膨脹土場地深基坑支護設(shè)計與施工控制探討

張志豪

（中國建筑西南勘察設(shè)計研究院有限公司，成都 610000）

1 引言

新的發(fā)展環(huán)境下，建筑深基坑工程的數(shù)量持續(xù)增加，基坑支護也因此受到了越發(fā)廣泛的關(guān)注。在膨脹土場地進行深基坑施工，支護難度較大，因為基坑壁土層會因為含水量的變化而產(chǎn)生體積和應(yīng)力的變化，常規(guī)的支護方式并不能很好地適應(yīng)這種土層結(jié)構(gòu)，容易引發(fā)安全問題。如何做好膨脹土場地深基坑的支護工作，是擺在相關(guān)技術(shù)人員面向一個亟待解決的問題。

2 工程概況

某建筑工程項目包括地上32層和地下4層，采用天然地基，近似矩形分布，長寬分別為95 m和55 m，整平后自然地面標高為85.15 m，基坑設(shè)計深度為22 m。對周邊環(huán)境進行調(diào)查可知，在場地周邊臨近基坑位置的人行道下埋設(shè)有市政通信電纜和雨水管道，埋深在1.5~2.5 m，同時，存在有埋深較淺的生活污水管道[1]。

現(xiàn)場地質(zhì)勘察結(jié)果顯示，施工場地為沖積平原，地形相對平坦，但舊建筑拆除后，建筑垃圾的存在使場地的地面高差在0.5~1.0 m。場地自上而下包括雜填土、粉質(zhì)黏土、角礫、黏土等，黏土本身具有一定的膨脹性。地下水類型為潛水，存在粉質(zhì)黏土和角礫層中，大氣降水是其主要補給來源，地下水水位穩(wěn)定在1.89~3.01 m，受季節(jié)影響大[2]。場地最為顯著的特征是其整體處于膨脹土層，土層的含水量較高，下部土層透水性極差，地層的均勻性較好。

3 基坑支護設(shè)計

3.1 支護方案選擇

結(jié)合該工程的實際情況分析可知，周邊環(huán)境條件相對復(fù)雜，考慮特殊的地質(zhì)水文條件，可供選擇的支護形式有很多，主要包括：

1）地下連續(xù)墻，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，對土體變形有較強的抵抗能力，可以很好地滿足施工需求，但造價相對較高，雖然可以通過兩墻合一的方式來降低成本，但是也會引發(fā)接縫位置的滲漏問題；

2）樁+內(nèi)支撐支護，支護效果理想，成本合理，但是后續(xù)分項工程的施工成本較高，而且內(nèi)支撐支護的形式會對主體結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)產(chǎn)生不容忽視的影響，在后期也很難進行拆除，因此，在沒有特殊要求的情況下，通常不會使用這種方法；

3）樁錨支護，施工經(jīng)驗成熟，結(jié)構(gòu)安全可靠，具備很強的變形抵抗能力和超載承受能力，但是，在應(yīng)用中必須將錨索在膨脹土內(nèi)施工可能引發(fā)的風(fēng)險考慮在內(nèi)；

4）雙排樁支護，這樣的支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強，在單獨使用的情況下能夠很好地滿足工程建設(shè)要求，還能結(jié)合其他支護結(jié)構(gòu)來使用，適用性強。

在對其進行全面對比分析后，工程技術(shù)人員最終決定采用雙排樁+囊式錨索支護的形式，對比常規(guī)工程項目，適當增加了相鄰錨索之間的距離，避免了連續(xù)分布應(yīng)力的形成，基坑及上部建筑的安全。

3.2 基坑監(jiān)測內(nèi)容

在該工程項目中，設(shè)置基坑安全等級為一級，基坑監(jiān)測的內(nèi)容包括4點：（1）對基坑降水到基坑回填全過程基坑的豎向和水平位移進行監(jiān)測；（2）對基坑周邊建筑物、構(gòu)筑物和道路的沉降、傾斜及位移進行監(jiān)測；（3）對基坑周邊的深層水平位移進行監(jiān)測；（4）對周邊建筑和地下管線變形的監(jiān)測等。依照相關(guān)測量規(guī)范的要求，為了保證初始值的準確性，需要在基坑降水開始前一周做好相關(guān)初始值、基準網(wǎng)以及監(jiān)測點的調(diào)整工作。

