淺談巖土工程中深基坑支護的技術措施

施春輝

（廣東省地質局第五地質大隊，廣東 肇慶 526020）

1 深基坑工程特點

深基坑支護是巖土工程施工中一項十分重要的內容。深基坑支護的情況直接影響著整個巖土工程的施工環境，同時對整體施工項目的進度和質量都有較大影響。在深基坑的建設過程中，周邊環境往往較為復雜，涉及山體、建筑物、道路、行人、管線等周邊安全；另外，支護結構選型存在諸多影響因素，如當地地質條件、基坑深度要求、基坑平面尺寸與形狀、基坑所處地形地貌、地下水條件及周邊環境條件等，因此需要綜合考慮分析問題[1]。

2 常用的幾種深基坑支護技術

（1）深基坑錨桿支護技術。錨桿是深基坑錨桿支護技術所應用的工具。深基坑錨桿支護技術的原理是通過應用錨桿對底層深處潛能進行受拉力調動，以此達到穩固工程的目的[2]。錨桿支護技術操作的流程較少，操作的難度不大，還可以與其他技術聯合應用，因此深基坑錨桿支護技術得到了廣泛應用。

（2）深基坑地下連續墻技術。針對滲水性比較強的巖土工程，可以應用深基坑地下連續墻技術。該技術可以避免施工中出現軟土層變形的問題，保證主體結構側墻建設質量。正是因為技術應用優勢，我國巖土工程深基坑支護施工水平不斷提高。

（3）深基坑土釘墻技術。在工程巖土體穩固性較好以及工程降水處理水平較高的情況之下，可以在巖土工程深基坑支護施工中應用深基坑土釘墻技術[3]。該技術的應用優勢是操作工序少、操作難度低、操作用時少、操作費用低、減少墻體和樁體占用空間等。

（4）深基坑排樁技術。灌注樁施工是深基坑排樁技術施工的重要組成部分，施工質量可以得到充分地保障，既可以應用人工開挖方式，又可以應用機械鉆孔方式。在實際應用的過程中，可以結合防水帷幕，高壓注漿等方法。

（5）深基坑深層攪拌樁技術。巖土體側向力受到深層攪拌樁重力的抵抗是該技術應用的原理，該技術可提高樁體的穩定性，從而確保巖土工程穩固性。該技術施工成本較低，施工效率較高。

3 工程實例

3.1 工程概況

某巖土工程深基坑位于廣東省新興縣環城南路西側。基坑面積約為6972m2，周長348m。基坑開挖深度4.3m～5.50m 不等。基坑周邊部分房屋距離基坑邊緣較近，其中一棟五層磚混結構居民樓等建筑物距離基坑邊緣僅2.36m。因基坑開挖需要，需要對該基坑工程進行支護設計。

3.2 氣象和水文

治理區屬亞熱帶季風氣候，治理區春季、秋季雨水偏多，夏季雨水充足，冬季雨水偏少。年平均降雨量1612.77mm，年最大降雨量2033.1mm；日最大降雨量206.4mm，時最大降雨量95.9mm。一年降雨量分配不均，每年4～9 月月平均降雨量占年降雨量的78.9%。地表水主要是雨天大氣降水，受天氣變化影響大[4]。現場查勘，未見地表積水及其他地下水滲流。

3.3 區域地質構造

根據區域地質資料，治理區場地無斷裂通過，處于新興花崗巖巖體上，勘察未發現地層缺失、斷裂構造通過跡象，故場地屬構造相對穩定地段。

3.4 工程地質條件

場地揭露地層為第四系沖積層（Qal）、殘積層（Qel），局部見坡積層（Qdl），表層為人工填土層（Qml），下伏基巖為燕山期花崗巖（γ52（3））。據其成因及物理力學性質，可劃分為10 個工程地質層，選取主要地層及巖土工程參數表如表1 所示。

表1 巖土工程參數表

3.5 總體治理支護方案

根據場地的條件，結合建設單位的意見，要求在確保支護結構安全，以及基坑周圍建筑物、道路、管線安全的前提下，滿足現行規范、標準要求，并做到經濟合理，施工可行，工期合理[5]。選取的總體方案如下：

鄰近建筑物段：樁（錨）支護+完善排水系統。

其他地段：掛網噴射砼護面+預應力錨桿（索）框架梁。

3.6 具體支護工程措施

3.6.1 基坑穩定性計算

開挖前及開挖后基坑邊坡穩定性按式（1）計算：

式中：Wi—第i 條塊的重量(kN/m)；Ci—第i 條塊的內聚力(kPa)；Фi—第i 條塊內摩擦角(°)；Li—第i 條塊滑面長度(m)；ai—第i 條塊滑面傾角(°)；βi—第i 條塊地下水流向(°)；A—地震加速度(重力加速度g)；Kf—穩定系數。

設置邊坡支擋工程措施之后的邊坡穩定性計算，采用北京理正巖土設計公司研發的《理正巖土計算軟件6.0 版》進行設計計算[6-8]。經過一次或多次反復的工程措施初選→計算校核→工程措施調整→計算復核，最后確定治理措施。選用的巖土工程參數見表1 所示。

3.6.2 各區段治理工程措施

對基坑進行分層分段支護，具體工程措施如下：

（1）鄰近建筑物段：單排樁錨支護。采用單排灌注樁支護型式。樁徑φ800mm，水平間距1.0m，樁長L=13m、8m。樁上部設置一道冠梁，截面尺寸0.6m（高）×0.8m（寬）。樁地下室側掛φ8@200m×200mm 鋼筋網，噴射C25 細石混凝土，厚100mm。噴射混凝土面與地下室最近距離為0.8m。

設置兩道錨索，垂直間距2.5m，水平間距3.0m。

（2）其他地段：掛網噴射砼+錨索+框架梁支護。自上而下施工。按1：（0.3～1.0）修坡，先掛φ8@200m×200mm鋼筋網，噴射C25細石混凝土，厚100mm。自基坑底往上0.5m布置第一排錨索，共布置3排，錨索長度均為20m，垂直間距為2.0m，水平間距均為2.50m；坡面施工錨索框架梁，梁截面為0.3m×0.4m（沿錨索軸線方向），框架梁壓在噴射砼面板上。

（3）在基坑周邊及基坑內設置排水系統。

圖1 臨近建筑物段典型剖面

圖2 其他地段典型剖面

4 結論

（1）本文在巖土工程深基坑支護實例中，針對基坑不同位置的具體情況，設計采用了樁（錨）支護+完善排水系統+掛網噴射砼護面+預應力錨桿（索）框架梁的總體設計方案，從現場實際施工情況來看，該支護方案完全滿足施工要求，為類似工程提供了借鑒。

（2）巖石工程的施工條件往往是復雜多變的，深基坑支護工程往往又是巖土工程后續施工的安全保障，由此可見，深基坑支護技術是一項非常關鍵的技術。在眾多的深基坑支護措施中，設計及施工過程中要因地制宜地選擇一種或多種恰當的支護措施，確保巖土工程的使用性能和安全性，以便后續施工的有序開展。