大厚度填石層基坑支護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)例

周 勇

(深圳市巖土工程有限公司，廣東 深圳 518028)

大厚度填石層基坑支護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)例

周 勇

(深圳市巖土工程有限公司，廣東 深圳 518028)

以珠海某大廈基坑工程為例，從設(shè)計(jì)和施工兩方面，介紹了大厚度填石層基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及基坑止水措施，對(duì)類(lèi)似項(xiàng)目在以后工程中的應(yīng)用有一定的借鑒作用。

大厚度填石層，深基坑支護(hù)，基坑止水

0 引言

深基坑支護(hù)體系中，常采用混凝土灌注、地下連續(xù)墻、土釘墻、重力式水泥土墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，但是由于工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工都要因地制宜。在大厚度填石層區(qū)域，受制于圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案的可行性和止水措施的有效性，在支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選型以及止水措施的選用往往都是重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文結(jié)合珠海某基坑工程實(shí)例，著重介紹了大厚度填石層區(qū)域的支護(hù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況。

1 工程概況

擬建項(xiàng)目包括1號(hào)，2號(hào)兩棟高層及商業(yè)等附屬設(shè)施。其中1號(hào)高層辦公樓地上31層；2號(hào)高層公寓地上30層；商業(yè)裙房地上3層～6層；地下均為3層。高層及裙房均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)形式擬采用樁基礎(chǔ)。建設(shè)用地面積約21 921 m2。基坑南北寬91.0 m×東西長(zhǎng)202.0 m，深度15.0 m。

基坑北側(cè)為市政道路，距離約8.5 m，西側(cè)為市政道路，距離約10 m，東側(cè)為市政道路，距離約8.5 m～15.8 m，南側(cè)為城市排洪渠，距離約10.5 m。排洪渠為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，深度4.3 m，寬度10.0 m。

勘察深度范圍內(nèi)，地基土巖性構(gòu)成及分布自上而下依次描述如下：

第①層，人工填土層(Qml)：分為素填土①-1、人工填土(填石)①-2及人工填土(吹填砂)①-3三個(gè)亞層，分述如下：

1)素填土①-1：雜色，主要成分為粘性土，不均勻混磚塊、混凝土塊、塊石等硬雜質(zhì)30%～50%，硬雜質(zhì)一般粒徑5 cm～40 cm，含少量生活垃圾及石英質(zhì)砂，局部地段以磚塊、混凝土塊等建筑垃圾為主，多呈松散狀態(tài)，未完成自重固結(jié)，局部位于臨時(shí)道路、停車(chē)場(chǎng)部位呈稍密狀態(tài)。

2)人工填土(填石)①-2：褐灰、灰白色，主要成分為花崗巖塊石，一般粒徑20 cm～50 cm，含量50%～70%，多者達(dá)90%；次要為花崗巖碎石，一般粒徑5 cm～15 cm，含量20%～30%，間夾少量粘性土及石英質(zhì)砂，稍密狀態(tài)。

3)人工填土(吹填砂)①-3：褐灰、褐黃色，主要成分為吹填粉細(xì)砂，含少量粘性土及貝殼碎屑，呈飽和、松散狀態(tài)。

第②層，包括淤泥②-1、粗砂②-2、粘土②-3、粘土②-4及礫砂②-5共五個(gè)亞層，分述如下：

1)淤泥②-1：褐灰、灰黑色，主要成分為粘粒，見(jiàn)有黑褐色腐殖質(zhì)及貝殼碎屑，具腥臭味，搖震反應(yīng)緩慢，光澤反應(yīng)有光澤，干強(qiáng)度高，韌性低，呈飽和、流塑狀態(tài)。

2)粗砂②-2：褐灰、深灰色，顆粒成分多為石英質(zhì)，顆粒形狀以棱角形為主，不均勻混有貝殼等生物碎屑10%～30%，含少量粘粒，呈飽和、稍密狀態(tài)。

