深基坑支護設計在工程實踐中的具體應用

韓 杰

(太原市工業建筑設計所，山西太原 030009)

某住宅樓工程地處五一路和勝利街交接路口東南側，建筑物為地上28層、地下2層住宅樓，建筑物東側約9 m為一幢4層辦公樓，基礎情況不詳，初步估計為磚砌條形基礎;南側約10 m為北沙河河邊小道;北側約10 m為勝利街。場地情況為目前自然地面比±0.00最高處低700 mm，最低處低1 200 mm，平均低900 mm左右。鋼筋混凝土灌注樁墻下布樁，總樁數136根，其中試錨樁三組15根施工至現自然地面，樁長約39.5 m，工程樁有效樁長25.5 m。根據巖土工程勘察報告，本工程的建筑場地類別為Ⅲ類場地，設防烈度為8度，場地屬于飽和粉土和砂土場地，地基處理采用鋼筋混凝土灌注樁，樁徑為600 mm，工程樁有效樁長24 m，充盈系數為1.3。

基坑支護計算采用理正基坑計算軟件，基坑設計采取三排深層攪拌樁做止水帷幕結合土釘墻及降水支護，樁長取基坑開挖深度安全系數2，帷幕樁設計樁長16 m(以 ±0.000計算)，樁徑500 mm、樁距350 mm、排距400 mm。

土釘體采用φ48 mm壁厚3 mm鋼管及鋼絞線，設計第一排距基坑頂1 500 mm施工，土釘在東邊有4層辦公樓的地方土釘長度第一排15.00 m鋼絞線、第二排9.00 m鋼管、第三排15.00 m鋼絞線，第四排12.00 m鋼管，第五排8.00 m鋼管;西面及南北面無樓區土釘長度第一排15.00 m鋼絞線、第二排8.00 m鋼管、第三排15.00 m鋼絞線、第四排12.00 m鋼管、第五排7.50 m鋼管;土釘體水平間距1.20 m，排距第一排距坡頂1.50 m，第二排、第三排、第四排間距1.20 m。入射角度15°，二次壓力注漿施工工藝。

降水采用管井降水，在基坑內設置10口降水井，井深16 m;基坑外設置8口回灌井，井深16 m;觀測井4口，其中3口井深16 m，1口井深35 m。

下面是此方案在專家論證中提出的意見:1)東面4層建筑物離基坑9 m，建筑物對基坑的影響按45°影響線來看對基坑基本不構成影響，土釘的長度可以不加長，還可以考慮將基坑頂的止水帷幕樁降下1 m～2 m施工。2)基坑降水的布井方式是矩形，結合現場看對基礎可能會產生影響，從整個基坑開挖的土層來看都是粉土，這種土質含水量大而箜水效果卻不好，布井方式不一定得很規則，建議在房間空間里相對合理的進行布井效果會好些，降水井周圍填石屑不好，應該填砂，回灌井打到需要回灌的地方就行了，觀察井打到水頭下1 m即可。止水帷幕樁施工工藝建議三噴六攪。降水井的布置按墻下布樁的空隙來布置，調整成三角形布井降水效果會好些，止水帷幕樁及井深因為是以±0.000計算的，建議樁長及井深不減。3)基坑支護可以考慮減少一排土釘，土釘長度按1.2倍安全系數考慮就可以了，降水井的布置可以考慮全部布置到基坑外邊去，因為土質的箜水效果不好、影響半徑也小，降水井的深度可以考慮不必打到16 m，下面下實管，留下足夠的水泵抽水調整空間和箜水空間。4)注意土釘注漿要注好，因為土釘注漿效果直接關系到基坑支護安全效果。止水帷幕樁的長度可以不變，降水井的布置要綜合考慮電梯井的降水效果，東邊的土釘長度可以考慮和基坑四邊的長度一樣。

