惠州河南岸公園地下停車場基坑支護(hù)設(shè)計與施工

曾衛(wèi)星 劉海 徐廷宇

摘要：惠州河南岸公園地下停車場所處的地理環(huán)境較為復(fù)雜，地下室共2層，開挖深度約9.10m，淤泥質(zhì)土較厚，采用土釘墻與鉆孔灌注樁加預(yù)應(yīng)力錨桿相結(jié)合的支護(hù)方案，針對淤泥質(zhì)土較厚區(qū)域，本項目另打入水泥攪拌樁加固基坑內(nèi)樁側(cè)土層。本文在施工過程中取得了較好的技術(shù)效益，可作為未來相似地質(zhì)環(huán)境基坑支護(hù)設(shè)計和處理的依據(jù)和實用材料。

關(guān)鍵詞：淤泥質(zhì)土；水泥攪拌樁；旋挖灌注樁

1.工程簡介

擬建工程位于惠州市惠城區(qū)河南岸公園內(nèi)，場地北側(cè)是銀嶺路六橫街，東側(cè)為銀嶺路，交通便利。本工程場地總規(guī)劃用地面積共9603m2，擬建2層地下停車庫，局部地上設(shè)單層配套用房，場地±0.00標(biāo)高為14.40m，為1985國家高程基準(zhǔn)（下同），地下室底板標(biāo)高為6.00m。地下停車場擬采用筏板基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)板厚0.60m，墊層0.10m，即地下室底板底標(biāo)高5.30m，基坑開挖深度9.10m，基坑周長388m，面積7563m2。

該基坑場地原始地貌為沖積地貌，現(xiàn)為河南岸公園部分休閑場地及綠化地，場地總體較平整。基坑北側(cè)地下室邊界線外約10.00m為一層垃圾回收站，寬約30.00m，為天然地基，距銀嶺六橫街約35.00m，基坑?xùn)|側(cè)地下室邊界線外約10.00m為銀嶺路人行道，約14.00m為銀嶺路，基坑南、西側(cè)為公園綠化地。場地北側(cè)銀嶺六橫街、東側(cè)銀嶺路下埋設(shè)有電纜、光纜及給排水等管線，管線埋深在12.00m～14.00m之間。

2.工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件

2.1工程地質(zhì)條件

基坑支護(hù)場地的巖土層類別從上到下分別為：1.第四系人工填土層（Q4ml）、2.第四系沖積層（Q4al）、3.第四系殘積層（Q4el）和4.白堊系基巖（K）。各地層特征分述如下：

①素填土：灰色、灰黃色，稍濕，稍密，由粘性土混少量砂粒堆填而成，均勻性較差，層厚1.70m～5.90m。

②-1粉質(zhì)黏土：褐黃色，硬塑，干強度、韌性中等，成分以粘粒為主，含少量砂粒。層厚1.6m～6.90m。

②-2粉質(zhì)黏土：黃色，軟可塑，干強度、韌性中等，成分以粘粒為主，含少量砂粒，層厚1.10m～5.30m。

②-3淤泥質(zhì)土：深灰色，黑色，流—軟塑，干強度、韌性較好，切面較光滑，成分以粘粒為主，富含有機質(zhì)。層厚 0.70m～7.30m。

③粉質(zhì)黏土：紅褐色、褐黃色，硬塑，干強度、韌性中等，為泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積物，遇水易軟化、崩解。層厚1.10m～ 5.80m。

④-1全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：紅褐色，巖石風(fēng)化劇烈，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨，巖芯破碎呈堅硬土柱狀，遇水易軟化、崩解。層厚1.00m～9.70m。

④-2強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：為極軟巖，紅褐色，巖石風(fēng)化強烈，巖體極破碎—破碎，巖體基本質(zhì)量等級為V類，層厚0.80m～16.80m。

