南昌某深基坑支護優化設計及變形監測研究

黃 江 吳國華

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南昌某深基坑支護優化設計及變形監測研究

黃 江 吳國華

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(江西省建筑設計研究總院，江西 南昌 330046)

根據南昌市某工程的地質條件和周邊環境，介紹了該工程單排樁支錨的基坑支護方案，并對該方案進行了優化設計，通過基坑監測數據表明，采用混合式支護方案達到了安全、合理、經濟的目的。

深基坑，土釘墻，支護方案，監測數據

基坑工程實踐性強，影響基坑工程的不確定因素多，如巖土參數的準確性、氣候影響、計算假定、施工條件和隊伍的素質等[1]；周圍環境的多樣性，如鄰近房屋的結構和基礎形式、結構現狀和重要程度；地下各種管線的種類、距離、埋深、材質和接頭形式；周圍道路情況及其重要性等，都使基坑工程風險性較大。對城市而言，建筑物密集、地下管線眾多、交通網絡縱橫、環境保護要求較高，給基坑工程設計和施工帶來很多困難[2,3]。因此，進行基坑工程的優化設計和施工要結合具體情況，因地制宜，不能生搬硬套，否則會帶來嚴重后果[4-7]。但基坑工程多是臨時性設施, 怎樣選擇一個合理的方案,在保證基坑及周圍環境安全的前提下,使工程造價最低,是當今社會研究的熱點[8-10]。

1 工程概況

南昌某工程總建筑面積約24 655.1 m2，地下室面積約為5 262.4 m2。地上6層、地下1層，地下室開挖深度約5.7 m。室內設計地坪標高±0.00相當于黃海高程22.00 m。該工程為鋼筋混凝土框架結構，基礎采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎。基坑周邊建筑情況：基坑南側離基坑底邊壁21 m外為在建34層高層，具有2層地下室，開挖深度8 m～9 m，項目地下部分完成但未回填；北側為已建科技創新中心，具有1層地下室，基坑底邊壁距科技創新中心約15 m，北側西段存在車庫通道，距離基坑底約8 m；基坑東側、北側現澆施工道路邊緣距基礎邊0.3 m～1.0 m，東側距離基坑底約8.0 m，便道寬約5.0 m～7.0 m；基坑西側為市政主干道，距離基礎邊緣約14.0 m。根據城市規劃圖顯示該場地無電力電纜和通訊光纜，無給排水管道及燃氣管道。

以下分別予以闡述：

耕植土：黃色，松散狀態，濕，含植物根莖，在場地內大部分鉆孔出現，層厚0.00 m～1.70 m，層底標高37.40 m～40.18 m。

淤泥：灰黑色，飽和，流塑，高壓縮性，具於臭味。該土層在場內僅ZK34，97號鉆孔出現，層厚0.00 m～1.00 m。層高38.00 m～40.18 m。

粉質粘土：褐黃、灰黃色，可塑～硬塑狀態，該土層在場地內分布較均勻，局部鉆孔夾細砂薄層。無搖振反應，稍有光澤，干強度、韌性均為中等，屬中等壓縮性，層厚2.60 m～9.90 m。層頂標高37.40 m～40.18 m。

細砂：黃色，中密度狀態，上部稍濕，12.6 m以下呈很濕～飽和狀態，上部含粘性土，層厚2.00 m～9.70 m，層頂標高29.44 m～35.95 m。

中砂：黃色，中密度狀態，很濕～飽和，含少量粘性土，層厚0.3 m～6.60 m，層頂標高23.39 m～30.51 m。

本次勘探根據砂礫巖風化程度分為三個亞層，現分述如下：

粗砂：黃色，飽和，中密度狀態，含礫，顆粒骨架礦物成分主要由石英組成，呈菱角狀，級配良好。該土層在整個場地分布均勻。該層未揭穿，已揭穿厚度5.90 m～7.50 m，層頂標高21.49 m～25.96 m。

擬建場地初見水位埋深0.10 m～2.80 m，屬上層滯水，主要分布在雜填土層中，由季節性水和地表滲水補給，水量不大。在細砂層中12.8 m～14.90 m見另一地下水，屬潛水。場地地下水為洪水期水位。穩定水位埋深12.60 m～14.00 m與贛江水水力聯系密切，水量較大，地下水位隨季節變化而變化，水位變化幅度一般為1.5 m～2.0 m。地下水對基坑工作面無較大影響。

