巖土工程深基坑支護設計案例分析

李貴博

（湖南省有色地質勘查局二四七隊，湖南 長沙 410129）

1 工程概況

該項目工程在勘察期間，測得各個鉆孔孔口標高變化于42.56m～47.11m之間。基坑分南北兩部分，其底板高程34.0m，基層、底板砼厚及其他約0.5m，基坑深度約5m，周長305m。

2 工程地質與水文地質環境

項目工程場地與周邊C河流直線距離約420m。覆蓋層較厚約10m～15m，主要為：人工填土，層厚1.10m～6.20m，平均厚度3.72m；粉質粘土，層厚1.60m～6.80m，平均厚度3.61m；圓礫，層厚0.90～4.20，平均厚度2.32m；殘積粉質粘土，層厚0.80m～3.30m，平均厚度1.70m；強風化泥質砂巖，層厚0.80m～4.20m，平均厚度2.16m；中風化泥質砂巖，揭露厚度1.60m～10.40m，未揭穿。場地主要含水層為賦存于圓礫層的潛水（強含水層），人工填土層有少量上層滯水。潛水主要受大氣降水滲透及C河水通過圓礫層轉化為地下水互補給，與河水有較強水力聯系。C區域在該段的最高水位約為36m，最低水位約為31m，勘察期間測得其水位約36m標高，水量豐富，基坑開挖前須帷幕止水。

3 支護方案選型

基坑支護的方案較多，如內支撐體系、樁錨體系、土釘墻體系及放坡網噴體系等。各種方案都有其優點與適應性，因此合理選擇方案是保證基坑支護工程質量與成功的關鍵，本次設計在深入研究和掌握本場地工程地質、水文地質和周邊環境條件的基礎上，按照規范、經驗進行多種方案的分析論證與優化的基礎上，決定主要采用樁錨體系+帷幕止水方式，-1F區輔以放坡的方法，既可確保基坑開挖安全又經濟合理。根據現場情況、地下室基礎平面圖征得業主、主體設計單位同意，地下室外墻施工工作面預留寬度主體為1.5m（主體設計單位預定），本次樁錨為1.5m、放坡段設計為1.2m。具體各段支護方式如下：AB段采用樁錨支護；BC段采用樁錨支護；DEF段采用坡率法放坡支護；FGG’A段采用樁錨支護；經計算各段位于6.10mm～19.74mm之間滿足相關規范、標準要求[1]。

4 基坑安全等級及安全監測

該基坑安全等級為一到三級，全基坑按一級進行監測，并達到《建筑基坑工程監測技術規程》（GB50497-2019）的有關條款和要求。監測布點必須包括圖中布置的重要監測點，房屋等建筑物、道路及地下管網位置及潛水水位等應重點監測，防止發生安全事故。

圖1 基坑平面布置及周邊環境圖

5 基坑支護結構設計

5.1 主要支護形式及服務年限

基坑局部段帷幕止水+樁錨支護+坡率法放坡，基坑為臨時支護，使用年限為支護竣工后不大于1年；基坑（邊坡）的安全等級-2F區為一級，-1F區為三級，按級分別驗算。

5.2 基坑支護主要驗算參數

（1）根據基坑壁（邊坡）各段的巖土條件、高度、邊界特征等因素，分別按不同的支護斷面驗算，計算采用《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）給定的數值分析方法，基坑安全等級分別為一、三級，分段驗算；按該規程要求，重要性系數γ0值取1.10、0.9，綜合荷載分項系數取1.25；基坑頂部2m范圍內嚴禁堆載，地面附加荷載按條形均布，道路過車取10/20KN/m2。巖土工程指標以場地巖土工程勘察報告作為依據，相關指標如下表1：

表1 各巖（土）層主要力學性質指標

（2）地下水位處理模式：忽略填土內的上層滯水（土按天然容重，高水位約42m高程），潛水綜合取水位37.0m高程。

（3）坑壁巖土概化模式：由于每段各點的巖土分層厚度不一，計算時將各段巖土層厚度根據最近地域剖面之不利組合遵照規范有關要求進行概化處理。

5.3 代表地段（AB段）支護結構設計

支護形式為：樁錨+頂（腰）梁+網噴護面，本段需先施工旋挖樁、再高噴帷幕，接著澆筑頂梁，再逐層施工錨索及腰梁、鎖錨。

護壁樁：旋挖樁，Φ1000@2400布置，必須使用"跳樁法"施工，施工時宜逐個放點、校核并記錄。

頂梁：規格1000（寬）×600（高），砼應根據各樁頭的高程整體光滑連接現澆，頂梁澆筑前，先應按1:1的坡率對坡頂進行挖方放坡、網噴砼。

鋼絞絲：采用φS 15.2、強度1860N/mm2以上高強度鋼絞線，截長應留有不小于700張拉長度（未計腰梁厚度），沿桿體軸線方向每隔1.5m～2.0m安裝一個梅花型支承隔離架，隔離架、注漿管與索體綁扎牢固，錨索自由段應套塑料管保護，并兩端用鐵絲扎牢、做防腐處理，按要求安放一、二次注漿管，一次注漿管下到孔底，二次注漿管位于底部錨固段1/3部位。

錨索成孔：鉆孔直徑為φ150，成孔時按照設計要求進行定位，傾角15°。孔位偏差不大于50mm，傾角偏差小于3°，孔深應大于設計孔深0.5m，且孔內沉渣不大于0.3m。

錨索注漿：粘結水泥漿固結體不低于M25級，水灰比為0.55左右，容重約1.8KN/m3，可適量加入減水劑，采用二次注漿法時，第一次注漿必須飽滿，孔口返濃漿止，漿液收縮時，必須進行孔口補漿，二次注漿應在水泥漿初凝后、終凝前進行，壓力為不小于1.5MPa，必須保證注漿膠結體的長度和質量，以取得設計的錨固力。

腰梁：契型,500×500×350×350，整體澆注，光滑連接。

網噴面板：鋼筋網為φ6@200單層雙向分布，無加強筋。噴射砼層面采用C25礫石砼噴射，水泥為PC32.5普通硅酸鹽水泥，粗骨料為礫石，最大粒徑小于或等于12，細骨料為砂，水灰比不宜大于0.45，厚度為100，要求層面平整美觀，保護層不低于35。

泄、排水：坡面全層面設置D40PVC管泄水孔，間距為2.40m×3.0（H）m，長度為500，其出水口向下傾角為5°～15°左右，呈梅花狀分布。坡底設截排水溝，其截面規格為300mm×300mm，磚砌內M10粉刷10mm防滲。

本段支護立面圖、剖面圖如下圖2、圖3。

圖2 AB段支護立面圖

圖3 AB段支護剖面圖

6 結論

（1）本基坑設計嚴格依照相關技術標準、規范及地區經驗等，充分考慮基坑深度、地層條件及周邊環境因素，因地制宜，對基坑各個段落采用適宜的支護方式，起到了確保基坑支護結構安全、穩定、經濟。對類似工程可提供一定的參考。

（2）經后期施工及相關監測結果顯示，周邊環境及建筑等未出現明顯可見裂縫等變形等，證明該基坑設計方案是可行的。