濱海沉積地貌區富水砂層深基坑支護方案設計

李 超，管云民，管曉琪

（1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650000；2.青島地質工程勘察院，山東 青島 266000）

對于地質條件復雜、受地下水不良作用影響較大及周邊道路、建筑、管線等環境復雜的深基坑而言，科學合理的設計施工具有重要意義。

1 工程概況

1.1 工程基本概況

青島鐵建廣場國際科創總部基地啟動區一期項目擬建場地位于青島市市北區傍海中路以西、瑞昌路以北。基坑開挖面積約99 600m2，基底標高約為-6.50～-4.50m，場區整平標高為5.20～5.50m，基坑開挖深度約10.0～12.00m，支護周長約1 000m，根據JGJ120-2012《建筑基坑支護技術規程》，基坑支護結構安全等級為一級。

1.2 地層巖性

擬建場地地層巖性自上而下為：①第四系由全新統人工填土層（Q4ml）：為雜填土，主要成分為建筑垃圾夾少量粘性土及砂土；②全新統海相沉積層（Q4m）：主要為砂土、砂礫土，級配較差，整體粒徑自上而下逐漸增大，淺表局部夾粘性土層；③第四系上更新統陸相洪沖積層（Q3al+pl）：主要為粉質粘土，局部夾礫石及少量碎石，干強度高，韌性中等；④中生界白堊系王氏群（K2w）：為下伏基巖，巖性以磚紅色泥巖、砂礫巖為主；⑤白堊系青山群（KqB）：巖性以紫紅色安山巖、砂巖為主；⑥燕山晚期（γ53）：巖性以灰白色、淺肉紅色花崗巖為主。

該基坑工程擬建場地主要巖土層常規工程性質指標見表1。

表1 場地主要巖土層常規工程性質指標

2 工程施工難點

1）施工難度大該工程基坑開挖面積大，開挖深度10～12m，支護長度約1 000m，工程量較大，需合理安排人員和機械。

2）擬建工程周邊環境相對較復雜基坑北側為現有廠房，基坑邊線距廠房約9～12m，其余側為市政道路，西南側現存一中石化管線，距基坑約26m，南側距瑞昌路立交橋約43～60m。場區周邊需搭建臨時用地，南側幼兒園、水泵房位置需先行建設，無放坡空間。故必須對現有臨近建筑及管線進行分析，嚴格控制施工過程中基坑的變形量。

3）受地下水影響較大基坑開挖深度內存在滲透系數大且含水量高的的厚層粉細砂、粗砂層，地下水豐富。雨季泄洪壓力較大，支護需要特別重視，嚴控支護樁和旋噴樁施工質量。

3 基坑支護與監測

3.1 支護方案

本基坑具有開挖面積較大、開挖深度較深，周邊環境復雜，對變形要求嚴格，開挖深度內存在滲透系數大的厚砂層的特點。根據這些特點，對西側及西北側水量大且砂層較厚的位置采用雙排樁支護，對其余側采用樁錨支護，并根據具體情況將支護區劃為8 個支護剖面單元，其支護方案如下（支護平面圖見圖1）。

