某基坑支護設計及現場監測實例分析

劉秀珍，熊偉芬，王海成

（中機三勘巖土工程有限公司，武漢 430030）

1 工程概況

武漢市某公共租賃房項目由7棟住宅樓、沿街商場、幼兒園及一層整體地下室組成，其中1－1＃和1－2＃、2＃～5＃樓位于該整體地下室范圍內。基坑主樓范圍開挖深度為7.45m，純地下室范圍開挖深度為6.25m。基坑平面大致呈平行四邊形，開挖面積約16 500m2，周長約519m。

基坑北側地下室外墻距用地紅線約12.0m，紅線外為空地；東側地下室外墻距擬建6＃樓最小距離為15.00m，目前6＃樓未建；地下室外墻距用地紅線約54.5m，紅線外33.0m處為新城十五路；南側地下室外墻距用地紅線最小距離約10.0m，紅線外為團結南路（團結南路為使用中市政道路）；西側地下室外墻距用地紅線最小距離約10.0m，紅線外為臺中一路（臺中一路為使用中市政道路）。

2 場地巖土工程條件

擬建場區地勢平坦，高程在21.03～22.73m之間，地貌單元屬漢江I級階地沖積平原。基坑影響深度范圍內自上而下主要分布有厚度不一的素填土（Qml），第四系全新統沖積（Qal4）成因的粘性土及湖積（Ql4）的淤泥質粘土、第四系全新統沖積（Qal4）成因的砂性土，下伏基巖為志留系中統墳頭組（Sf2）泥巖。構成本基坑坑壁的土層主要有：（1）素填土、（2－1）粘土、（2－2）粘土，基坑坑底座落在（2－1）層粘土、（2－2）粘土中，局部基底分布有（2－3）淤泥質粘土。（2－3）層土土質情況差，對基坑支護尤為不利。

根據勘察報告，本基坑開挖時對基坑有影響的地下水主要分為上層滯水和承壓水兩種。上層滯水主要儲存在上部雜填土中，承壓水儲存于下部砂性土中，層厚約38m，為強透水層，承壓水水頭埋深約為2.0m。基坑開挖深度影響范圍內土層參數如表1所示。

表1 基坑設計土層參數一覽表

3 基坑支護與地下水控制方案設計

3.1 基坑特點分析

該基坑主要有以下特點：

1）基坑開挖面積大，達16 500m2，基坑開挖深度達到6.25～7.45m，對于一層地下室屬于深基坑；

2）基坑周邊環境相對寬松，若設置支護樁，樁頂有一定的放坡空間；

3）基坑范圍內，各不同深度的坑壁地層分布有所不同，同一深度的坑壁地層分布亦不均勻。坑底部分存在軟～流塑狀的淤泥質土，對基坑整體穩定性不利；

4）承壓水水頭較高，基坑開挖易發生突涌現象。

3.2 基坑支護方案

根據以上特點，經多方案計算分析及經濟對比，確定該基坑支護方案如下［1］：

1）北側支護深度7.45m，場地相對較空曠，坑底分布有6.7m厚淤泥質土，采用二階放坡＋懸臂排樁支護，樁頂標高控制在地面下4.5m。支護樁樁徑為Φ700＠1000，樁長12m。樁頂放兩級坡，一級坡高2.2 m，二級坡高2.3m，坡比1∶1.0，坡腳卸荷平臺寬6.0m。

2）東側支護深度6.25～7.45m，場地相對較空曠，坑底無淤泥質土分布，采用二階大放坡支護形式。

3）南側和西側支護深度7.45m，場地相對較緊張，坑底分布有2.5～6.5m的淤泥質土，采用懸臂排樁＋被動區加固支護，樁頂控制在地面下3.0m。支護樁樁徑為Φ600＠900，樁長12m。樁頂放一級坡3.0m，坡比1∶1.0，卸荷平臺寬4.0m。被動區加固寬度7.3m，采用階梯型加固模式，加固厚度2.5～5.5m。

3.3 地下水控制方案

1）基坑周邊支護樁外側均設置二排水泥土攪拌樁做防滲帷幕，樁頂放二階坡段和二階大放坡段均在卸荷平臺前緣設置了二排水泥土攪拌樁做防滲帷幕。水泥土攪拌樁搭接150mm，有效樁長一般進入基坑底以下2m。

2）地下水水頭較高，為防止基坑開挖過程中發生突涌事故，整個基坑共設置了12口深井降水，單井深25m，井徑550mm，單井平均出水量1 200m3/d。

4 支護結構計算

土壓力標準值采用朗肯理論公式分層計算，支護體系極限平衡按等值梁法計算，彈性抗力按m法計算［2］。

1）基坑北側懸臂樁計算結果見圖1。

2）基坑南側及西側計算結果見圖2。

北側支護樁位移計算結果51mm，由于基坑北側為征地范圍，且不存在需要保護的建筑物及管線等，在二級基坑變形限值范圍內。基坑南側和西側支護結構位移為17mm，滿足規范要求。

5 基坑監測

基坑在開挖過程中進行了監測，并通過監測數據指導基坑工程施工的全過程［3］。按照基坑重要性等級，一共布設了支護樁樁頂水平位移監測點18個。

根據基坑監測單位提供的基坑現場監測點平面布置圖，基坑北側、南側及西側支護樁樁頂水平位移監測布置圖如圖3所示。

根據監測數據結果整理的樁頂水平位移曲線如圖4～圖6所示。

根據《基坑工程技術規程》（DB 42/159—2004），二級基坑支護樁水平位移監測報警值為60mm（累計位移量）。

北側ZCW1～ZCW3及西側ZCW16、ZCW18監測點觀測最大值均未達到報警值，最大位移量為監測點ZCW16第35d的觀測值，為5.69mm。

南側ZCW12、ZCW13測點位移量均已超過報警值，其中ZCW13監測點第42d位移量已達到101.19mm。ZCW12及ZCW13監測點位移量均在第14d急劇增大，現場目測到南側支護樁后出現一條裂縫，長30m寬20mm，監測方下達了工程聯系單。經過轉移該處的施工材料，并將卸荷平臺標高降低了約0.5m之后，變形量沒有再次急劇增大，變化趨勢也趨于穩定。

6 基坑支護效果和經驗

1）對于基坑底有軟土的工程，若場地有條件，采用放坡減載的支護方案技術可行且最經濟；若場地條件有限，則可采用放坡＋懸臂排樁支護或懸臂排樁＋被動區加固的聯合支護方式。從樁頂位移監測結果來看，該工程的支護方式是安全合理的。本工程的基坑變形控制達到預期目的。

2）在武漢漢口長江（漢江）Ⅰ級階地廣大地區，采用深井降水措施控制地下承壓水方案技術可行；

3）一個深基坑的成功實施，必須有好的監測措施做保證，堅持以“信息法”施工指導基坑開挖。

［1］ JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術規程［S］.

［2］ DB 42/159—2004，湖北省基坑工程技術規程［S］.

［3］ GB 50497—2009，建筑基坑工程監測技術規范［S］.