4 基坑支護施工

4.1 支護結(jié)構(gòu)施工控制

膨脹土對基坑施工存在不利影響，應(yīng)通過對施工工藝的合理選擇做好質(zhì)量控制。在該工程中，主要是對基坑支護施工環(huán)節(jié)水對膨潤土的影響進行控制，其余工藝可以按照相關(guān)規(guī)范和流程進行操作。具體來講，主要包括以下方面：

1）支護樁施工工藝的選擇。采用混凝土灌注樁作為支護樁，結(jié)合工程的實際情況，采用了旋挖鉆機成孔工藝，嚴格依照工藝的標準和要求進行施工作業(yè)，在鉆孔完成并且成孔驗收達到合格標準后，需要在第一時間對混凝土進行澆筑，澆筑過程中和澆筑后需要做好孔口保護。

2）錨索施工工藝選擇。錨索會對膨脹土產(chǎn)生立體式的影響，應(yīng)盡量選擇功人工干成孔或者錨索鉆機螺旋鉆桿干成孔工藝，盡可能地避免施工過程增加水對膨脹土的影響[3]。錨索注漿中，需要在水泥漿內(nèi)加入減水劑，減少水的摻入。錨索齡期滿足要求后可以進行張拉，需要施加較小的預(yù)應(yīng)力，避免張拉力和膨脹力的重疊。

3）角礫層滲漏處理。可以安插相應(yīng)的PVC泄水管，外部設(shè)置濾網(wǎng)，確保其能夠在面層噴壺作業(yè)前完成，泄水管插入基坑側(cè)部土體的深度應(yīng)超過400 mm，外露長度不能小于1 000 mm，同時，應(yīng)盡可能遠離邊坡土體，這樣能夠有效避免下滲水流作用下，未開挖土體出現(xiàn)膨脹變形的問題。在面層噴護工作完成后，施工人員和現(xiàn)場管理人員需要做好泄水管的全面檢查工作，對其進行疏通，避免泄水管堵塞的問題，及時對管道開裂、破損等問題進行處理。如果因為滲流原因?qū)е聡娚浠炷翢o法有效凝固的區(qū)域，可以在進行施工的過程中，在混凝土漿液中加入相應(yīng)的速凝劑，同時，結(jié)合施工面的實際情況，適當增加噴射面層厚度，做好對鋼筋網(wǎng)以及壓網(wǎng)筋的合理設(shè)置。

4.2 基坑施工監(jiān)測控制

基坑工程施工中，需要做好必要的監(jiān)測分析，以確保施工質(zhì)量和施工安全。從保證監(jiān)測效果的角度，基坑監(jiān)測工作應(yīng)該交給第三方監(jiān)測單位實施，從基坑開挖階段開始，獲取相應(yīng)的初始值，直到基坑穩(wěn)定回填，確保基層周邊地表豎向位移、水平位移、建筑沉降、錨索應(yīng)力等都能夠在相關(guān)標準允許的范圍內(nèi)，切實保障施工安全。

監(jiān)測結(jié)果顯示，不管是基坑本身的水平和豎向位移，還是周邊建筑的豎向位移都在相關(guān)規(guī)范允許的范圍內(nèi)，周邊建筑的最大豎向位移只有3.2 mm。錨索內(nèi)力在基坑開挖過程中的30 d內(nèi)一直波動，但是，波動范圍并不明顯，主要是受到了基坑位移、氣溫變化以及邊坡側(cè)壁土體膨脹力的共同影響。因為下部土層的強度和硬度較大，在施工中如果采用先施工支護樁再施工測斜管的方式，施工設(shè)備難以達到預(yù)定位置[4]。基于此，在該工程中，先對測斜管進行了施工，然后再施工支護樁，需要注意的是，在支護樁施工中必須做好測斜管的保護工作，這樣才能保障其完好性，將測斜管在基坑施工監(jiān)測控制方面的作用充分發(fā)揮出來。

5 結(jié)語

總而言之，在膨脹土場地基坑支護施工中，需要充分考慮膨脹土本身的特性，結(jié)合工程的實際情況，選擇恰當?shù)闹ёo方案，做好支護設(shè)計和支護施工控制工作，將支護結(jié)構(gòu)的作用充分發(fā)揮出來，切實保障基坑乃至工程整體的施工質(zhì)量和施工安全。