2 原設計方案簡介

參照南昌地區深基坑支護設計的經驗,結合該工程基坑周邊環境的情況,通過計算確定選擇“單排樁支錨”的支護方案。

1)北側為已建科技創新中心，具有1層地下室,東、北側現澆施工道路邊緣距基礎邊0.3 m～1.0 m,經常有天泵及重車經過,采用人工挖孔樁,樁徑900 cm,間距1.5 m,樁長12 m,澆筑C30。

2)基坑西側為市政主干道，距離基礎邊緣約14.0 m，西南角存在一淤泥池塘，面積約234 m2，采用噴錨支護，錨桿傾角10°，錨固長度9 m，注漿用水泥漿，采用二次注漿工藝，錨桿預應力90 kN。

3)西南側邊坡采用1∶1.05放坡，坡面掛網噴漿，護坡鋼筋網采用圓8鋼筋，間距為15 cm×15 cm。

3 設計方案優化

通過對該工程的地質報告和原設計計算書及方案進行細致的分析和研究，首先對土方開挖外運路線進行了重新規劃，地下室施工方案進行了優化，原本北東側道路計劃為外運土方線路，經業主同意，優化后直接從東側放坡修建臨時便道，從東側直出，利用業主東側原有道路，從東側市政道路外運土方，因此北東側臨時道路在地下室施工期間不承載重車壓力，靠近東側地下室底板混凝土采用地泵澆筑，西側地下室底板混凝土則在距離邊坡12 m遠的市政道路采用天泵澆筑。因此，對該工程的優化設計方案如下。

3.1 北側采用土釘墻+微型鋼管樁

微型鋼管樁在土體未開挖之前施工，鋼管施工完成后對開孔土體進行注漿加固處理，微型鋼管樁頂部標高20.3 m。

坡高：約為5.57 m。

微型鋼管樁布置：在地下室基礎邊100 mm以外，間隔750 mm布置，鋼管樁長6 m，厚5 mm。采用SH30型鉆機現場成孔，成孔直徑127，要求孔壁垂直，在孔內放置φ108，厚5 mm的鋼管，在孔內及管內灌注M30水泥漿。

垂向布設：共分4排，與水平面呈15°夾角。

第1排：距地面0.77 m，土釘長度6.00 m；第2排：距地面2.27 m，土釘長度6.00 m；第3排：距地面3.77 m，土釘長度 4.50 m；第4排：距地面5.27 m，土釘長度4.50 m；水平布設：土釘水平間距為1.50 m，上下層分別錯開呈梅花形布置。

土釘定位及成孔：土釘按要求采用鋼卷尺定位，孔距允許偏差為10 mm。土釘錨桿鉆機施工，孔深允許誤差為50 mm。

土釘制作安裝：本次施工打入式土釘采用φ48，壁厚3.0 mm焊接鋼管，每隔0.5 m對稱鉆一組5 mm孔，每組錯開90°，安裝孔斜15°。

鋼管注漿：采用M30水泥漿注漿，要求水灰比不得小于1∶0.75。

3.2 西側段采用土釘墻支護

坡高：約為5.57 m。放坡坡率：1∶0.32。垂向布設：共分4排，與水平面呈15°夾角。第1排：距地面0.77 m，土釘長度7.00 m；第2排：距地面2.27 m，土釘長度6.00 m；第3排：距地面3.77 m，土釘長度4.50 m；第4排：距地面5.27 m，土釘長度4.50 m；水平布設土釘水平間距為1.50 m，上下層分別錯開呈梅花形布置。

土釘定位及成孔：土釘按要求采用鋼卷尺定位，孔距允許偏差為10 mm。土釘采用沖擊器施工，孔深允許誤差為50 mm。

土釘制作安裝：本次施工打入式土釘采用φ48，壁厚3.0 mm焊接鋼管，每隔0.5 m對稱鉆一組5 mm孔，每組錯開90°，安裝孔斜15°。

鋼管注漿：采用M30水泥漿注漿，要求水灰比不得小于1∶0.75。

3.3 南側段采用土釘墻支護

坡高：約為5.57 m。放坡坡率：1∶0.42。垂向布設：共分4排，與水平面呈15°夾角。第1排：距地面0.77 m，土釘長度6.00 m；第2排：距地面2.27 m，土釘長度4.50 m；第3排：距地面3.77 m，土釘長度3.00 m；第4排：距地面5.27 m，土釘長度3.00 m；水平布設：土釘水平間距為1.50 m，上下層分別錯開呈梅花形布置。

