多種復合支護技術在某深基坑中應用

張 瑾

（浙江 杭州 311202）

1 工程概況

本工程位于杭州某區，場區道路東側、西側和北側為市政道路，南側為老醫院和機械廠。該項目總占地89440m2，總建筑面積35萬m2，地下建筑面積99580m2，地下1～2層，地上14幢18～34層。

本工程施工區原為廠區，填土層中分布各種舊管線（包括需要移位的熱力蒸汽管道）、舊混凝土基礎等。

2 工程與水文地質條件

2.1 工程地質條件

根據本工程地質勘察報告，本場地從上到下依次為：①0層雜填土：雜色，粉質粘土性，含較多建筑垃圾及碎石，層厚0.1～2.2m。①1層砂質粉土：灰黃色，濕，中密，含少量云母碎片，鐵錳質氧化斑渲染，無光澤反應，干強度低，韌性低，無搖震反應。①2層砂質粉土：灰色，濕，中密，含少量云母碎片，無光澤反應，干強度低，韌性低，搖震反應中等。②1層砂質粉土：青灰色，濕，中密，含少量云母碎片，無光澤反應，干強度低，韌性低，搖震反應中等。②2層砂質粉土：灰色，很濕，中密，含少量云母碎片，無光澤反應，干強度低，韌性低，搖震反應中等。②3層淤泥質粘土：灰色，飽和，流塑，最大含水率63.3%，含少量半炭化植物殘體，少有臭味，有光澤，干強度低，韌性低，無搖震反應，具有高靈敏性、觸變性。③2-1層淤泥質粉質粘土：灰褐色，飽和，軟塑，偶見少量半炭化植物殘體，夾少量粉砂薄層，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，無搖震反應。③2-1夾層砂質粉土：灰褐色，很濕，稍密，無光澤反應，干強度低，韌性低，搖震反應層狀，層間夾少量粉質粘土，局部粉砂和粉質粘土交錯出現。③2-2粉質粘土夾粉砂：灰褐色，軟塑，層狀，粉砂和粉質粘土交錯出現，局部粉砂含量較高，相變為粉砂夾粉質粘土。

2.2 水文地質條件

根據本工程地質勘察報告，本場地地下水類型主要為松散巖類孔隙水，分為空隙潛水和空隙承壓水兩類。空隙潛水主要在場地1層耕植土、2層砂質粉土和粉砂層中，主要受大氣及地表水補給，年變化幅度1～2m，雨季地下水位接近地表。少雨季節地下水位埋深0.4～1.8m，地下水位標高3.10～4.78m。空隙承壓水主要在④3、⑥3-1層粉砂、⑥3-2層圓礫層中。承壓水頭距離地表10m左右。

3 支護和降水方案

本基坑特點是，工程設有地下室1～2層，基坑挖深在3.45～8.35m，其中在1和2層地下室交接處挖深4.4～4.6m。局部電梯井相對筏板基礎深2.3m。開挖深度內土層淺部以粉砂土為主，工程性質較好，施工中應注意降水；深部以淤泥質土為主，工程性質較差。

根據周邊已有工程經驗，兼顧經濟、安全和可行的原則，本基坑采用自然放坡、土釘墻和鉆孔灌注樁排樁懸臂的支護方案，部分區域采用水泥攪拌樁止水帷幕及被動區加固。

基坑降水坑內外采用直徑800mm自流管井降水，自流管井設置：基坑外布置46口，間距15m；內測布置124口，間距25m。井底黃海高程均為-4.35m。土方開挖前應先布置管井，井管與孔壁之間填充大于濾網孔徑的粗砂作為過濾層。井管下沉后充分洗井并進行試抽，降低地下水位至基礎墊層以下50cm處，保證基坑開挖順利進行。

4 基坑支護設計

4.1 基坑支護形式選擇

1層地下室：基坑開挖深度3.45～4.85m，分別采用2-2和3-3（見圖1、圖2）。沿街商鋪沒有地下室，采用自然放坡1-1支護形式（圖略）；1層地下車庫處，采用土釘墻+水泥攪拌樁止水帷幕2-2支護形式；高層主樓地下室筏板基礎較深處，采用土釘墻+水泥攪拌樁止水帷幕3-3支護形式。

圖1 2-2剖面支護

圖2 3-3剖面支護

2層地下室：基坑開挖深度8.15～8.35m，分別采用5-5和6-6（見圖3、圖4）。大部分采用土釘墻+水泥攪拌樁被動區加固5-5支護形式；南端局部約130m長臨近醫院和機械廠（淺基礎埋深1～1.7m），采用鉆孔灌注樁+水泥攪拌樁被動區加固以及水泥攪拌樁止水帷幕6-6支護形式。

