基坑支護中剛性支護和柔性支護的結合

鐘斌

摘要：根據工程地質條件、周邊環境以及經濟安全的要求，合理選擇基坑支護型式，基坑支護可以采用剛性支護和柔性支護相結合。

關鍵詞：基坑支護;地質條件;剛性;柔性;設計變更

1.工程概況

擬建工程場地位于廣州市增城區，擬建2棟高層辦公樓及商業裙房，東部地塊地上17層，西部地塊地上22層。東部地塊附設1層地下室，開挖深度4.00～4.35m，基坑周長約239m;西部地塊附設2層地下室，基坑開挖深度約7.75m，基坑周長約301m。

場地東側為6層民房（基坑設計為3-3剖面位置），距離基坑邊線約12m，西側為4層住宅樓（基坑設計為4-4剖面位置），距離基坑邊線約5m。本基坑3-3、4-4、5-5剖面按一級基坑設計，其他剖面按二級基坑設計。

2.地質條件

場地內巖土層白上而下劃分為人工填土（Q4ml）、第四系沖積層（Q4nl）及古近系（E）基巖共3個工程地質層。現分述如下：

2.1人工填土層

廣布于場地地表，層厚平均2.21m，土性為雜填土。

2.2第四系沖積層

（1）粉質粘土。分布不連續，一般分布于填土層之下，層厚平均0.69m，一般呈深灰色，很濕，軟塑，具粘性。（2）淤泥、淤泥質土。分布較連續，層厚平均2.29m，呈深灰色，飽和，呈流～軟塑狀，一般含較多中粗砂，局部夾薄層粉土或礫砂。（3）粗、礫砂。分布較不連續，層厚平均2.63m，呈深灰、淺灰色，飽和，松散，成分主要為石英，大部分鉆孔揭露見含淤泥質。

2.3古近系沉積巖

場地下伏基巖為古近系沉積巖，巖性為砂礫巖，按鉆孔揭露深度范圍內風化程度劃分為強風化、中風化和微風化三個風化巖帶。

（1）強風化砂礫巖。分布較連續，層厚平均3.75m，呈暗紅色，巖石風化強烈，巖芯呈半巖半土狀，一般以土為主。（2）中風化砂礫巖。分布較不連續，揭露層厚平均2.16m，呈暗紅、棕紅等色，泥質、鐵質膠結，砂礫質結構，巖芯呈塊狀一短柱狀，其風化程度不均。（3）微風化砂礫巖。分布連續，揭露層厚平均5.39m，呈暗紅、棕紅、淺灰等色，泥質、鐵質膠結，砂礫質結構，巖芯呈短～長柱狀。

3.設計概況

東部地塊附設l層地下室，開挖深度4.OOm～4.35m，分為1-1、2-2、3-3剖面;西部地塊附設2層地下室，基坑開挖深度約8.lm，分為4-4、5-5、6-6、7-7剖面。本基坑擬采用大放坡+土釘墻的支護方式，局部區域（3-3、4-4剖面）采用樁錨進行支護，基坑止水采用φ550@400水泥攪拌樁。各支護段的具體支護體系如下：

1-1剖面：上部2.5m按1：2放坡采用噴錨支護，下部采用鋼管樁+四層鋼筋土釘。

2-2剖面：上部2.5m按1：2放坡采用噴錨支護，下部采用放坡噴錨+五層鋼筋土釘支護。

3-3剖面：上部1.65m按1：1放坡采用噴錨支護，下部樁錨支護主要由φ1000@1200旋挖樁和一排3x7φ5預應力錨索組成，旋挖樁樁長約9m。

4-4剖面：采用樁支護主要由φ800@1000旋挖樁和兩排水泥攪拌樁組成，旋挖樁樁長約10米。

5-5剖面：采用鋼管樁+三層鋼筋土釘，鋼管樁樁長約6m。

6-6剖面：采用1：1.5放坡噴錨支護。

7-7剖面：采用水泥攪拌樁+三層鋼筋土釘。

4.施工重點難點

4.1施工重點

攪拌樁、支護樁以及錨索施工質量是本工程的施工重點，也是確保基坑安全的根本保證。

4.1.1攪拌樁質量保證措施

（1）攪拌樁施工前應沿攪拌樁中心線進行排障，挖除雜填土層中體積較大石塊或砼塊，再用較好的土體回填并壓實，回填后的地面應比原地面低約50cm作為攪拌樁施工時的導槽。（2）測定攪拌樁的中心線，將攪拌樁中心線引至攪拌樁施工工作面以外的龍門架上，并用φ6鋼筋定放孔位，每隔5m引出控制樁，并在施T過程中做好保護措施。（3）攪拌樁樁徑φ550mm，樁中心間距400mm，樁間搭接為150mm。（4）漿液采用32.5R復合硅酸鹽水泥漿，每米水泥摻量大于15%（約63kg），水灰比0.5—0.6。（5）為保證樁體均勻完整，本工程攪拌樁采用四攪四噴成樁。（6）主要技術措施：確保樁的垂直度及樁徑，并結合土層情況分析設計樁長是否穿過砂層，滿足止水需要。