3)粘土②-3：灰黃、褐紅、灰白色，主要成分為粘粒，局部含中粗砂10%～30%，搖震無(wú)反應(yīng)，光澤反應(yīng)有光澤，干強(qiáng)度及韌性較高，呈飽和、可塑狀態(tài)。

4)粘土②-4：深灰色，主要成分為粘粒，局部見(jiàn)有黑褐色腐殖質(zhì)，搖震無(wú)反應(yīng)，光澤反應(yīng)有光澤，干強(qiáng)度高，韌性較高，呈飽和、軟塑狀態(tài)。

5)礫砂②-5：灰白、褐黃色，顆粒成分多為石英質(zhì)，顆粒形狀棱角形為主，含少量粘粒，呈飽和、中密狀態(tài)。

第③層，分為全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖及中風(fēng)化花崗巖三帶：

1)全風(fēng)化花崗巖③-1：屬極軟巖，褐黃、褐灰等色，大部分礦物已風(fēng)化成土，有一定殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類(lèi)，巖芯呈密實(shí)土狀，遇水易軟化、崩解，飽水泥化，合金鉆具易鉆進(jìn)。

2)強(qiáng)風(fēng)化花崗巖③-2：屬極軟巖，褐黃、褐灰色，巖體結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖體完整程度為極破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類(lèi)，巖芯多呈密實(shí)土狀，合金鉆具可鉆進(jìn)。

3)中風(fēng)化花崗巖③-3：屬較軟巖，褐黃、灰白、灰白間肉紅色，粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體完整程度多為較完整，少數(shù)為較破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ類(lèi)，巖芯多呈柱狀、短柱狀、部分塊狀，巖塊較難擊碎，金剛石鉆具方可鉆進(jìn)。

場(chǎng)地水文地質(zhì)條件：擬建場(chǎng)地地下水主要賦存的地層為填土層、淤泥②-1、粗砂②-2、粘土②-3、粘土②-4、礫砂②-5中，勘探測(cè)得場(chǎng)地地下水穩(wěn)定水面埋藏深度介于地表下1.14 m～2.30 m。基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表

2 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型

本工程基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)，按臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用期限為12個(gè)月。基坑周邊環(huán)境及地質(zhì)情況較為復(fù)雜，對(duì)周邊環(huán)境的保護(hù)較嚴(yán)格，且用地紅線以外限制使用錨索，結(jié)合場(chǎng)地施工布署情況，本基坑采用上部放坡、下部密排灌注樁+內(nèi)支撐的支護(hù)形式，支護(hù)樁直徑1 500 mm，支撐結(jié)構(gòu)在平面上包括四個(gè)角撐及中間段南北向兩個(gè)對(duì)撐桁架，其中西北角設(shè)三道混凝土支撐(以下稱(chēng)斷面1)，其余角撐及對(duì)撐桁架均為兩道混凝土支撐(以下稱(chēng)斷面2)。在四個(gè)角撐及南北向兩個(gè)對(duì)撐桁架上均設(shè)置了一榀棧橋板，用于基坑土方開(kāi)挖及外運(yùn)。

3 支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算

支護(hù)設(shè)計(jì)采用北京理正深基坑支護(hù)軟件計(jì)算方法，斷面1和斷面2計(jì)算簡(jiǎn)圖分別如圖1，圖2所示，斷面1計(jì)算結(jié)果如圖3，圖4所示，斷面2計(jì)算結(jié)果如圖5，圖6所示。

4 支護(hù)方案

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與建筑地下室外墻凈距不小于1.5 m。

上部1.5 m采用放坡，坡率1∶1，基坑開(kāi)挖后，坡面及時(shí)掛網(wǎng)噴面，網(wǎng)片采用φ6.5(HPB300鋼筋(Ⅰ級(jí)鋼))鋼筋@200 mm×200 mm，噴射C20細(xì)石混凝土護(hù)面，護(hù)面厚100 mm。

