復雜條件下深基坑支護組合型式在珠海機場項目中的選取

文／高全龍、宋春雷、張樂樂、桓忠雄、林師慧 中國建筑第二工程局有限公司華南分公司 廣東珠海 519000

引言：

隨著建筑業的迅猛發展，單一的支護型式在某些復雜條件下已經不能夠完全滿足施工需求。目前基坑支護組合型式被廣泛應用到基坑設計中[1-2]，相比較于單一的基坑支護型式能更好的融入到周圍的環境中，既做到滿足周圍工況的施工條件，又能綜合考慮到施工進度、成本及防滲漏等因素。本文詳細介紹了在復雜條件下珠海機場改擴建工程項目深基坑中應用的組合式基坑支護形式的選取方法。

1、工程概況

珠海機場改擴建工程項目（見圖1）位于廣東省珠海市T1 航站樓東側，珠海國際航展中心西側，機場路南側。由圖1可見，T2 航站樓離海較近，地下水位較高。同時周邊有正常運營的T1 航站樓，根據不停航施工要求，T2 航站樓在建設中需要考慮諸多周邊環境的影響因素。本項目基坑設置1～2 層地下室，基坑周長約2200m，基坑占地面積約為10.3 萬m2，基坑深度約6.00～19.10m，坑中坑深度最大約11.20m。基坑區域劃分如圖2所示。根據基坑開挖深度及周邊環境，本基坑A、N、Q、Y、AC 區段屬于一級基坑，基坑重要系數為γ=1.10。其余區段屬于二級基坑，基坑重要系數為γ=1.00。

圖1 周圍環境圖

圖2 基坑支護平面圖

2、工程地質條件

珠海市位于珠江口伶仃洋西岸，地處低緯，冬夏季風交替明顯，終年氣溫較高，偶有陣寒，但無嚴寒，夏無酷暑，屬亞熱帶海洋性氣候。

本地區在地質構造上位于F11 三灶～橫琴斷裂南側，擬建場地相距斷裂較遠，受其影響較小。擬建場地在區域上處于丘陵與三角洲沖積平原交匯接觸地帶，場地原始地貌屬濱海平原地貌。此外，擬建場地經人工整平，地形大體平坦。場地內各地層厚度及層頂標高詳見表1：

表1 地層厚度及層頂標高表

由上表可知珠海機場項目范圍內地質條件主要為：第①1 層及①3 層素填土層、①2 層雜填土層、②1 層粉細砂層、②3 層及③1 層粉質黏土層、②2 層及③4 層淤泥質黏土層、②5 層及③3 層中粗砂層、④層礫質黏性土層，⑤層、⑥層、⑦層、⑦1 及⑧層等各種風化程度的花崗巖層，基坑底開挖土層主要為粉細砂層、粉質黏土、淤泥質土，且砂層及淤泥質土層較厚。

砂層較厚遇水作用下會瞬間失去承載力，淤泥質土層具含水量高、孔隙比大、透水性差、高壓縮性、低強度等特點，易發生蠕變和擾動，工程性質差，長期固結壓縮會導致地面持續緩慢下沉。

3、基坑支護方案選取

本項目場地周邊環境較復雜，地質條件較差，地下水豐富(水位標高為±0 以下1m 左右)，若基坑支護及止水措施不當，基坑開挖將產生較大變形，對基坑的安全穩定及周邊環境帶來不利影響。因此，本基坑的成敗關鍵在于能否控制位移及有效的止水，同時出土便利也是基坑支護設計必須考慮的重要因素。

通過綜合對比分析，以安全可行、經濟合理、方便施工為設計原則，綜合分析研究本工程的有利和不利因素進行選取支護型式。珠海機場項目選取的支護型式如下：

珠海機場項目北側（A-AA 區）由于場地比較開闊附近無施工在建建筑物等情況，綜合對比分析后該區選用了三軸攪拌樁止水帷幕+三級放坡開挖的支護形式。放坡開挖支護型式一般適用于場地比較開闊，臨邊無重要建筑物及地下管線、土質較好的工況，且在基坑支護施工中一般多采用分級放坡的方式，其優勢為可以大幅度加快施工進度，并且造價也相對比較便宜。

