被動區(qū)留土在基坑支護中的應用

楊 濤，張 梅

（1. 中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心山東總隊，山東 濟南 250000；2.山東大衛(wèi)國際建筑設計有限公司，山東 濟南 250000）

基坑被動區(qū)留土本身具有一定強度和抵抗水平變形的能力，可作為基坑支護結構的一部分，同時可作為超載增加其下土層的側向壓力，增強被動區(qū)土體對豎向支護構件的嵌固作用，合理的設置被動區(qū)留土可有效降低支護結構的內(nèi)力和位移。當基坑采用垂直開挖，豎向支護構件外圍無施工錨桿(索)結構條件時，采用基坑內(nèi)被動區(qū)留土相較于內(nèi)支撐體系，不存在拆除內(nèi)支撐的噪聲和環(huán)境污染，可節(jié)約大量基坑支護投資，并縮短施工工期，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益[1]。

1 工程概況

德州市某地下商城位于德城區(qū)東方紅西路和解放中大道，地下一層，框架結構，筏型基礎，基坑開挖深度6.8～7.2m?；又苓叺匚飶碗s，施工場區(qū)內(nèi)及周圍管線密布。

擬建地下商城東方紅西路西北角處基坑深度為7.2m，坡頂為人行通道，基坑外側緊鄰舊的地下人防通道，通道寬約2.0m，采用磚砌結構，混凝土底板，底板埋深約3.0m。

根據(jù)本次勘察報告，該場地地層主要為第四系全新統(tǒng)沖積黏性土、粉土和粉砂組成，地下水埋深約2.0m。

2 支護設計

2.1 設計難點與要求

(1) 擬建地下商城坡頂為人行道，施工現(xiàn)場無放坡空間，基坑需直立開挖。

(2) 場地地層為第四系全新統(tǒng)沖積黏性土、粉土和粉砂組，地下水位較高，鉆孔灌注樁施工過程中常遇塌孔，基坑在鬧市區(qū)，不宜采用對環(huán)境影響較大的泥漿護壁施工工藝。

(3) 基坑外側地下緊靠舊的磚砌地下人防通道，地下通道底板埋深約3.0m，寬約2.0m，無法施工錨桿(索)結構。

(4) 地下商城沿街布置，長度較長，基坑采用分段開挖，該段施工完畢回填后進行下一段，基坑使用時間相對較短。

綜上考慮，結合需要設置截水帷幕的要求，該位置基坑支護形式采用高壓旋噴樁內(nèi)插鋼管補強作為截水及豎向支護構件，并在基坑底被動區(qū)留設土墩。

2.2 支護設計方案

基坑周邊高壓旋噴樁設計樁長15.5m，成樁直徑700mm，樁間距450mm，固化材料宜采用普通硅酸鹽水泥P.O 42.5，水灰比1.0；要求帷幕的滲透系數(shù)小于10-6cm/s[2]。內(nèi)插鋼管時采用鉆機成孔，成孔直徑150mm，無縫鋼管直徑114mm，壁厚不小于3.5mm，孔內(nèi)采用水灰比為0.5的水泥漿灌注。

基坑下部3.2m深度范圍內(nèi)留設土墩，土墩頂寬不小于1.5m，底寬不小于3.0m。土墩留坡坡率不小于1∶0.5，噴素砼防止雨水沖刷。噴射混凝土強度等級C20，噴層厚度80mm，細骨料宜選用中粗砂，含泥量應小于3%；粗骨料宜選用粒徑不大于20mm的級配礫石；水泥與砂石的重量比宜取1∶4，砂率宜取45%，水灰比宜取0.45。

圖1 支護段剖面圖

2.3 支護結構施工

施工順序：放線清障→旋噴樁施工→內(nèi)插鋼管施工→降水井施工→抽水→開挖土方→預留土墩→噴射混凝土面層。

帷幕樁施工，高壓旋噴樁的施工作業(yè)順序應采用隔孔分序方式，相鄰孔噴射注漿的間隔時間不宜小于24h；噴射注漿后，當漿液析水、液面下降時，應進行補漿。高壓噴射注漿的施工偏差：孔位的允許偏差應為50mm，注漿孔垂直度的允許偏差應為1%。

鋼管樁采用鉆機成孔，樁位的允許偏差應為50mm，垂直度的允許偏差應為0.5%，孔底沉渣不大于50mm。鋼管樁孔內(nèi)采用水灰比為0.5的水泥漿填充密實。

基坑上部貼帷幕樁內(nèi)側垂直開挖，下部3.2m留設土墩，土墩頂寬不小于1.5m，坡率不小于1∶0.5，噴射素混凝土面層防止雨水沖刷。噴射作業(yè)分段依次進行，同一分段內(nèi)應自下而上均勻噴射，噴頭與坡面保持垂直，其距離宜為0.6～1.0m，噴射混凝土終凝2h后應根據(jù)氣溫噴水養(yǎng)護5～7天，氣溫低于+5℃時不得噴水養(yǎng)護，應采取保水養(yǎng)護。

3 監(jiān)測

在支護結構施工、基坑開挖及使用過程中進行了基坑監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容包括：基坑坡頂水平位移、豎向位移，周邊地表豎向位移，周邊建筑物位移、傾斜，周邊建筑、地表裂縫，周圍地下管線變形、地下水位等。

根據(jù)監(jiān)測結果，在基坑使用期間，支護結構工作狀況良好，變形輕微，邊坡最大水平、豎向位移均在規(guī)范允許范圍內(nèi)。基坑在開挖、使用過程中一直處于穩(wěn)定、安全狀態(tài)。截止目前該位置地下商城已施工完畢，基坑已回填。

圖2 基坑支護施工現(xiàn)場圖

4 結語

通過在旋噴樁內(nèi)置無縫鋼管的方式來增強旋噴樁體的抗彎能力，在無法施工錨桿(索)結構時，利用被動區(qū)留土本身具有一定強度和抵抗水平變形能力，同時達到止水和控制基坑變形的目的，方便大面積土方開挖，加快施工工期，節(jié)約工程造價。通過實際工程應用對該支護形式的特點及施工技術進行了闡述，為類似基坑支護設計和施工項目提供一定的借鑒。