2.2水文地質(zhì)條件

擬建場區(qū)地下水類型為：地下水類型主要為第四系土層中的孔隙水和基巖裂隙水，基巖裂隙水水量貧乏。擬建場地表層局部地段人工填土層較厚，存在上層滯水，主要以接受大氣降水的入滲、地表水及周邊居民生活排水補給為主，主要以蒸發(fā)的形式排泄。該場地地下水總體特點：①勘察期間測得鉆孔初見水位埋深2.00m～2.30m，初見水位標(biāo)高為11.82m～12.60m；鉆孔施工后24h，測得穩(wěn)定水位埋深為2.10m～3.50m，穩(wěn)定水位標(biāo)高為11.82m～12.54m。②地下水水位隨季節(jié)性變化明顯，地下水位年變化幅度約2.00m。

3.深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

按照基坑周邊開挖影響范圍2.0H考慮，基坑北側(cè)和東側(cè)周邊為建筑物、道路，場地基坑安全等級為一級，側(cè)壁重要性系數(shù)為1.1。基坑西側(cè)周邊為空地，場地基坑安全等級為二級，側(cè)壁重要性系數(shù)為1.0。坡底距地下室邊線不小于1.5m～2.0m；支護(hù)結(jié)構(gòu)需避開周邊的管線及周邊建筑物的基礎(chǔ)。

本設(shè)計圖根據(jù)巖土勘察報告及相關(guān)規(guī)范進(jìn)行計算，同時結(jié)合理正深基坑支護(hù)設(shè)計軟件及理正巖土工程計算分析軟件進(jìn)行計算。根據(jù)現(xiàn)場地面的高度、地質(zhì)條件以及周邊環(huán)境，本基坑支護(hù)采用的基坑支護(hù)方式：

（1）本基坑開挖深度9.10m，上坡面采用1∶1.5放坡+掛網(wǎng)噴砼支護(hù)，下坡面采用旋挖灌注樁支護(hù)，設(shè)置腰梁+兩排錨索，平臺寬1m。

（2）基坑施工車道采用1∶5.0放坡，坡面鋪設(shè)碎石土200mm厚，車道兩側(cè)土體采用1∶5放坡，施工車道土體采用塔吊配合挖土機開挖。

（3）鑒于現(xiàn)場部分區(qū)域深約8m位置出現(xiàn)5m左右厚淤泥質(zhì)土，遂采用水泥攪拌樁進(jìn)行坑底加固，加固基坑內(nèi)樁側(cè)土層，提升支護(hù)樁穩(wěn)定性。水泥攪拌樁內(nèi)徑600mm，間距500mm，長5.00m，群樁寬約3.1m。

4.深基坑地下水控制

由于本場地地下水總體水位較高，水量豐富，設(shè)計上層坡面設(shè)置攪拌樁止水，坡底集水明排的地下水控制措施。當(dāng)實際開挖時，發(fā)現(xiàn)水量較大，宜增加一些集水坑降水井，確保坑中坑、基礎(chǔ)承臺順利施工。具體如下：

（1）坡頂及坡底設(shè)排水溝，排水溝和集水井距離坑壁在0.4m～0.5m之間，排水溝截面為300×300mm，按0.5%坡度，坡向集水井。基坑底按間距20m設(shè)置集水井，地下水經(jīng)集水井、沉砂池再排出場地外。

（2）在基坑周邊設(shè)3.0×1.5×1.5m沉淀池。

（3）坡面按間距@2500×1500設(shè)置PVC泄水管。坑內(nèi)積水，土方及基坑分層開挖過程中，在距離基坑邊線4m外挖臨時集水坑，將地下水匯集后再抽排。

5.土釘墻、支護(hù)樁、錨索及土方施工

該基坑支護(hù)施工工序工種較多、土方開挖量大、工期較緊。基坑支護(hù)施工流程如下：

基坑頂截水溝施工→水泥攪拌樁施工→土方開挖+掛網(wǎng)噴砼→灌注樁施工→冠梁施工→土方開挖+掛網(wǎng)噴砼施工→預(yù)應(yīng)力錨索施工→腰梁施工→土方開挖+掛網(wǎng)噴砼施工→排水溝及集水井施工。

