淤泥質條件下基坑支護工程設計與施工

□文/李建剛 秦 陽

□秦 陽/天津市城投置業有限公司。

淤泥質條件下基坑支護工程設計與施工

□文/李建剛 秦 陽

天津港淤泥質土層條件下基坑支護工程常采用工字鋼類排樁的支擋結構，由于較厚的淤泥質土層的影響，為滿足規范計算要求，工字鋼必須插入好土層，這樣勢必工字鋼的長度很長。文章就淤泥質土層的特點及泵房的結構特點，以實際工程為例，介紹了適當減短工字鋼長度的設計方法，實踐證明結合相應的施工措施該設計方法是可行的。

淤泥質土；工字鋼；基坑；支護

1 工程概況及特點

某擬建物位于天津港東突堤區內，為現澆鋼筋混凝土結構。基礎平面呈矩形，長14.4m，寬9.4m。現場地坪標高為-1.100m，基坑底標高為-6.400m。基坑凈深度5.3m。

場地埋深20m范圍內幾乎沒有好土，土層c、φ指標極低，含水率高，基坑面積小且淺。基坑支護若采用鋼筋混凝土灌注樁加內支撐，則投資大、工期長且支護樁的埋深較長。

2 工程地質條件

巖土工程勘察報告顯示，現場地勢較為平坦。其下土層根據時代特征、成因類型及土層的物理力學指標值在鉆深范圍內分為5大層，場地典型地質剖面見圖1。

工程勘察期間初見水位埋深1.81m；穩定水位埋深1.77m。地下水位隨季節變化。豐水季上升，枯水季下降，變幅0.5m/a。地下水類型為潛水，主要為大氣降水補給。對場地埋深20.0m以內土層進行了室內滲透試驗，各土層滲透性指標統計分析結果見表1。

表1 土層滲透性指標

3 基坑周邊環境情況

擬建物北側地下結構距10層的大樓22.5m，大樓基礎為25m長預制樁基礎；南側為現有綠地；西側距現有一層人防6m；東側場地開闊；四周無地下管線，見圖2。

4 基坑支護設計

基坑支護設計計算采用同濟啟明星深基坑計算軟件，由于該區域埋深20m范圍內土層均為淤泥和淤泥質粘土，支護樁設計長度應該達到17m各項指標才能滿足規范要求。但市場型鋼長度均為12m，17m長型鋼購買困難且造價較高，最終商定支護樁改為12m，經驗算抗傾覆安全系數僅為0.68，整體穩定性安全系數僅為0.68，均遠小于規范要求。為保證基坑工程順利進行，采取以下技術措施。

1）為有效控制坑邊超載，采用13m長臂挖掘機進行基槽開挖。

2）待挖至基坑設計標高，將原設計換填300mm厚碎石墊層和100mm厚混凝土墊層改為隨開挖隨施工400mm厚素混凝土，使其在最短時間內形成護底效應。

5 基坑圍護結構

根據建筑物基坑平面形狀、基坑深度、場區地質水位情況及周圍所處環境狀況，綜合考慮基坑支護安全、經濟、施工可行性等多方面因素，擬采用12m定尺的40b工字鋼@450mm作為支護樁，一順一丁高低樁形式。坑底以上鋼板樁間采取插木膠模板擋土措施。支撐系統為角撐加水平支撐，上下二道均采用40b工字鋼并與鋼腰梁焊牢。綜合考慮場地土的滲透性、周邊環境情況及類似場地工程的成功經驗，采取不設止水帷幕的方式，見圖3。

6 監測分析

6.1 監測方案

由于該區域埋深20m范圍內土層均為淤泥和淤泥質粘土，故支護樁樁底無法插入好土層，為確保工程順利進行，沿基坑周邊在跨中位置各設置1個水平位移測點，見圖4。

6.2 監測數據分析

監測從2010年7月28日上午8時開始至2010年8月10日下午16時每天觀測一次，此后，各項變形趨于穩定。直至2010年9月13日各項變形已穩定，此時最大水平位移測點1為61mm。

基坑最大水平位移為61mm，樁長12m設計水平位移為60mm，實踐與理論基本符合。

證明12m支護樁在有效技術措施下是可行的。

7 結語

基坑開挖深度5.3m，采用12m長40b工字鋼支護，一道水平鋼支撐，通過采取一定的施工措施，實踐證明是可行的。這種設計方案能在淤泥質地層條件下得以成功實施，是對目前計算理論的一項新突破，對于類似地質條件下的小而淺的基坑工程樁體的嵌固深度有一定的借鑒意義。

TU447

C

1008-3197（2011）03-14-02

2011-04-06

李建剛/男，1958年出生，天津市建設工程招標有限公司總經理，高級工程師，從事招標管理工作。

□秦 陽/天津市城投置業有限公司。