊層底57.05m。1#樓、3#樓筏板厚1.6m，坑底設計高程為56.75m，2#樓筏板厚1.2m，坑底設計高程為60.75m。1#、2#、3#樓采用樁筏基礎，地下室采用旋挖樁基礎。在此次基坑支護設計中，主要依據了基坑的水文地質條件以及開挖的深度和周邊環境狀況，對本基坑分不同的支護型式進行設計，支護工程布置詳見表1。同時根據擬建場地巖土工程勘察報告，結合本類型基坑支護經驗，并參照《基坑工程技術規程》DB42/T159-2012，該場地基坑支護設計參數見表2。

表1 基坑支護工程布置表

表2 基坑支護設計參數表

2 探討基坑支護工程設計技術及質量控制要點

2.1 表面處理技術

此技術主要應用于軟土地質的基坑支護中，有助于排水、更換以及便于相關措施的實施，能夠起到保障地基基礎結構建設的作用。但是前提是擁有能夠滿足于施工標準要求的土壤質量。當水的含量偏大時，可在地面層挖掘溝渠以便于排出土壤中的水分，進而增強地基表面的強度。在更換過程中，可將砂墊運用在軟土層偏薄且排水較為便利的地段，而且所選取的砂必須干凈且達標；但是礫石通常來說比砂墊更為方便些。當更換了碎石之后，則需及時的對地基進行壓縮，促使砂礫表面的施工質量安全。

2.2 對于不均勻性沉降的處理

在建設中當地基巖土工程出現不均勻性沉降的現象時，都會運用一些相關的處理技術來予以解決，并確保建設工作有序開展。主要采取的處理方法有：①表面處理。當地基基礎較軟時，可增強給排水和更換以及其他的相關措施，來保證結構建設達標。但前提條件是土壤的質量必須滿足建設條件及需求。當水含量偏大時，可在地面挖掘渠道來排出土壤中的水份，以此來增強地基強度。在砂墊處理時可運用在軟土層的厚度偏薄以及排水較為便利的位置。其中礫石較為方便，當更換完碎石后，應當對地基壓縮，促使砂礫施工保證質量及安全達標。②地基不均勻性沉降時，通常采用的水泥及生石灰等材料來對地基實施相應的處理措施。③材料方面的問題。當地基土質屬于軟粘土，則可采取相應的固化處理措施，以及水泥或生石灰材料。同時也可以考慮通過攪拌的方式來促使粘土和水泥及其它的施工材料充分混合，起到改善地基土壤質量以及增加一定的加固性作用，以此來改善巖土地基的承載力。

2.3 對含水率的質量控制

由于本工程擬建場地位于漢江支流清河Ⅰ級階地，場地地下水主要為填土層中的上層滯水，第四系砂、礫石層中的孔隙承壓水。通過勘察測得本場地的地上水位在61.0～64.0m之間變化。上層滯水主要賦存于雜填土中，水量受大氣降水補給，所以對基坑施工影響不大。上層滯水可采用明排方式解決，設置排水溝和集水井，將基坑內的水排出坑外。對出水量較大的地方應查明來源，能堵截其來源是根本，如無法堵截則在坡面采用泄水孔、管道疏導的辦法處理。在基坑上部坡面上按間距1000mm×1000mm設置PVC管泄水孔，上層滯水被排至基坑集水井內，若遇地下水較大時應加大速凝劑用量及提高水泥用量。基坑開挖期間，對基坑內仍存在的地表水，可采用坑內排水溝導流集中于集水井內用承壓水泵明排到坑外。為防止地表水或雨水滲（流）入基坑內，沿基坑四周上口線外應作2.0m寬掛網噴射混凝土硬化層，厚度為100mm。硬化層宜作成反坡，硬化層外設300mm×200mm的截水溝，采用水泥磚砌筑。基坑內積水通過設置坑內排水溝和集水井的方法進行明排，集水井設置在基坑內坡腳處較低洼地帶，集水井間距為50～100m，排水溝和集水井設置在距地下室基礎邊線0.4m處，溝底處比挖土面低0.3～0.4m，集水井比排水溝低0.5m，隨基坑開挖逐步加深。基坑至設計深度后，集水井采用機磚砌筑，井底反濾層鋪0.3m左右的卵石。承壓水主要分布于下部③層粉砂孔隙之中，由漢江支流清河補給和排泄，其水位變化受漢江和清河水位的控制，并隨漢江和清河水位的漲落而有升降，隨季節的變化，水位時有變化。另外，通過對-2F地下室和2#樓分別進行降水井設計計算，根據單個降水井的降水影響范圍，參考臨近的降水經驗，結合本場區地質地層情況，考慮到-2F基坑降深較大，根據基坑形狀，為-2F地下室實際布置降水井總數量為33口、觀測井8口，2#樓降水井總數量為5口、8口觀測井。其中觀測井均可作備用降水井使用。此外，基坑壁地層主要為雜填土和粉質黏土，性狀均較差，穩定性差，對基坑邊坡穩定性影響較大，考慮到其土壤的滲透性相對較小，因此，本工程采用減壓降水方案，降壓深度范圍內土層為主要粉砂、圓礫。因本項目降水深度約為1.2m，與地下水位的正常變化幅度是相近的。所以，在該層中進行降水對地面沉降影響較小。基坑與現有道路距離較遠，本基坑降水方案對周邊環境影響較小。同時，為減小降水對周邊環境的影響，施工中應根據周圍土層的情況選用合適的過濾管濾網，同時重視埋設井管時的成孔和孔壁回填砂濾料的質量。

3 結語

社會的不斷進步促使了國家建筑業也極速發展，而在整體的建設過程中，巖土工程為確保建筑物施工的順利開展以及后期投入使用中的穩定和安全提供了重要保障。在其中，地質的勘察和處理工作一直是工程中的重難點和關鍵點，務必要結合建設場地的實際地質狀況來選取對應的基坑支護技術，并綜合地質的實況分析來選用優良的控制方案，規避不必要的失誤現象。進而將巖土工程基坑支護設計的整體水平加以提升，為建筑業的穩健發展而助力。