高邊坡不平衡土壓力下的基坑支護(hù)選型分析

許曉帆

廣州海港地產(chǎn)開發(fā)有限公司，廣東廣州 510403

隨著國內(nèi)建設(shè)項目蓬勃發(fā)展，一些地質(zhì)條件差、周邊環(huán)境復(fù)雜的項目也列入建設(shè)項目范圍。高邊坡坡體及復(fù)雜周邊環(huán)境條件的地區(qū)建設(shè)深大基坑工程，常常會遇到各類的技術(shù)難點和問題。本文試圖從設(shè)計、施工、工期、成本、對周邊的保護(hù)等因素出發(fā)，分析該類基坑工程的選型關(guān)鍵點，以期提供有益幫助[1-2]。

1 工程概況

本項目為廣州港療養(yǎng)院基坑工程，毗鄰內(nèi)環(huán)麓湖入口與麓湖公園?？傆玫孛娣e8961.36㎡，如圖1所示。

圖1 項目效果圖

1.1 周邊環(huán)境

本項目地塊位于越秀區(qū)，東鄰廣醫(yī)附屬腫瘤醫(yī)院，南依橫枝崗路，西鄰廣州市胸科醫(yī)院，北至金色晚年養(yǎng)老院。如圖2所示，擬建項目周邊建筑林立，對周邊建構(gòu)筑物的保護(hù)尤為重要。

圖2 場地周邊環(huán)境

1.2 地層條件

1.2.1 地層巖性與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

本場地主要出露地層有第四系人工填土層，第四系殘坡積層。場地未發(fā)現(xiàn)斷層、斷裂構(gòu)造形跡，場地基本穩(wěn)定。

1.2.2 巖土地層條件

場區(qū)巖土層自上而下可分為：第四系人工填土層（第1-1層新近填土（松散），第1-2層老填土（中密）），第四系殘坡積層（第2-1層粉質(zhì)粘土（硬可塑～硬塑）、第3-1層碎石土（中密～密實））。

1.2.3 水文地層條件

（1）地表水概況。地表水主要表現(xiàn)為大氣降水，排泄方式主要為地表下滲、泄流、蒸發(fā)等。

（2）地下水概況。按含水介質(zhì)特征劃分，擬建場地地下水主要表現(xiàn)為：上層滯水、潛水、承壓水。

1.3 基坑特殊性

本工程為廣州港療養(yǎng)院基坑工程，本基坑面積約4462m2，周長為296m，開挖深度約10.650～17.35m。本項目基坑工程具有以下特殊性：

（1）項目地塊內(nèi)有兩棟多層保留建筑與地下室邊線僅5m之距，距離十分狹窄、困難。

（2）基坑周邊管線密布，周邊建構(gòu)筑物位移控制嚴(yán)格。

（3）項目地塊呈現(xiàn)南高北低的狀況，高差達(dá)8m之大，屬于高邊坡不平衡土壓力下的基坑支護(hù)工程。同時，雖然項目只有三層地下室，但是一層埋置于地下，實際上南側(cè)有四層地下結(jié)構(gòu)，而北側(cè)只有兩層地下結(jié)構(gòu)。

（4） 地塊周邊存在地下文物，文物保護(hù)乃重中之重，不可忽視。

2 工程難點

本文主要是圍繞復(fù)雜周邊環(huán)境條件下，深厚碎石地區(qū)、建構(gòu)筑物及管線密集、存在地下文物的高邊坡不平衡土壓力基坑設(shè)計、施工、工期、成本等綜合交錯等復(fù)雜問題和難題展開思考和解決辦法。

項目難點[3]：（1）周邊條件復(fù)雜，周邊建構(gòu)筑物及管線密集，位移控制需求高；（2）深厚碎石地區(qū)，止水效果要求高，基坑周邊沉降要求高；（3）場地存在地下文物，位移控制需求高，對基坑選型要求高；（4）高邊坡不平衡土壓力下的基坑支護(hù)安全；（5）需要保證基坑工程設(shè)計合理、施工方便、工期及成本可控等條件。

3 方案選型及方案比選

3.1 方案選型及選型分析

對高邊坡不平衡土壓力下的基坑工程，主要從豎向支護(hù)體系、水平支護(hù)體系、止水帷幕體系三方面著手。從本項目基坑工程周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、基坑特殊情況角度出發(fā)，分析基坑工程豎向支護(hù)體系、水平支護(hù)體系、止水帷幕體系在設(shè)計、施工、成本、工期、可實施性等方面的優(yōu)缺點。