圖1 基坑支護平面圖

1）1-1 剖面：雙排支護樁?1 200@1 800，高壓旋噴樁?1 100@800，開挖深度約為12.3m。

2）2-2 剖面支護類型：雙排支護樁?1 000@1 500，高壓旋噴樁?1 100@800，開挖深度約為12.3m，一排錨索。

3）3-3 剖面支護類型：雙排支護樁?1 000@1 500，高壓旋噴樁?1 100@800，開挖深度約為9.8m，一排錨索。

4）4-4、5-5 剖面支 護類型：支護樁?800@1200，高壓旋噴樁?1 100@800，2 排錨桿，開挖深度10.80～11.3m。

5）6-6 剖面支護類型：雙排支護樁?1 000@1500，高壓旋噴樁?1 100@800，開挖深度約為11.3m。

6）7-7 剖面支護類型：雙排支護樁?1 000@1500，高壓旋噴樁?1 100@800，開挖深度約為13.0m。

7）8-8 剖面支護類型：支護樁?800@1200，高壓旋噴樁?1 100@800，2 排錨桿，開挖深度約為12.2m。

3.2 地表水、地下水控制體系

本基坑砂層分布較厚，總體水量較大，總體思想是采用“高壓旋噴帷幕止水+坑內明排”的方案控制地下水。對于地表水及少量近地表地下水采用“排水+截水”的方法。具體方案為：在坡頂設置截水墻，防止地表水滲入坑內；坡面按5～10m2/個的原則或根據滲水情況靈活設置?50PVC 泄水管；在基坑開挖過程中若坑內水量較大，則每隔20～25m 設置1 個集水井，坑底設置排水溝采用明排方式排水；基坑成型后在基坑側壁砌筑磚胎膜封閉基坑。

3.3 施工工藝

1）土方開挖土方開挖前應在基坑內部設置集水坑，必要時設置集水井進行預降水，疏干坑內積水，便于土方及支護施工。應分層分段開挖，與支護施工配合進行，分層高度與錨桿標高相對應，每層開挖深度為土釘（錨桿）下0.50m，每段開挖長度為25～35m，開挖至砂層部位后開挖長度應適當減小。

2）帷幕及支護高壓旋噴帷幕需沿基坑周邊全面設置；支護樁間布置，帷幕樁有效直徑不小于1 100mm；支護樁外排布置間距800mm，其帷幕樁有效直徑不小于1 100mm。采用三重管施工工藝，水泥用量不小于600kg/m。施工前選擇不利部位試樁3 支以確定施工參數。

3）基坑排水措施基坑側壁在上層滯水含水層的底板位置局部可能出現少量因降雨、管道漏水形成的殘留滯水，可采用在基坑四周邊坡的含水層底部，插入引流管將隔水層所托之少量殘留滯水引入管井或集水井中排出。

4）地面防滲措施基坑5m 范圍內不宜設置用水點，在基坑四周邊做好地面硬化和排水措施，防止雨水和人工用水的入滲引起邊坡坍塌，截水溝采用磚砌置、水泥鉤縫。

3.4 基坑監測

監測是實現動態設計、信息化施工的重要環節，同時也是發現支護工程事故征兆的最直接手段，施工過程中要加強監測及信息反饋工作。

3.4.1 監測項目

由于本基坑多臨近建筑及管線，故應特別加強周邊建筑物、管線沉降監測及水平位移、深層水平位移監測。監測內容還應包括坡頂水平位移監測、坡頂沉降監測、錨桿軸力監測，地表裂縫、地下水位監測等項目，建議根據現場情況進行環境地表沉降監測、支護樁沖擊成孔對相鄰建筑物的振動速度監測等項目。監測點平面布置見圖2。

圖2 監測點平面布置圖

3.4.2 監測周期

基坑開挖前設置基準點、監測點，并記錄監測點初始值。自基坑開挖起進行監測，在基坑工程施工期間，現場巡檢應根據施工情況每日不定期進行，坡頂水平位移、坡頂沉降的監測頻率建議為1～2 次/日，周邊建筑物沉降監測宜1～2次/周，預應力錨桿軸力、環境管線沉降等的監測頻度可根據規范要求和現場情況確定，變形速率異常或雨雪惡劣天氣等應加大監測頻度。基坑工程竣工后，若監測數據較穩定可適當減小監測頻度。

4 結論

本文根據青島鐵建廣場基坑擬建場地的水文地質、工程地質及周邊環境條件，對該基坑工程開挖支護和施工方案進行了設計。

根據該基坑的特點，將支護段分為10 個剖面單元，建議對西側及西北側水量大且砂層較厚的位置采用雙排樁支護，對其余側采用樁錨支護。地下水控制體系采用“高壓旋噴帷幕止水+坑內明排”的方案，地表水控制體系采用“排水+截水”的方案。基坑施工過程中要嚴格進行監測，尤其要加強周邊建筑物、管線沉降監測及水平位移、深層水平位移的監測。一旦遇到異常情況，一定要及時通知各方，暫停施工，討論制定應急處理方案，保證施工安全。