老城區狹窄場地深厚雜填土條件下深基坑支護

李長華 錢美亞

土釘支護由于經濟、可靠且施工快捷，在全國得到大量應用。在無錫地區，開挖深度不超過7 m的基坑土釘支護應用甚廣，且有著大量成功的經驗。但由于場地條件的不同，在不同的基坑中往往會遇到各種特殊情況，本文以市區某狹窄場地深厚雜填土成功實施土釘支護為例，說明只要精心設計、規范施工，此類情況土釘墻支護仍然是可行的。

1 工程概況

1.1 周邊環境

某擬建酒店位于無錫市市區中心，場地條件極其狹窄。其東側為交通流量極大的城市干道，下有大量綜合管線，在東北角保留有一層煙酒雜貨店，其基礎與地下室外墻不足1 m;南側為電信公司圍墻，距離地下室外墻不足1.3 m，要求圍墻保留;西側為小巷，距離地下室外墻不足2 m;北側為外貿局大院圍墻和車庫，距離地下室外墻不足2 m。

1.2 結構概況

本工程±0.00相當于黃海高程4.20 m，現場地坪標高為-0.300 m(相對標高)，坑底標高為-5.450 m，基坑大底板的開挖深度為5.15 m，坑內承臺、集水井和電梯基坑深度0.9 m～1.5m不等。

1.3 地質情況

根據勘察報告，場區地質情況如下:①雜填土層，雜色，該層土成分復雜，上部含碎磚、水泥塊等建筑垃圾，結構松散，均一性差，工程特性較差，層厚局部變化大。該層厚度4.0 m左右。②-1黏土層，褐黃色～灰黃色，硬塑狀態，稍濕，含鐵錳結核及青灰色高嶺土條紋，土顆粒較細，切面光滑，干強度高、韌性高。工程特性較好。該層厚度2.6 m～4.5 m。②-2粉土層，淺黃色，層底變為灰色，飽和，稍密～中密狀態，該層土光澤反應不明顯，搖震反應迅速，干強度低，韌性低。工程特性一般。該層厚度1.2 m～5.9 m。②-3粉質黏土層，淺黃色，可塑狀態，粉粒含量稍高，夾鐵氧質銹斑。該層土切面稍有光澤，干強度中等、韌性中等。工程特性一般，該層在場地北部缺失。該層厚度2.3 m～3.8 m。

基坑支護設計參數如表1所示。

表1 基坑支護設計參數

1.4 地下水

本工程擬建場地內地下水主要為淺層潛水和淺層微承壓水。淺層潛水水位埋深0.6 m左右，主要賦存于①雜填土中，淺層微承壓水主要賦存于②-2粉土中。

1.5 特殊條件情況

綜合各種資料分析，本基坑支護主要面臨如下特殊條件:1)基坑上部土層為深厚垃圾填土，最大厚度達4.1 m左右，垃圾土體結構松散，由其構成的邊坡穩定性差，對本次基坑支護帶來不利影響。2)場地條件非常苛刻，缺乏放坡場地和大型機械施工作業面，同時出于經濟考慮，采用圍護樁支護可能性不大，但是采用普通的土釘墻支護則發生塌方的風險極大，因此要求設計人員能夠充分考慮可能的破壞形式，精心進行針對性設計。

2 支護結構設計

2.1 支護方案選取

考慮上述實際情況，本基坑支護設計主要思路如下:1)本基坑在支護方案上沿用土釘墻形式，但是要結合雜填土厚度較大并且不能放坡這一事實，采用加長并且施加預加力的加強土釘進行變形控制，確保土體側向不發生過大卸荷變形。計算按照土釘墻的設計步驟進行了分析。2)施工階段加強動態管理，對可能出現的特殊情況做好處理預案，施工發現問題及時反饋設計，針對現場情況調整方案，以做到有的放矢。

2.2 支護結構設計

土釘墻的設計步驟為:1)根據土層及周邊條件按經驗確定土釘的設計參數及超載大小。本基坑的土釘設計參數按照表1選取，地面超載取10 kPa，坑邊2 m范圍內不得超載。2)根據基坑的開挖深度確定放坡坡度及土釘的布置間距。按照無錫地區的土釘墻設計經驗，土釘的水平及豎向間距一般在1.0 m～1.5 m，本基坑根據其開挖深度豎向設置4道土釘，間距1.0 m，水平間距1.0 m，放坡不足 1∶0.3。3)根據以上兩步建立計算模型進行分析計算。土釘墻計算分為兩方面控制:一方面為土釘的強度控制，計算土釘的抗拔及抗拉強度是否滿足要求;另一方面是土釘墻的整體穩定分析，往往整體穩定分析結果起到關鍵作用。4)根據計算分析結果進行支護結構施工圖設計，基坑剖面圖見圖1。5)土釘施工應堅持分層開挖，分層實施，確保養護不少于7 d后施加預加力，預加力的大小按照靜止土壓力考慮，以防止雜填土因側向卸荷后變形過大開裂，滑移。

3 特殊情況處理

考慮到本基坑實際，對此邊坡采用以下處理措施:1)嚴格控制坑邊堆載，要求坑邊2 m范圍內堆載不超過10 kPa;2)對基坑邊坡加強觀測，做好應急措施;3)確保預加力的施加和施工注漿質量;4)協調土建單位進行分塊開挖，加快速度分塊施工底板。

通過以上處理措施，確保了邊坡的安全。

4 結語

本支護工程目前已成功實施，實踐證明本處理思路和方案是合適的。通過本基坑處理過程，主要體會如下:1)土釘支護在無異常情況地層中通過合理建模設計，進行支護是可行的，即使在復雜條件下，只要根據實際情況的不同，掌握全面資料并進行充分分析，以邊坡安全為目標采取針對性的綜合處理措施，土釘支護仍然是可行的;2)針對復雜的地質條件和環境條件，首先應全面掌握第一手的資料，并據此建立符合實際的計算模型是確保復雜條件下基坑支護成功的第一步;3)基坑施工是一個信息化的施工過程，要求在復雜條件下各方均應樹立高度的安全意識，如加快結構施工速度以降低復雜地質情況下基坑的時效風險;4)面對復雜的基坑邊坡條件，要充分認識到鉆孔土釘易造成雜填土浸水坍塌和鉆孔過程中來不及成孔等實際情況，綜合采取花管注漿、鋼管插筋等多種快速方案，與土釘聯合支護，確保支護效果;5)采用施加預加力方式預先控制雜填土的變形是解決老城區深厚雜填土基坑邊坡安全的行之有效的方法，但是，如果基坑的深度較深，仍然需要采用其他的圍護措施。

[1] GB 50007-2001，建筑地基基礎設計規范[S].

[2] JGJ 120-99，建筑基坑支護技術規程[S].

[3] 陳肇元，崔京浩.土釘支護在基坑工程中的應用[M].北京:中國建筑工業出版社，2001.