通過專家論證整個施工設計方案從該工程地質情況來看是經濟可靠的。1)本基坑采用攪拌樁止水帷幕結合土釘支護、管井降水的方案是技術可行，經濟合理的。2)可以考慮在場地卸一部分土，把止水帷幕頂標高統一放在－0.9 m左右。3)土釘的長度和間距宜適當調整。對水平間距進行調整，長度按計算和經驗確定。4)對降水井的位置做適當調整，基坑中部應布置適當的井數，井位應避開基礎梁、柱、墻的位置。5)施工過程中應嚴格按照做一排土釘挖一層土的工序施工，嚴禁超挖。6)做好沉降位移觀測和應急預案。結合專家意見，又根據現場的實際情況對設計方案進行了調整，調整后基坑支護采用兩排深層攪拌樁配合土釘支護，帷幕樁長14 m。降水采用管井降水，在基坑內設置10口降水井，井深13 m;基坑外設置4口回灌井，井深12 m;觀測井3口，井深12 m。

在施工過程中，加強現場監測，具體監測內容為:1)基坑周邊道路沉降觀測:每隔20 m設一沉降觀測點。2)壓頂梁的水平位移監測:沿壓頂梁每隔約15 m布置一個監測點。3)基坑周圍建筑物變形觀測:東側的4層辦公樓在靠近基坑兩個建筑大角布置變形監測點。

監測與測試的控制要求:1)道路、建筑物的沉降速度不超過3 mm/d、累計沉降量不超過規范容許值。2)支付樁水平位移速度不超過3 mm/d、累計水平位移不超過挖深的1.5%及50 mm。安排有經驗的人員按期進行施工現場觀察，并作好記錄。如遇到周邊地面裂縫或東側建筑物發現裂縫、施工條件改變、周邊堆載變化、支護結構的變形或滲漏等不利于支護結構穩定的因素應及時通報。當支護的位移值超過監測控制要求時，應及時通知有關參建單位會同處理。當支護結構變形超過警戒值后，再通知各單位同時進行現場應急處理。首先要停止基坑內的一切作業，然后在支護變形部位打入長錨桿和補噴混凝土，必要時打入預應力錨索。

對于地下水位的控制，在抽水過程中采用限位器控制水泵的抽水與否，根據地下水位與設計降水水位之間關系開閉水泵。如地下水位高于設計的降水水位一定高度時，水泵電源接通，開始抽水，反之則水泵電源斷開，停止抽水。

在降水過程中遇到以下情況的處理基坑內水位下降至一定深度后不再下降，增加降水井點，調整或更換抽水設備，查找并阻斷新的補給水源;基坑內水位下降緩慢，增加井點，延長抽水時間，增加坑內明排;基坑內水位下降不均勻，調整井點布設，調整更換抽水設備;基坑內出現涌水、流砂及超靜水壓力，停止開挖，查找原因采取補救措施。

基坑支護安全保證措施:

1)基坑邊坡開挖前按照設計要求降水開挖后，基坑內外均采用排水溝加集水井排水，確保場內雨水、地下水及時排出?？油馕唇浽S可不得降水。2)支護結構外側及壓頂板范圍內不得堆放土、材料等，基坑邊5 m～10 m范圍內堆放重量不超過5 kN/m2。3)基坑支護施工中應嚴格按照設計要求及施工規范進行施工。4)基坑開挖、支護過程中應分層開挖，分層厚度為1 m，嚴禁基坑邊坡垂直開挖，應沿基坑邊預留1∶1放坡，待開挖至坑底后再逐步挖去邊坡土方，坑底及坑壁留置500 mm厚以上土層使用人工挖掘修壁，超深承臺部分逐一加深開挖，施工過程中，注意對工程樁及支護樁進行保護，挖掘機、自卸汽車等機械嚴禁觸碰坑壁支護結構。基坑開挖至坑底標高后應及時滿封閉，并及時進行夯實回填土施工及地下基層工程施工，嚴禁未封閉基坑長期暴露。5)基坑坡頂應設置牢固的安全護欄，并對施工現場的機械運輸、行走路線進行規劃。6)應安排專人對基坑進行觀測，防止出現坑頂墜落物等砸傷基坑內工作人員的現象。

綜上所述，深基坑工程設計完成圖紙僅僅完成了一部分，還需要結合現場情況對圖紙進行調整，更重要的是要將基坑設計當作一個系統工程來做，加強監測，配合施工。