軟土深基坑支護措施研究

蘭承維 （中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

1 引言

地下空間作為城市寶貴的資源正在引起人們的日益重視，對其進行開發利用呈現發展趨勢，深基坑開挖支護問題日益突出。特別是城中村改造工程基坑施工環境十分復雜，容易引發基坑安全事故，因此開展軟土深基坑的監測分析與研究對房建工程基坑安全施工具有重要價值。排樁內支撐支護體系設計理論、工藝工法成熟，且具有適用性強、對周圍環境影響小、穩定性好、變形小等特點，在軟土深基礎施工中得到廣泛的應用。

2 工程概況

2.1 工程簡介

本工程位于瑞安市，規劃振興路與規劃青年路西南角，南側為河流，地下室1層，上部5幢高層建筑物，結構形式采用框架剪力墻結構。本工程基坑為長方形，南北方向約151.7m，東西方向約111.9m，土方開挖最深處標高為-9.45m，頂板覆土厚約1m，周邊緊鄰已建民房。

2.2 工程水文地質概況

根據勘察結果，地基土在勘察深度范圍內的土層自上而下依次為：雜填土、粘土、淤泥、粘土、粉質土粘土、粉沙、圓礫。根據區域水文地質資料，地下水位長期變化幅度0.50m～2.00m。局部下部為承壓水，賦水介質為粉砂、圓礫，水量較豐富。

2.3 基坑支護設計簡介

本基坑變形保護等級為一級，支護結構最大水平位移≤30mm，基坑深度約8m，允許地表最大沉降量為40mm。綜合支護結構受力合理、施工可行、周邊環境以及有關建筑管理規定等綜合分析，采用排樁加鋼筋混凝土水平內支撐的支護方案，并在被動區采用水泥攪拌樁加固土體，坑中坑采用水泥攪拌樁進行二次圍護。

3 工程問題及解決方案

3.1 工程問題

根據勘探報告，工程所在區域從上到下依次為厚度0.20m～1.60m的雜填土、厚度1.20m～2.30m的黏土、厚度22.80m～34.10m的淤泥，該淤泥層屬于高壓縮性軟土層，呈流塑狀。地下水水位埋深很淺，約0.20m～2.00m。地處居民區，交通繁忙、人流量大。周邊環境較復雜，東側緊鄰市政道路，北側和西側緊鄰已建民房。基坑施工中存在開挖面積、深度大，土質差，地下水位高，緊鄰已建民房等諸多不良因素。基坑施工中采取何種有效、經濟、可靠的支護方案，以及嚴格控制基坑土體變形保證基坑穩定，成為重大的技術難題。

3.2 解決方案

由于周邊環境復雜，地下水位高，在原支護結構設計的基礎上，考慮采用水泥攪拌樁加固土體，即在圍護樁的內外側增設水泥攪拌樁，外側水泥攪拌樁同時起到止水帷幕的作用，樁頂采用冠梁和支撐梁進行連接，保證基坑封閉，詳見圖1、圖2、圖3所示。支護措施實施步驟如下。

圖1 圍護樁與水泥攪拌樁關系

圖2 支護結構剖面圖（單位：mm）

圖3 支護結構平面

①設置豎向支擋構件。先施工被動區水泥攪拌樁，后施工圍護鉆孔樁。立柱樁采用鋼格構柱放置于預先鉆好的2m鉆孔內，鋼架同樁主筋焊接，灌注C25水下混凝土。

②設置水平內支撐構件。臨近已建民房范圍，土方開挖前在冠梁外側叩打6.0m長25b#槽鋼，以控制冠梁施工時淺層土體位移。開挖土方至冠梁、內支撐梁底，冠梁及支撐梁施工前進行立柱上部修整，立柱上部鋼筋進入冠梁35dmm，必須把伸入冠梁的立柱中間和超灌的混凝土全部鑿除。各水平支撐構件交接處均做內切角，當支撐樁不在支撐節點位置且水平距離小于1200mm時，均可做挑梁連接，見圖4所示。

圖4 挑梁詳圖（單位：mm）

4 監控量測結果反饋

4.1 樁頂水平位移檢測

自基坑開挖前初始觀測至地下室底板施工完畢共計約六個月時間，基坑4周樁頂水平位移監測結果見表1所示。

圍護樁樁頂水平位移監測結果 表1

4.2 深層水平位移監測

深層土體變形采用測斜管，觀測時間同樣自基坑開挖前初始觀測至地下室底板施工完畢共計約六個月時間，監測結果見圖5所示。

圖5 深層土體變形監測結果

4.3 地表沉降監測

地表沉降采用DINI03電子水準儀，在基坑四周地表布點，監測結果見表2所示。

綜合比較樁頂水平位移、深層土體變形和地表沉降監測結果，累計變化值在控制范圍以內，相比理論計算結果偏小。考慮主要是由于在鋼筋混凝土水平內支撐體系的基礎上，采取了水泥攪拌樁加固排樁內外側土體、冠梁外側叩打槽鋼等措施，有效分擔了樁身承受的荷載，從而減小了樁頂位移和深層土體變形，同時還有效控制了基坑周邊的地面沉降。

地表沉降監測結果 表2

5 結束語

本文以溫州某房建工程為例，對排樁內支撐支護體系結合水泥攪拌樁加固土體的措施，在軟土深基坑工程中的應用進行了探索與研究。主要得出如下結論。

①該基坑支護體系采用冠梁將排樁連接，各水平支撐構件交接處均做內切角，組合完成的受力體系整體性較高，結構安全冗余度高。

②該基坑支護法通過增設水泥攪拌樁，增強了基坑周邊土體的強度與止水性能，達到嚴格控制基坑土體變形和樁體變形的目的，保證其在基坑開挖和主體澆筑過程中的穩定性，創造了安全、便捷的施工環境。

③建立以施工監測為主導的信息反饋動態體系，改變傳統的“結構荷載法”的觀念。基坑開挖過程實施跟蹤監測，及時記錄和反饋信息。監測表明該支護體系完全可以應用在變形控制要求高的基礎工程中。

④本文解決了在軟土深基坑時，支護結構如何設計的工程難題，可為今后類似工程的應用提供經驗借鑒。