珠海機場項目東指廊東側（A-A 區及B-B 區）考慮到靠近航展館，主樓西側（K-L 區）及西指廊南側（L-M區）靠近在建國際樓，對基坑的變形比較敏感，綜合對比分析后選用了大直徑攪拌樁止水帷幕+ 灌注樁+ 錨索施工的支護形式。灌注樁+ 錨索支護型式適用于地下室的基坑支護設計且一般多用于2 層及2 層以上坑深在8～20m 的地下室，土質較差的環境及周圍對基坑變形比較敏感的地段，其優勢為支護墻身強度較高、剛度較大、變形小、穩定性較好。

珠海機場項目東指廊南側（B-C 區）、主樓東側（C-D 區）及南指廊（D-J 區）考慮到靠近飛行區，對擋水防滲及噪聲等要求比較高，綜合對比分析后選用了SMW 工法樁+錨索的支護方式。SMW 工法樁+錨索支護型式適用于以淤泥質土、粘土、粉細砂為主的松軟地質，其優勢為施工基本無噪音、結構強度高、對環境影響較小、防滲擋水效果較好、無需另外設置止水帷幕。

珠海機場項目西指廊西側（M-AA 區）考慮到毗鄰在建國際樓不具備放坡開挖及錨索等施工的條件，且支護之間寬度較小，綜合對比分析后選用了灌注樁+鋼筋混凝土內支撐的支護方式。灌注樁+鋼筋混凝土內支撐支護型式適用于基坑開挖較深、周圍臨近在施項目、不具備放坡開挖及錨索施工等條件的工況環境中，其優勢為基坑通過內支撐可形成穩定的傳力體系，不占用支護外部空間。

珠海機場項目主樓及南指廊西側交接處（J-K 區）考慮到靠近T1 航站樓，不具備錨索施工條件且無法形成內支撐傳力體系，綜合對比分析后選用了雙排灌注樁+ 大冠梁的支護方式。雙排灌注樁+ 大冠梁支護型式適用于場地較小，較難形成樁+ 內支撐支護型式及較難施工錨索的工況環境中，其優勢為墻身強度高、支護穩定、可用于無法進行放坡開挖、錨索施工及無法形成內支撐傳力體系的工況中。

珠海機場項目主樓坑中坑（Y-Y 區）考慮到在主樓大基

坑范圍內，基坑較深，不適宜采用放坡、等支護型式，綜合對比分析后選用了三軸攪拌樁內插型鋼（SMW 工法樁）止水帷幕+鋼管內支撐的支護方式。三軸攪拌樁內插型鋼（SMW工法樁）止水帷幕+鋼管內支撐支護型式適用于工期緊、基坑較深、場地較狹小、基坑寬度較狹窄等環境中，其優勢為自重較輕、造價較低、可回收利用、施工速度較快、對環境無污染。珠海機場改擴建項目基坑支護各區段方案選取總平面圖如圖3所示。

圖3 基坑支護各區段方案選取平面圖

結語：

本文介紹了復雜條件下珠海機場項目的深基坑組合型式，包括“灌注樁+大直徑攪拌樁止水+預應力錨索+上部放坡、三軸攪拌樁內插型鋼+預應力錨索+上部放坡、雙排灌注樁+大直徑攪拌樁止水+上部放坡、灌注樁+大直徑攪拌樁止水+鋼筋混凝土內支撐+上部放坡、三軸攪拌樁內插型鋼+鋼管支撐+上部放坡、大直徑攪拌樁+三級放坡”等多種支護型式。組合深基坑支護形式在珠海機場項目中應用較好，基坑邊坡穩定，能夠適應周圍復雜環境。本文的基坑選取原則和方法可為后續機場類及其它類項目提供借鑒及參考，值得推廣及應用。