飽和粉質(zhì)黏土深基坑綜合支護技術

山西四建集團有限公司 太原 030006

1 工程概況

本工程為山西質(zhì)監(jiān)綜合檢驗檢測中心工程，為國家級實驗室，總建筑面積為35 600 m2，地下建筑面積為5 500 m2，工程結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。工程基坑圍護周長約300 m，基坑深度為8 m。根據(jù)工程地質(zhì)勘查報告，該工程的地質(zhì)特征為：第①層雜填土，平均厚度1.02 m；第②層粉質(zhì)黏土，平均厚度9.2 m。

2 工程特點

（a）本工程地處市郊區(qū)，基坑外圍百米之內(nèi)無其他大型建筑物，允許放坡開挖。

（b）基坑地下水位較高，開挖土層為飽和粉質(zhì)黏土，其滲透性較差，粉質(zhì)黏土中的毛細水無法有效排出，嚴重影響邊坡土體的穩(wěn)定性。

（c）工期緊，地下部分需在雨季到來之前完工。

3 方案的選擇

（a）圍護結(jié)構(gòu)：基坑開挖深度為8 m，采用3 級放坡，臺寬為1 000 mm、500 mm，每級放坡坡比為1∶1，綜合坡比為1∶1.3。使用松木、鋼管、工字鋼等材料進行綜合支護，并用裝有碎石和砂的沙袋做護坡（圖1）。

（b）降排水體系：采用管井的密布井方式疏干地層水，降水井井底距原地面15 m，在基坑邊坡中部周圈布置降水井，間距10～15 m，基坑底部周圍設置盲溝、集水井，基坑邊設置截水溝防止雨水流入基坑（圖2）。

4 主要施工技術

4.1 基坑支護

（a）基坑按照坡度1∶1開挖至距原地面3 m位置時，設寬1 m緩沖平臺，沿坑邊壓入一排松木樁，間距500 mm，露出地面部分約300 mm，并在水平方向上將16#工字鋼與松木樁依次進行綁扎連接，形成一個整體，再將已裝入碎石和砂的沙袋依次碼放在坡面上，依據(jù)基坑土方干濕情況，沙袋在距原地面2 m位置時開始碼放。

圖1 基坑支護示意

圖2 管井降水示意

（b）依然按照1∶1的坡度向下開挖，當挖至深6 m位置時，設寬0.5 m的緩沖平臺，沿坑邊壓入一排松木樁，間距500 mm，露出地面部分約300 mm，并在水平方向上將16#工字鋼與松木樁依次進行綁扎連接。

（c）繼續(xù)按照1∶1的坡度向下開挖，當挖至深7.8 m位置時，沿坑邊壓入1 排鋼管，鋼管為普通無縫鋼管Φ48 mm×3.5 mm@300 mm，并在水平方向上將16#工字鋼與鋼管依次進行綁扎連接。沙袋彼此之間要壓實。

（d）最后300 mm的深度由人工配合機械進行開挖，挖至設計標高時，同樣將沙袋碼放在底部的坡面上，最終形成一個整體的護坡面。

4.2 基坑降水

（a）井點測量定位。先測放出有關軸線，然后根據(jù)井點布置圖測放出井點位置。按照現(xiàn)場平面布置圖做好各項施工準備工作，如引入水電源，開挖泥漿池等。

（b）鉆進成孔。采用SPJ-300型鉆機成孔、清水自然造漿護壁、泥漿循環(huán)排渣的施工工藝。開始應輕加壓、慢轉(zhuǎn)速，逐步轉(zhuǎn)入正常。成孔Φ600 mm，鉆進過程中，控制泥漿密度，以防造成泥漿壁過厚。

（c）破壁。將同直徑外帶鋼絲刷的鉆頭下入孔內(nèi)，邊送水邊回轉(zhuǎn)自上而下緩緩下降，沖刷井壁破壞泥皮，待到達孔底后空轉(zhuǎn)沖孔，及時注入清水更換池內(nèi)泥漿，待返出泥漿水變清后提起鉆頭。