圖3 5-5剖面支護

圖4 6-6剖面支護

1～2層地下室交界處：基坑高低差4.4～4.6m，采用采用土釘墻4-4支護形式（見圖5）。

圖5 4-4剖面支護

坡頂統一設置300×400排水溝。

4.2 基坑支護設計

采用北京理正《深基坑支護結構設計》軟件計算。

4.2.1 1-1和4-4剖面支護設計

按照1∶0.75（4-4剖面1∶0.3）自然放坡，噴射80mm厚C20混凝土，內配鋼筋網Φ6.5@250×250。其中4-4中，設置3道土釘（梅花形布置）：Φ22mm鋼筋@1200（L=6000mm），傾角10°，孔徑110mm；土釘錨筋同坡面鋼筋網片加強筋焊接鎖定，土釘孔內注漿，注漿配比為水泥∶砂∶水=1∶1∶0.5。

4.2.2 2-2剖面支護設計

按照1∶0.75自然放坡，噴射80mm厚C20混凝土，內配鋼筋網Φ6.5@250×250。

坡底附近黃海高程2.3m處設置Φ48×3.2豎向錨管@350（長L=6000mm）；錨管前端應敲扁封閉，在鋼管上沿距頂端1.0m處～末端的長度方向上，每隔0.5m 旋轉90°設置一對Φ8mm圓孔，同時在圓孔處設置倒刺，豎向錨管施工完畢后應及時在管內注漿，注漿配比為水泥∶砂∶水=1∶1∶0.5。

坡頂開始設置Φ600@400水泥攪拌樁止水帷幕，樁底黃海高程-5.35m（即樁長約11m），按進入2-3號土層1.0m控制。

4.2.3 3-3剖面支護設計

按照1∶0.5放坡，噴射100mm厚C20混凝土，內配鋼筋網Φ6.5@200×200，2個Φ14mm通長加強筋與土釘焊牢。共設置4道土釘（梅花形布置）：Φ22鋼筋@1200（L=6000），傾角10°，孔徑110mm；土釘錨筋同坡面鋼筋網片加強筋焊接鎖定，土釘孔內注漿，注漿配比為水泥∶砂∶水=1∶1∶0.5。

坡頂開始設置Φ600@400水泥攪拌樁止水帷幕，樁底黃海高程-5.35m（即樁長約11m），按進入2-3號土層1.0m控制。

4.2.4 5-5剖面支護設計

按照1∶0.5分兩次放坡，噴射100mm厚C20混凝土，內配鋼筋網Φ6.5@200×200，2個Φ14mm通長加強筋與土釘焊牢。共設置7道土釘（上坡面4道，下坡面3道，梅花形布置）：Φ22鋼 筋 @1200（L上坡=6000mm，L下坡=8000mm）， 傾 角10°，孔徑110mm；土釘錨筋同坡面鋼筋網片加強筋焊接鎖定，土釘孔內注漿，注漿配比為水泥∶砂∶水=1∶1∶0.5。坡底6排Φ600mm水泥攪拌樁（被動區加固），相互搭接50mm，呈E字形狀排列。

4.2.5 6-6剖面支護設計

按照1∶0.75放坡，噴射100mm厚C20混凝土，內配鋼筋網Φ6.5@200×200。采用圍護樁Φ1000@1200鉆孔灌注樁，樁頂黃海高程0.95m，樁長約18.5m；樁頂連梁1200mm×700mm。樁身和連梁混凝土強度等級C25；圍護樁內側設置6排Φ600mm水泥攪拌樁（被動區加固），相互搭接50mm，呈E字形狀排列；外側一道Φ600@450水泥攪拌樁。水泥攪拌樁外2m處，設置一道Φ600@400水泥攪拌樁止水帷幕，樁底黃海高程-5.35m，按進入2-3號土層1.0m控制。

5 施工與監測

5.1 圍護樁施工技術要點

為了提高作業效率并有效清除淺埋地下障礙物，采用小型機械、人工輔助挖孔及長螺旋鉆孔后插鋼筋籠工藝施工；宜采取隔樁施工，并在灌注混凝土24h后進行鄰樁成孔施工；樁身超灌高度0.8m，垂直度不宜大于0.5‰，樁底沉渣不應超過200mm。

5.2 基坑監測

基坑觀測點設置在鉆孔樁的連梁上或土釘墻坡頂處，間距15～20m。在三面市政道路邊，均勻設置20個道路沉降監測點，監測預警值為道路沉降累計超過50mm。委托有法定資質的第三方檢測單位進行監測，監測方案、數據和監測報告應在規定時間內反饋給業主、設計方以及施工方作為安全控制及設計修改的依據。開挖期間每天觀測1次，開挖到基底后連續監測7d。如出現異常情況時，需增加監測次數。

6 結語

本工程基坑開挖面積大，基坑開挖深度深，同時周邊存在市政道路和老式建筑物，考慮經濟性和安全性要求，采用一種支護形式很難滿足工程要求，往往需要多種復合支護技術結合。

基坑監測結果表明，基坑水平位移、沉降和市政道路沉降均滿足規范和設計要求。后來的基坑開挖施工進一步證明，本基坑支護方案是合理的。這為同類工程提供一定的借鑒作用。

[1] 中國建筑工業出版社.GB50007-2011 建筑地基基礎設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2] 許厚材.復制條件下某深基坑工程聯合支護技術[J].施工技術，2013（4）.