巖土工程中軟質巖石基坑支護設計及應用研究

◎李自友

隨著城市對地下空間的不斷開發和利用，越來越多的工程在建設過程中涉及到基坑開挖與支護，為保證基坑施工、坑內作業及基坑周邊環境的安全，需要根據基坑實際情況，結合現有地質、地形、場地施工條件，切實做好基坑支護設計。

一、工程概況

該工程位于長沙市雨花區黎托鄉粟塘村，西臨京珠高速公路，北接長沙明昇 壹城07B地塊S0H0商務區、已使用的6#地塊建構筑物及小區規劃道路，東面與在建黎托路相鄰，南接勞動東路及地鐵4#線京珠東站，原始地貌為瀏陽河沖積階地，地形起伏較小，目前場地較平整，場地高程在36.00～39.50m之間。根據現場地形條件及甲方規劃要求，該場地基坑支護分為南面、西面、北面、東面基坑，其中，南面基坑還可以細分為AB段、BC段、CD段和DE段。以基坑的重要性為依據，將其安全等級確定為I級，重要性系數取1.10，地基基礎的設計等級確定為甲級，基坑使用年限為2年。現以該基坑的南面基坑為例，對其場地南面AB、BC、CD及DE段基坑支護設計做如下分析。南面基坑基坑頂標高為36.50～39.50m，基坑開挖底標高為26.90～29.50m，基坑開挖高度為7.00～12.60m。基坑采用懸臂樁、雙排樁+預應力錨索及樁間三重管高壓旋噴樁止水帷幕進行支護及止水措施。

二、基坑支護設計地層參數

基坑支護設計所需參數根據勘察報告并結合工程經驗確定，工程地層參數如表1所示。其中支護結構嵌固段地層主要為軟質巖石中泥質粉砂巖。以此為嵌固代表地層對基坑進行支護設計與分析應用。

表1 地層參數

三、基坑支護設計

1.AB、BC、CD段基坑支護設計。該三段基坑的頂部標高為37.50～39.50m，地下室基坑底部標高為29.50m，基坑的支護長度與高度分別為120.30m、9.00～10.00m。基坑的支護方法為懸臂樁結合土釘墻。采用單排樁，樁徑1.20m，樁間距2.20m。樁的頂、底部標高分別為32.70m和18.00m，樁長為14.70m。在樁頂部設置1.30m×0.80m冠梁，樁芯與冠梁均采用C30混凝土進行澆筑。在樁間坡面按照要求掛設鋼筋網，并噴射C20細石混凝土作為護面，面板的厚度按照80mm控制。在樁頂設置寬度為2.20m的平臺，并在平臺上部采用坡率法對坡面進行支護，按照1:1.25的坡比進行放坡，在坡表面按照1.50m×1.50m的網距設置4排土釘，最后在坡面噴射一層厚度為80mm的C20混凝土。詳見圖1。

圖1 AB、BC、CD段基坑懸臂樁支護設計剖面圖

2.DE段基坑支護設計。該段基坑的頂部標高為39.50m，地下室基坑的底部標高為26.90m，基坑的支護長度與高度分別為74.95m、12.60m。基坑的支護方法為雙排樁結合預應力錨索，預應力錨索構造如圖1所示。采用雙排樁，樁徑為1.20m，兩排樁之間的距離與樁間距相同，僅為2.20m。雙排樁中，后排樁的頂、底部標高分別為34.90m和16.00m，樁長為18.90m，前排樁的頂、底部標高分別為32.70m和16.00m，樁長為16.70m。在雙排樁的樁頂均設置1.30m×0.80m冠梁，兩排樁樁頂冠梁之間采用1.00×0.80m連梁相連，樁芯和冠梁均采用C30混凝土進行澆筑，并在樁上按照2.20m的間隔距離布置預應力錨索。在樁間坡面按照要求掛設鋼筋網，并噴射C20細石混凝土作為護面，面板的厚度按照80mm控制。對于樁頂上部的坡面，設計采用坡率法進行支護，按照1:1.75的坡比進行放坡，并在坡面上按照2.00m×2.00m的網距布置短釘，最后在坡面噴射一層厚度為80mm的C20混凝土。詳見圖2。

圖2 DE段基坑雙排樁+預應力錨索支護設計剖面圖

四、結語

現基坑已驗收回填，根據第三方監測單位提供的基坑頂垂直、水平位移監測數據，支護樁的水平位移監測數據，錨索應力監測數據及基坑頂建構筑物沉降監測數據，各項監測指標均滿足國家相關規范要求。

綜上所述，在以軟質巖石為主要支護結構嵌固地層的區域，對深基坑采用懸臂樁，對超深基坑采用雙排樁+預應力錨索支護結構型式是一種能夠很好的保證基坑施工安全的支護措施。該設計方案在對以軟質巖石為主要下臥地層的地區進行基坑支護，可為類似工程提供參考借鑒。