粉砂土地區中深基坑圍護的設計與施工

◎ 浙江城建房產集團有限公司 王宇瑤

漢嘉設計集團股份有限公司 蔡 群 趙 暉

黑龍江省龍江縣統計局 徐 晶

1.前言

在深基坑的設計施工中，需考慮圍護體系的擋土、降水、止水效果，從而達到保護緊鄰基坑的道路、建筑的目的。隨著城市建設的發展，深基坑的環境保護問題成為一個日益重要的課題。

在粉砂土地區(如杭州的下沙、濱江、錢江新城等)，土體的滲透系數大，降水后，雖然土體的力學性能較好，但土體沉降明顯，對周邊環境影響較大。本文通過介紹漢嘉大廈基坑圍護的設計和施工，希望給粉砂土地區的深基坑工程提供借鑒和參考。

2.工程概況

漢嘉大廈位于杭州市錢江新城，其北側為新塘河的綠化帶，新塘河與基坑之間有已建的地鐵站通道，該側圍護樁中心線與用地紅線距離約3.1米。東側為城市綠化的小土坡，該側圍護樁中心線與用地紅線距離1.4～6.5米。南側為規劃11號路，現為草地。該側圍護樁中心線與用地紅線距離約4.5米。西側緊鄰丹桂路。丹桂路下埋有的地下管線有電信管、中壓煤氣管、自來水管、雨水管、污水管，距離本基坑圍護樁中心線分別為5.47m、11.97m、13.97m、17.47m、22.97m。該側圍護樁中心線與用地紅線距離約1.4～4.4米。詳見圖1。

本工程設三層地下室，基礎采用鉆孔灌注樁基。本基坑普遍開挖深度為12.95米（相對標高－13.30），最深處為16.7米。本工程基坑屬一級基坑工程。

3.工程地質條件

根據巖土工程勘察報告，本基坑所涉及的地層主要為：

圖1 基坑平面布置圖

①-1雜填土：褐灰色、雜色，松散，主要由粉土組成。③-1 粘質粉土：灰褐色、灰黃色、灰色，很濕，稍密～中密，含腐殖質、鐵錳質斑點和云母碎片。③-2 砂質粉土：灰褐色、灰黃色、灰色，濕，稍密，含云母碎片，底部夾少量粉砂。⑤砂質粉土：灰色、灰褐色、淺灰色，濕，稍密～中密，含云母碎片，夾少量粉砂。⑥淤泥質粉質粘土：灰色，流塑，含云母碎片、少量貝殼碎屑、腐殖質和未完全分解的植物殘骸。⑥夾粉砂：灰色、灰褐色飽和，稍密～中密，含云母碎片，顆粒較均勻，局部為砂質粉土。⑦-1粉質粘土：灰黃色、褐黃色、灰色，硬可塑，含高嶺土團塊和氧化鐵斑點。

潛水含水層的地下水位一般埋深于地表下1.0～1.5m左右，水位年變化在1.0～2.0m左右。該潛水水位升降主要受大氣降水、錢塘江等影響明顯，并隨季節性變化。

基坑開挖涉及的土層主要為粉性土，土性相對較好。但本工程場地臨近錢塘江，地下水補給充沛，土層滲透性好。因此基坑降水工作十分重要和關鍵。

4.基坑圍護體系

4.1 擋土體系

在各個支護剖面中均采用φ900@1100鉆孔灌注樁進行擋土。鉆孔灌注樁混凝土設計強度等級C25，樁端嵌入深度11.5米左右。詳見圖2。

4.2 內支撐系統

根據基坑形狀呈長方形的特點，中間布置對撐，四個角布置角支撐，支撐受力合理，能較好地控制變形，中間的挖土空間也比較大，方便土方開挖。共設置2道內支撐，混凝土支撐及圍檁的設計強度等級為C30，主支撐截面為800mm×800mm或900mm×900mm，連系梁截面為600mm×600mm。鋼立柱截面尺寸為480mm×480mm，采用4L125×14鋼格構柱，立柱樁采用φ800灌注樁，新打設立柱樁樁端進入⑨-2圓礫層不小于1.0米。

4.3 降水體系

基坑外四周設PVC管排水溝，以排基坑內抽取的水。本基坑場地地下水含量大，水位高，補給豐富，降水深，而土層滲透性比較好，基坑內設置自滲管井降水；基坑外設置一級輕型井點進行輔助降水。

4.4 止水體系

采用三軸水泥攪拌樁φ850@600進行完全止水。樁端入土深度要求進入⑥淤泥質粉質粘土不小于1.5米，水泥攪拌樁水泥摻入量為22%，水灰比為1.5。

5.施工中的問題處理

施工過程出現的問題包括：(1)鉆孔灌注樁漏筋較多；(2)三軸水泥攪拌樁橫向冷縫沒有處理好，出現幾處漏水、涌砂點。

解決辦法：(1)鉆孔灌注樁在施工過程中，應注意泥漿配比，防止砂性土塌孔，影響樁身質量；(2)三軸水泥攪拌樁冷縫處應用三軸高壓旋噴樁補強；(3)出現漏水、管涌時，現場應及時回填土方，控制涌砂，同時在坑外相應位置設置管井降水，減少坑內外水頭差，然后，樁間先注漿，在樁間掛鋼筋網后再用快凝水泥堵漏。

圖2 典型支護剖面圖

6.結語

漢嘉大廈地下車庫基坑圍護采用大直徑鉆孔灌注樁結合兩道混凝土內支撐作為圍護體系。坑內采用管井降水，坑外設置一級輕型井點輔助降水。為減少降水對周邊環境的影響，止水帷幕（直徑850的三軸水泥攪拌樁）插入⑥淤泥質粉質粘土1.5米，以完全止水。工程實踐證明該圍護體系有較好的整體剛度和穩定性，能較好的控制位移，減小變形，并有效的減少了基坑降水對周邊道路、建筑的影響。它為粉砂土地區深基坑圍護工程的設計和施工提供了成功的經驗。

通過該工程，總結出粉砂土中深基坑工程需要注意的問題包括：(1)鉆孔灌注樁在施工中要注意泥漿配比，防止砂性土在成孔過程中塌孔。(2)三軸水泥攪拌樁內摻膨潤土，可控制泥液擴散，有利于水泥攪拌樁的樁身質量。(3)砂性土土性較好，要用相應較大功率的三軸樁機。(4)基坑外設管井，在不影響周邊環境的情況下，可以先降低坑外水位至一定深度，能較有效防止管涌，如有管涌，則應及時先回填土方，后坑外降水，再樁間堵漏。(5)實踐來看，砂性土在降水后，土性提高較大，圍護樁的實際彎矩遠小于設計計算值，故在降水效果能保證的前提下，可適當降低圍護樁的配筋率，以節約工程造價。