3.1.1 豎向支護(hù)體系選型分析

常規(guī)的基坑支護(hù)豎向支護(hù)體系有支護(hù)樁（含雙排樁）、地下連續(xù)墻（含雙排墻）等。

支護(hù)樁（含雙排樁）支護(hù)結(jié)構(gòu)在技術(shù)上相對成熟，工期短；項目成本較低，且常規(guī)用于高邊坡不平衡土壓力基坑工程中，在控制周邊建構(gòu)筑物及管線位移方面具有較大的優(yōu)勢。所以該方案可實施性好。

地下連續(xù)墻（含雙排墻）支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工方面較為成熟，可應(yīng)用于高邊坡不平衡土壓力基坑工程中，在控制周邊建構(gòu)筑物及管線位移具有較大的優(yōu)勢。但是該方案成本較高、工期較長。所以該方案可實施性較好。

3.1.2 水平支護(hù)體系選型分析

常規(guī)的基坑支護(hù)水平支護(hù)體系有錨索、混凝土支撐等。

錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)變形可控、安全度也較好。但錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)對基坑周邊文物可能造成不良影響。所以該方案可實施性較差。

支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工方面存在施工及拆除支撐的過程，工期略長。但是支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)能較好的應(yīng)對基坑變形、保護(hù)周邊文物。所以本項目采用的混凝土支撐支護(hù)形式可實施性較好。

3.1.3 止水帷幕選型分析

常規(guī)的基坑支護(hù)止水帷幕體系有三軸攪拌樁+旋噴樁、咬合素樁、地下連續(xù)墻等。

三軸攪拌樁止水帷幕在施工方面較為成熟、成本較低、工期較短。但是本項目個別鉆孔存在較淺碎石層，三軸攪拌樁難以進(jìn)入碎石層。旋噴樁止水帷幕能應(yīng)對老填土層及碎石層，施工方便，但成本較高。可對個別碎石層較淺區(qū)域采用三軸攪拌樁+旋噴樁結(jié)合的止水帷幕形式。

咬合素樁止水帷幕能應(yīng)對老填土及碎石層，但是成本較高、工期較長，且對咬合樁施工工藝有一定的經(jīng)驗要求。同時一旦遇到深厚淺層碎石層，咬合過大，成本過高。

地下連續(xù)墻止水帷幕擁有咬合樁的各類優(yōu)點，同時施工工藝也相對成熟，但是成本相對高、工期較長、對施工機(jī)具要求高。綜合來說，也不失為一種較好的止水帷幕方案。

3.2 方案比選

通過分類選型分析，本項目可采用的方案形式有以下2種：

方案一：支護(hù)樁（含雙排樁）+混凝土支撐+三軸攪拌樁+樁間旋噴樁。該方案支撐剛度大，控制位移能力較強(qiáng)、安全、成本較低，能應(yīng)對局部淺層碎石層，工期較短。但是地質(zhì)勘察資料僅能反映局部情況，當(dāng)?shù)貙又谐霈F(xiàn)大范圍淺層碎石樁時，樁間旋噴樁數(shù)量較大，工程造價也相應(yīng)增加。所以該方案從目前勘察資料來說，是可實施經(jīng)濟(jì)型方案，但是也不排除較大的不可控因素。

方案二：地下連續(xù)墻（含雙排樁）+混凝土支撐。該方案支撐剛度大、控制位移能力較強(qiáng)、安全，能應(yīng)對碎石層。但是該方案成本高、工期長。所以從成本和工期考慮，推薦方案二。

由于目前仍處于初勘階段，碎石層埋藏情況尚未全面了解。故本次提供兩個方案，如表1所示。

表1 方案比選

4 結(jié)語

本文從場地周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、基坑特殊性，指出該項目在基坑位移控制、地層止水帷幕、地下文物保護(hù)、高邊坡不平衡土壓力在支撐及拆撐難點、成本工期控制等難點，對高邊坡不平衡土壓力基坑工程選型進(jìn)行分析，從基坑豎向支護(hù)體系選型分析、水平支護(hù)體系選型分析、止水帷幕選型分析等角度，選取經(jīng)濟(jì)合理、工期可控、安全可靠的基坑方案。通過對高邊坡體及復(fù)雜周邊環(huán)境條件的地區(qū)建設(shè)深大基坑工程選型進(jìn)行分析，試圖從設(shè)計、施工、工期、成本、對周邊的保護(hù)等因素出發(fā)，分析該類基坑工程的選型關(guān)鍵點，以期提供有益幫助。