土釘定位及成孔：土釘按要求采用鋼卷尺定位，孔距允許偏差為10 mm。土釘采用沖擊器施工，孔深允許誤差為50 mm。

土釘制作安裝：本次施工打入式土釘采用φ48，壁厚3.0 mm焊接鋼管，每隔0.5 m對稱鉆一組5 mm孔，每組錯開90°，安裝孔斜15°。

鋼管注漿：采用M30水泥漿注漿，要求水灰比不得小于1∶0.75。

3.4 東側段采用土釘墻支護

坡高：約為5.57 m。放坡坡率：1∶0.6。垂向布設：共分為4排，與水平面呈15°夾角。第1排：距地面0.90 m，土釘長度4.50 m；第2排：距地面2.40 m，土釘長度4.50 m；第3排：距地面3.90 m，土釘長度3.00 m；第4排：距地面5.40 m，土釘長度為3.00 m；水平布設：水平間距為1.50 m，上下層分別錯開呈梅花形布置。

土釘定位及成孔：土釘按要求采用鋼卷尺定位，孔距允許偏差為10 mm。土釘采用沖擊器施工，孔深允許誤差為50 mm。

土釘制作安裝：本次施工打入式土釘采用φ48，壁厚3.0 mm焊接鋼管，每隔0.5 m對稱鉆一組5 mm孔，每組錯開90°，安裝孔斜15°。

鋼管注漿：采用M30水泥漿注漿，要求水灰比不得小于1∶0.75。

4 基坑監測和信息反饋

鑒于深基坑的復雜性和不確定性，理論計算還難以全面準確地反映工程進行中的各種變化，所以，在理論分析指導下有目的地進行工程監測十分必要。利用監測反饋的信息和數據，一方面可及時采取技術措施防止發生重大工程事故，另一方面亦可為完善計算理論提供依據。該監測內容主要為水平方向和垂直方向的位移變化。

根據該基坑安全等級，共布設水平、垂直位移監測點14個，編號T1～T14，現場監測頻率見表1，如遇暴雨等特殊情況，必須隨時監測；各觀測對象報警值見表2，當內力、變形達到報警值時，要及時向有關人員報告，以便采取對策，防止因延誤而造成事故。

表1 現場實際監測的監測頻率

表2 各觀測對象報警值表 mm

此次監測為期5個月，通過監測及時捕捉到了基坑在開挖及施工過程中的細微變化，達到了信息化施工的目的。各監測點監測數據匯總見表3。

表3 基坑上部土釘墻水平、垂直位移部分監測點變形量參數 mm

從監測數據可知，該基坑日位移量和累計位移量均未達到報警值，其中北側邊坡水平、垂直位移量最大。

5 結語

1)贛江邊地質條件獨特,結合基坑周邊環境特點，對深基坑支護設計與施工方案優化具有重要經濟效益和社會價值。2)根據現場邊坡實際情況可知，該優化后的基坑支護方案安全、經濟、可行，邊坡處于穩定狀態，支護效果達到預期目標。3)北側T1～T4監測點位移量相對較大，主要原因有：a.北側現澆施工道路邊緣距基坑近，僅0.3 m～1.0 m，且工程車及運貨車經常通過，動荷載頻繁；b.北側排水條件差，暴雨天氣地表水滲透，滲透水壓力較大；c.北側毗鄰建筑較近，且已建汽車坡道夾于兩建筑物之間，卸荷作用明顯。

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Research of a deep foundation pit supporting design and deformation monitoring in Nanchang

Huang Jiang Wu Guohua*

(JiangxiProvinceArchitecturalDesign&ResearchGeneralInstitute,Nanchang330046,China)

According to the geological conditions and surrounding environment of some project in Nanchang city, the paper introduces the foundation pit support scheme of the single-row pile of the project, undertakes the optimal design of the scheme, and proves by the foundation pit inspection data that the mixed support scheme is safe, reasonable and economical.

deep foundation pit, soil nailing wall, support scheme, inspection data

1009-6825(2016)16-0078-03

2016-03-22

黃 江(1988- )，男，碩士，工程師

吳國華(1975- ),男，工程師，國家注冊監理工程師，一級建造師

TU463

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