6.基坑監(jiān)測和結(jié)果分析

鑒于該建筑場地地質(zhì)條件和環(huán)境條件，為確保該項目地下工程安全、順利地完成，在基坑開挖及地下室施工過程中，采用信息發(fā)施工，即運用多手段的聯(lián)合監(jiān)測，為設(shè)計與施工提供依據(jù)。

本基坑監(jiān)測按《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）、《建筑基坑支護(hù)工程技術(shù)規(guī)程》（DBJ/T15-20-2016）等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。監(jiān)測內(nèi)容包括支護(hù)結(jié)構(gòu)位移與沉降、基坑周邊建筑沉降等。

6.1基坑頂位移、沉降監(jiān)測

本基坑在施工階段始終進(jìn)行不間斷監(jiān)測，對特殊時間段監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行特別關(guān)注，比如施工過程中的土方開挖至冠梁、腰梁、底板位置的時間前后。這是由于這一過程中基坑土方開挖深度的變化將會影響周邊土體側(cè)壓，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)需要承受更大的側(cè)壓，其自身結(jié)構(gòu)和周邊建筑物可能發(fā)生較開挖前更大的位移、沉降變化。現(xiàn)場施工的特殊時間點分別為：

（1）土方開挖至冠梁位置：2020年8月1日；

（2）土方開挖至腰梁位置：2020年8月15日；

（3）土方開挖至基坑底板位置：2020年9月20日。

6.1.1基坑頂位移變化

由圖4可知，該基坑在開挖期間近兩個月內(nèi)基坑周邊頂部位移變化最大值約25mm，低于設(shè)計要求，現(xiàn)場未發(fā)現(xiàn)明顯開裂現(xiàn)象，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，而在特殊時間點后，位移變化折線未出現(xiàn)較大的陡升現(xiàn)象。可見，本基坑支護(hù)設(shè)計較為合理，而部分區(qū)域出現(xiàn)一定位移變化不等，這是人員、車輛走動、地下水流動等因素影響下造成的，在誤差允許范圍內(nèi)。

6.1.2基坑頂沉降變化

由圖5可知，該基坑在開挖期間將近兩個月時間內(nèi)基坑周邊頂部沉降變化最大值約-15mm，低于設(shè)計要求，現(xiàn)場未發(fā)現(xiàn)明顯地面沉降現(xiàn)象，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，而P17號點在9月15日～9月25日出現(xiàn)12mm的沉降變化，但之后趨于穩(wěn)定，由于沉降變化不大，在設(shè)計允許范圍內(nèi)，整體施工未受到影響。而其他監(jiān)測點位置在特殊時間點后，位移變化折線未出現(xiàn)較大的陡降現(xiàn)象。

6.2基坑周邊建筑物沉降監(jiān)測

由圖6可知，該基坑在開挖期間近兩個月內(nèi)基坑周邊建筑物沉降變化最大值約-12mm，低于設(shè)計要求，現(xiàn)場建筑物周邊未發(fā)現(xiàn)明顯地面沉降現(xiàn)象，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，圖中出現(xiàn)一定的突升，變化量5mm左右，是測量時水準(zhǔn)標(biāo)尺偏移誤差或讀數(shù)誤差導(dǎo)致。并且監(jiān)測點位置在特殊時間點后，位移變化折線未出現(xiàn)較大的陡降現(xiàn)象。鑒于整體沉降未產(chǎn)生較大變化，可認(rèn)為該基坑周邊建筑物較為穩(wěn)定。

7.結(jié)論

基于本基坑在采用土釘墻與鉆孔灌注樁加預(yù)應(yīng)力錨桿相結(jié)合的支護(hù)方案后，并且在淤泥層較厚部位打入水泥攪拌樁進(jìn)行坑底加固，隨著基坑開挖深度的逐步加大，依據(jù)現(xiàn)有基坑位移、沉降監(jiān)測及周邊建筑物沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，其位移、沉降都在設(shè)計允許范圍內(nèi)，并未產(chǎn)生較大的形變，說明本設(shè)計工藝滿足基坑支護(hù)要求，可作為未來相似工況和地質(zhì)環(huán)境的處理方式，也起到實例參考作用。

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