洛陽某基坑支護降水方案設計

趙繼濤 李超杰 陳藝豪

機械工業第四設計研究院有限公司（471000）

1 工程概況

本項目位于洛陽市洛龍區孫辛路與開元大道交叉口的西北角，交通便利。該支護項目為15 層的辦公樓、兩層商業街及地下車庫。基坑北側、西北角及西南角距離建筑物較近，其余區域較空曠。 基坑北側距基坑上口線6.09 m 處有一兩層商鋪， 商鋪寬14.5 m，長18.9 m，基礎埋深約-4.0 m。西北角距離消防水池及地下車庫較近，消防水池距離坡頂上口線6.47 m， 地下車庫距離坡頂上口線9.38 m，基礎埋深約-4.0 m。 西南角距離二層商鋪較近，商鋪距離坡頂上口線5.3 m，商鋪寬15 m，長33 m，基礎埋深約-4.0 m。 南側部分區域距離污水管及通信溝較近。 該支護的項目自然地面標高約156.65 m，坑底標高為146.8 m，基坑深度9.85 m。根據基坑深度、基坑周邊環境，結合本地區類似工程經驗，臨近建筑物及消防水池區域采用復合土釘墻支護 （微型樁+預應力土釘），其余區域采用土釘墻支護。 降水采用管井降水加明排，距坡頂1.5 m 范圍內禁止堆載，1.5 m 外支護地面設計荷載為20 kPa，基坑周邊建筑物每層荷載按15 kPa 考慮。 本基坑邊坡設計使用期限為12 個月。

2 場地巖土工程性質

2.1 地形及地貌

已建場地地形基本平坦，局部分布有土堆，標高變化在 157.67～155.79 m，最大高差為 1.88 m。 已建場地地貌單元屬于洛河Ⅰ級階地前緣。

2.2 地層結構

場區地層分布上覆為第四紀沖洪積作用所形成的黃土狀粉土及粉質黏土層，中間為砂及卵石層，下覆第三系泥巖，地表為受人類活動影響所形成的填土層。 地層土自上而下分述如下:

4）泥巖（N）:黃褐～紅褐色，成巖作用較差，似硬黏土狀，為極軟巖。層頂標高146.15～148.17 m。該層未鉆穿，勘察最大揭露厚度24.1 m。 根據區域工程地質資料，該泥巖層厚度大于50 m。

泥質砂巖（N1）:黃褐色、灰黃色，細粒結構，厚層狀構造，泥質弱膠結或無膠結，部分段鈣泥質膠結。 成巖作用較低，一般巖芯呈砂狀，局部鈣質含量高的呈柱狀。 該層質地不均，砂和泥質等含量變化大。 該層在泥巖中以夾層形式存在。 層厚1.00～4.40 m，層底標高 145.09～147.40 m。

表1 各土層設計參數一覽表

2.3 地下水

地下水初見水位埋深在自然地面下7.00～8.70 m， 地下水穩定水位埋深在自然地面下6.60～8.40 m，相應穩定水位標高在149.17～149.69 m。

該地下水類型為潛水，含水層主要為第（3）層卵石層及其亞層，隔水層為下覆泥巖層。 地下水主要受大氣降水及洛河水補給，賦水量一般，水位年變化幅度3.0 m 左右。 地下水穩定水位受洛河水位影響較大，特別是洛河橡皮壩的蓄水情況直接影響穩定水位的高低。 根據有關資料，場區地下水位近3～5 年最高水位151.00 m 左右，歷史最高水位可達152.00 m。