（d）下濾管。采用無砂混凝土管，內(nèi)徑400 mm，壁厚50 mm，單節(jié)管長1.00 m。濾管進場時要經(jīng)過檢查驗收，檢查是否有缺口、裂紋，管頭應光滑平整。安放濾管時應逐節(jié)沉入，在濾管外壁上用鐵絲綁4 根長竹片作為導向，使接頭對正，并綁扎牢固，防止錯動。下放時應扶正居中、緩慢進行，受阻時可輕輕擺動，不可上下竄動。

（e）投濾料。選用石灰?guī)r石子作為濾料，粒徑3～5 mm，進場后經(jīng)質(zhì)檢人員驗收合格后方可使用。投料時沿管周圍均勻回填，防止蓬塞或擠壓向一側(cè)，應確保濾管位于孔正中，回填至井點管口下0.5 m處，用素土填平夯實。

4.3 盲溝排水

（a）根據(jù)基坑開挖總平面圖，測放出邊溝控制樁，同時用鋼卷尺測放出盲溝縱向、橫向開挖線并撒石灰標注，溝槽邊線距基坑邊約0.5 m，并沿著基坑周邊每40 m設置1 個集水坑。

（b）盲溝溝槽采用人工開挖的方式，開挖截面尺寸為500 mm×600 mm，集水坑尺寸為1 000 mm×1 000 mm×900 mm，溝底采用2％放坡，由2 個集水坑中間位置同時向兩側(cè)放坡。溝槽挖好后，必須對溝槽斷面尺寸、溝底坡度進行檢測，確保其滿足施工要求。

（c）盲溝采用粒徑80～120 mm的碎石材料填筑，碎石表面應清潔，采用人工鋪設，孔隙應清晰。

5 基坑監(jiān)測

根據(jù)基坑圍護形式及周邊環(huán)境，在基坑坡頂沿平行于截水溝方向設置位移監(jiān)測點，共設置35 個，布點間距為20 m；同時在松木樁頂部設置水平位移監(jiān)測點，共設12 個，每邊3 個，均勻布置；在基坑周邊埋設10 個水位觀測孔，孔深10 m；在基坑周圍埋設10 個測斜孔，用于周邊土體深層水平位移監(jiān)測，測斜孔布置間距為30 m，在基坑開挖1 周前埋設PVC工程塑料測斜管，并通過測斜儀觀測各深度處基坑的水平位移。埋設時應注意測斜管要保持豎直，并與所測方向一致。測斜管埋入土體深度約為1.5 倍基坑開挖深度，依照實際情況取12 m作為測斜管埋入深度。

坡頂水平位移監(jiān)測：基坑開挖前3 步深度在5 m以內(nèi)，可每2 d觀測1 次，基坑開挖至5 m以下及基坑開挖完成1 周內(nèi)，每天觀測1 次?；娱_挖至基底1 周后無明顯位移時，可適當延長觀測周期，每5～10 d觀測1 次。

坡頂垂直位移及建筑物沉降觀測：在基坑降水時和在基坑土開挖過程中應每天觀測1 次。混凝土底板澆完10 d以后，可每2～3 d觀測1 次，直至地下室頂板完工和水位恢復。此后可每周觀測1 次至回填土完工。

當出現(xiàn)下列情況之一時，應進一步加強監(jiān)測：監(jiān)測項目的監(jiān)測值達到報警標準；監(jiān)測項目的監(jiān)測值變化量較大或速率加快；基坑及周圍環(huán)境中大量積水、長時間連續(xù)降雨；基坑附近地面荷載突然加大；臨近的建筑物或地面突然出現(xiàn)大量沉降、不均勻沉降或嚴重開裂。

6 結(jié)語

監(jiān)測數(shù)據(jù)表明基坑邊坡沉降、位移均在規(guī)范要求范圍之內(nèi)，基坑范圍內(nèi)水位也已降至規(guī)范要求內(nèi)。本工程針對飽和粉質(zhì)黏土深基坑因地制宜采用了簡易有效的圍護形式，達到了經(jīng)濟、可靠、安全的效果，所取得的經(jīng)驗有一定的推廣價值。