支護(hù)樁采用C40灌注樁，樁徑1 500 mm，樁間距1 600 mm和1 700 mm兩種，樁頂埋深1.5 m，樁端進(jìn)入中風(fēng)化1.0 m。基坑開(kāi)挖后，樁間及時(shí)掛網(wǎng)噴面，網(wǎng)片采用φ8.0(HPB300(Ⅰ級(jí)鋼))鋼筋@200 mm×200 mm，噴射100 mm厚C20細(xì)石混凝土面板。

噴射混凝土原材料采用P.C42.5復(fù)合硅酸鹽水泥，噴料應(yīng)攪拌均勻，隨拌隨用，水灰比為0.4～0.45，噴射混凝土干拌合料經(jīng)驗(yàn)配比為水泥∶砂∶石=1∶2∶(2～2.5)，現(xiàn)場(chǎng)具體施工應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)室配合比參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)噴射情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

基坑北側(cè)和東側(cè)采用一排水泥攪拌樁作為止水帷幕，樁徑700 mm，樁距450 mm，樁頂埋深1.5 m，樁長(zhǎng)22.0 m。攪拌樁采用“四噴四攪”工藝，按“噴漿法”施工。水泥摻入比20%，對(duì)應(yīng)的水泥用量140 kg/m，水泥均采用P.C42.5復(fù)合硅酸鹽水泥，水灰比0.5～0.7。

基坑南側(cè)和西側(cè)為大厚度填石層區(qū)段，在支護(hù)樁之間，支護(hù)樁中軸線前后200 mm位置各采用一根雙重管高壓旋噴樁作為樁間止水，樁徑600 mm，樁頂埋深3.0 m，樁長(zhǎng)25 m。在緊貼支護(hù)樁后采用一排雙重管高壓旋噴樁作為止水帷幕，主要用于截?cái)嗵钍瘜訚B流路徑，樁徑600 mm，樁距400 mm，樁長(zhǎng)15 m。旋噴樁采用雙管旋噴的施工方法，旋噴樁漿液采用復(fù)合硅酸鹽42.5R水泥，配合比為水泥∶水∶水玻璃=1∶1∶0.005，注漿壓力20 MPa～30 MPa，水泥用量為250 kg/m～300 kg/m。

旋噴樁正式施工前宜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)成孔噴射試驗(yàn)，樁數(shù)為3條，樁身完成后在樁身邊緣進(jìn)行抽芯檢驗(yàn)，保證成樁直徑不小于600 mm，正式施工應(yīng)根據(jù)成樁試驗(yàn)所確定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工。

5 結(jié)語(yǔ)

在本工程設(shè)計(jì)中，針對(duì)不同地質(zhì)情況，分區(qū)段采用不同止水措施，基坑開(kāi)挖到底，基坑側(cè)壁基本沒(méi)有滲水現(xiàn)象，基坑外側(cè)水位穩(wěn)定不變，大厚度填石層的止水效果良好。支護(hù)結(jié)構(gòu)上有針對(duì)性對(duì)基坑薄弱段采用三道支撐加強(qiáng)設(shè)計(jì)，更加經(jīng)濟(jì)、合理。在大厚度填石層區(qū)域采用沖孔與旋挖相結(jié)合的施工工藝，在冠梁層支撐桁架上設(shè)置棧橋板挖土、出土，節(jié)省工期1個(gè)多月。

[1] JGJ 120—2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] 龔曉南.深基坑支護(hù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)機(jī)械出版社，2011.

[3] 史 林，田澤剛，曾華健.關(guān)于深基坑漏水問(wèn)題的討論[J].山西建筑，2013,39(8)：46-47.

The foundation pit supporting design example of large thickness backfilled stone layer

Zhou Yong

(ShenzhenGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Shenzhen518028,China)

Combined with the engineering example of a mansion in Zhuhai, from two aspects of design and construction, introduces the difficult points of the design of foundation pit supporting of large thickness backfilled stone layer, design essentials and foundation pit water measures, had certain reference to the application in future similar projects.

large thickness backfilled stone layer, deep foundation pit support, foundation pit water seal

1009-6825(2017)22-0088-03

2017-05-23

周 勇(1986- )，男，助理工程師

TU753.8

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