3 基坑支護降水方案設計

根據基坑周邊地層情況，結合工程經驗，臨近建筑物及消防水池區域采用復合土釘墻支護，而不是采用樁錨，這樣成本能夠節約40%，其余區域采用土釘墻支護，共分為三個類型。

類型 1:基坑深度為 9.85 m，采用 1∶0.4 放坡，設7 排土釘，前三排土釘采用HRB400 級鋼，直徑22 mm，后四排土釘采用錨管Q235 直徑48 mm 壁厚3.5 mm，土釘豎向距離分別為 1.5 m、1.5 m、1.5 m、1.2 m、1.2 m、1.2 m、1.2 m。 前三排土釘水平間距為1.5 m，后四排土釘水平間距為1.0 m， 土釘長度從上到下分別為 7.5 m、9.0 m、6.0 m、5.0 m、4.5 m、4.5 m、4.0 m，面層混凝土強度等級為C20，厚度100 mm。

類型 2:基坑深度為 9.85 m，采用 1∶0.4 放坡，設7 排土釘， 前三排土釘采用HRB400 級鋼筋， 直徑22 mm。后四排土釘采用錨管Q235，直徑48 mm，壁厚3.5 mm，土釘豎向距離分別為1.5 m、1.5 m、1.5 m、1.2 m、1.2 m、1.2 m、1.2 m。 前三排土釘水平間距為1.5 m，后四排土釘水平間距為1.0 m，土釘長度從上到下分別為 6.0 m、12.0 m、7.5 m、6.0 m、4.5 m、4.0 m、4.0 m。 第二排土釘施加30 kN 預應力，在基坑開挖前打微型樁，并做冠梁，樁長13 m，樁徑150 mm，間距1.5 m。 面層混凝土強度等級為C20，厚度100 mm。

類型 3:基坑深度為 9.85 m，采用 1∶0.4 放坡，設7 排土釘， 前三排土釘采用HRB400 級鋼筋， 直徑22 mm，后四排土釘采用錨管Q235，直徑48 mm ，壁厚3.5 mm。 土釘豎向距離分別為1.5 m、1.5 m、1.5 m、1.2 m、1.2 m、1.2 m、1.2 m， 前三排土釘水平間距為1.5 m，后四排土釘水平間距為1.0 m，土釘長度從上到下分別為 6.0 m、12.0 m、9.0 m、6.0 m、4.5 m、4.0 m、4.0 m，第二排土釘施加 30 kN 的預應力。 在基坑開挖前打微型樁，并做冠梁，樁長13 m，樁徑150 mm，間距1.5 m。 面層混凝土強度等級為C20，厚度 100 mm。

基坑降水深度為-4.7 m，室內地坪下13.0 m 的位置已進入泥巖，泥巖作為不透水層，降水采用潛水完整井進行計算，滲透系數按照60 m/d 考慮，按照以下公式經計算Q=6 258.1 m3/d， 單井理論出水量經計算共布置降水井37 眼，其中基坑四周布置28 眼，基坑內布置9 眼疏干井，基坑內疏干井數量可以根據基坑開挖速度進行調整。若開挖速度快，疏干井可適當增加。若開挖速度慢，疏干井數量可適當減少。

4 監測結果分析

根據基坑支護設計方案和相關規范要求，確定本基坑5 項監測內容，分別是30 個位移觀測點（水平、豎向），7 個周邊建筑物沉降觀測點，12 個周邊地表沉降觀測點，12 個深層水平位移（測斜）觀測點，7個水位觀測點。

表2 監測統計表

從基坑開挖開始監測， 到基坑回填結束監測，共計觀測時間9 個月，觀測次數為75 次。 在觀測過程中和觀測結束觀測后，各項監測內容最大變形值均未超過預警值，見表2。

從表中分析可知， 變形最大值均未超過預警值，變形最大值和最小值之差也很小。 可見，在整個變形監測期間，對基坑的監測是有效的，且在位移或沉降變形較大或者突變時，及時加密了監測頻率并進行了現場巡視檢查， 對隱患點提出了報警，很好地指導了施工， 整個基坑監測達到了方案要求。另外，監測表明。 基坑在使用過程中整體是安全的。

5 結語

本項目采用的方案不僅安全，而且節約了成本，縮短了工期，為以后類似環境條件復雜的基坑支護降水設計積累了寶貴經驗。