4.1.2灌注樁施工質量保證措施

（1）防止堵管。使用合格的軟質隔水塞（如球膽），直徑比導管內徑小lcm～2cm：每車混凝土都進行質量檢查，不合格混凝土嚴禁人孔;在大料斗上安置過濾篩，防止大塊骨料或異物進入導管;導管使用前進行水密性試驗，使用時經常檢查導管，上好密封圈，連接絲扣上緊;保證混凝土供應，盡量縮短混凝土灌注時間。（2）防止導管漏水。下導管時注意檢查密封圈，不合格的密封圈不得使用，經常檢查導管，發現磨損立即修理或更換;由專人負責導管埋深的計算，技術人員經常檢查施工記錄，防止計算錯誤;嚴格按計算初灌量進行施工。（3）防止鋼筋籠不居中。在鋼筋籠頂部增設墊塊，并適當增大墊塊直徑，使墊塊緊貼護筒，以此固定鋼筋籠的平面位置;兩人以上檢查吊環長度，保證計算正確;使用雙吊環固定鋼筋籠，防止鋼筋籠掉落。（4）防止鋼筋籠上浮。控制好灌注前泥漿比重，及時進行混凝土灌注并控制好灌注速度。（5）防止塌孔。在松散易坍的土層中，適當加長護筒，用粘土密實填封護筒四周，使用優質的泥漿，提高泥漿的比重和黏度，保持護筒內泥漿水位高于地下水位。盡可能縮短鋼筋籠沉放時間，成孔后，待灌時間不應大于3小時，并控制混凝土的灌注時間，在保證施工質量的情況下，盡量縮短灌注時間。（6）防止縮徑。采用優質泥漿，降低失水量。成孔時，應加大泥漿循環量，適當加快成孔速度，在成孔一段時間內，孔壁形成泥皮，則孔壁不會滲水，四周土體也不會引起膨脹。適當增加泥漿比重，也是預防措施之一。（7）防止樁底沉渣過多。成孔后，將沖擊鉆頭提出孔，使用撈渣桶進行清孔，采用性能好的泥漿，控制泥漿的比重和黏度。鋼筋籠吊放時，使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁。下完鋼筋籠后，檢查沉渣厚度，如沉渣厚度超過規范要求，則應利用導管進行二次清孔，直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規范要求。

4.1.3錨索施工質量保證措施

（1）錨索成孔需穿過淤泥、淤泥質土及砂層等不良地層，故采用跟進套管鉆進技術。（2）錨索成孔需人巖，為確保達到設計孔深，采用潛孔錘沖擊巖層成孔。

4.2施工難點

西部地塊基坑場地東側為6層民房（基坑設計為3-3剖面位置），距離基坑邊線約12m，施工過程中，施工3-3剖面北段（長約46m）時，旋挖樁鉆至孔深4m—6m處遇微風化巖，造成該段旋挖樁成孔困難，無法鉆至設計孔深，后經補充勘察確認該段的地層微風化巖面深度為4m～6m，為加快施工進度，縮短工期，該段原樁錨附性支護設計變更為組合式噴錨柔性支護，采用鋼管樁φ114@800+_層錨索3×7φ5+三層鋼筋土釘φ25，鋼管樁樁長約8m。

5.基坑監測

基坑監測是深基坑施工過程中一種重要的安全保障措施，在基坑施工期間，設立合理有效的監測系統，并嚴格按規范要求進行觀測，能及時了解基坑的位移、沉降等變化情況，通過對觀測數據的分析研究，及時發現基坑位移、沉降量過大或變化速度過快等異常現象，從而能及時與設計等有關單位進行研究并采取快速有效的加固處理措施，真正做到信息化設計與施工，確保基施工安全。

在本基坑工程各監測項目變形報警值及控制值如下：

截止于西地塊基坑底澆筑完底板混凝土，該基坑采用剛性支護的南側累計最大水平位移值為- 0.5mm，沉降值為-0.2mm，采用柔性支護的西側3-3剖面北段累計最大水平位移值為16.3mm，沉降值為24.6mm，均滿足設計要求。

6.結束語

通過對比剛性支護和柔性支護兩種基坑支護型式的監測數據可知，不同的支護型式對基坑的穩定會產生不同的影響，實踐證明只要能確保基坑處于穩定、安全狀態，不同的基坑支護型式可以結合使用。