近地鐵結(jié)構(gòu)某基坑支護方案選型

馬海濤 陳麗君

（1.中國人民解放軍91144部隊工程設(shè)計勘察隊工程質(zhì)量監(jiān)督站 青島市 266012 2.河海大學 南京市 210024）

0 引言

在建筑基礎(chǔ)位置根據(jù)基底標高及基礎(chǔ)平面尺寸開挖的土坑叫做基坑，基坑屬于臨時性工程，其目的是為基礎(chǔ)砌筑作業(yè)提供一個空間。基坑分為無支護基坑和有支護基坑，通常將埋深淺、水位低、施工時間短、對鄰近建筑物影響小的無需支護的基坑稱為無支護基坑，將需進行支護的基坑稱為有支護基坑[1-4]。對于有支護基坑可細分為淺坑支護和深坑支護，常見的淺坑支護形式主要有錨拉支撐、斜柱支撐、間斷式水平支撐以及短柱橫隔式支撐等，深坑支護形式主要有土釘墻支護、鋼板樁支護、排樁內(nèi)支撐支護以及地下連續(xù)墻支護等?；又ёo常常受土質(zhì)條件、地下水位以及工程規(guī)模等各種因素的影響，如何選擇合適的支護形式是目前的研究重點。

張榮才[5]根據(jù)施工的實際需求對復雜場地條件下深基坑支護形式和施工方法進行研究。江峻[6]研究了土質(zhì)條件為較大孔隙率和砂礫石場地深基坑支護形式選擇和質(zhì)量控制，并結(jié)合施工過程存在的問題進行改進。江毅等[7]對周大福金融中心基坑支護計算和監(jiān)測資料進行分析，驗證了支護方案的可行性。龔模松等[8]采用地下連續(xù)墻+半逆作法內(nèi)支撐法對西樵紡織科技大廈基坑進行支護，該方案施工效果較為理想，很好地解決了其場地條件受限和地質(zhì)條件差等問題。

某近地鐵結(jié)構(gòu)基坑周長約為312.0m，基底絕對標高為-4.10/-4.60m，基坑開挖深度為8.1～12.60m。經(jīng)多次計算論證，通過方案比選，該工程結(jié)合地質(zhì)條件采用了錨索支護與微型樁垂直支護相結(jié)合的支護方案，施工效果良好，相關(guān)成果可供類似工程參考。

1 平面布置

本項目基坑臨近地鐵，基坑東側(cè)地下室與地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)邊線水平距離僅為11.1m，地下二層底板與地鐵區(qū)間隧道拱頂?shù)呢Q向距離僅為15.7m。項目基坑在距離地鐵結(jié)構(gòu)10m范圍內(nèi)無錨索和錨桿施工進入。項目在靠近地鐵區(qū)間側(cè)基坑爆破施工作業(yè)時，應采取預裂爆破、微差爆破等手段，并在地鐵受影響區(qū)間隧道內(nèi)采用必要的振動監(jiān)測措施，保證施工時傳遞到地鐵結(jié)構(gòu)的爆破振速不超過15mm/s。為保證基坑周圍既有構(gòu)造物的安全性以及經(jīng)濟性，需要采用最優(yōu)的支護設(shè)計方案。

圖1 基坑平面

2 地質(zhì)條件

2.1 巖土層構(gòu)成

根據(jù)勘察資料，擬建場地基坑側(cè)壁及基底以下影響范圍內(nèi)地層主要為素填土、花崗巖風化帶，其巖土物理力學指標見表1，現(xiàn)分述如下：

雜填土廣泛分布于場區(qū)，厚度較小，層厚0.3～2.2m，層底標高5.20～8.25m。雜色、黑色，稍濕，松散-稍密；主要成分由回填碎石、磚塊、素混凝土塊、砂土等組成，部分地段為原建筑物的混凝土地面，部分地段下部以砂土、粘性土為主。據(jù)調(diào)查了解，該層為20世紀50、60年代建廠時人工回填，回填時間較長，已經(jīng)基本完成自重固結(jié)沉降，但該層成分較雜，厚度較小，密實度不均勻。

花崗巖強風化帶主要在場區(qū)北側(cè)發(fā)育，層厚1.6～4.2m，局部地段厚度約4m，層頂標高5.20～8.25m。褐黃色，粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，其主要礦物成分為長石、石英，風化蝕變強烈，裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖芯手搓呈角礫狀。

花崗巖中等風化帶揭露厚度0.7～7.8m，層頂標高1.00～6.65m。淺肉紅色，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分同上，巖石風化中等，節(jié)理裂隙較發(fā)育，一般呈高角度產(chǎn)出，裂隙面一般平直、光滑，面上有黑色氧化物渲染，巖芯多呈碎塊～塊狀，錘擊可碎-不易碎。

花崗巖微風化帶揭露厚度7.5～17.1m，層頂標高-3.07～6.49m。肉紅色，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成份同上。礦物蝕變輕，節(jié)理稍發(fā)育-不發(fā)育，且多為高角度節(jié)理，節(jié)理面緊閉-微張，節(jié)理面多平直、光滑，無充填物。巖芯多呈短柱狀-柱狀，錘擊聲脆，不易碎，巖體完整，整體強度高。

表1 巖土物理力學指標

2.2 地下水條件

場地位于剝蝕緩坡地貌單元，第四系不發(fā)育，地下水類型主要為基巖裂隙水，主要含水層為基巖各風化帶。大氣降水是場區(qū)地下水的主要補給來源，地下水整體流向為由北向南、自東向西?？辈炱陂g為該地區(qū)的豐水前期，鉆孔地下水穩(wěn)定水位埋深1.00～2.00m，水位標高5.60～7.45m。根據(jù)長期水文觀測資料分析，青島地區(qū)年水位變幅約2.0m。

3 基坑支護設(shè)計及分析

3.1 支護結(jié)構(gòu)選型

本次基坑設(shè)計提出了1：0.4邊坡土釘墻以及微型樁垂直支護兩種方案。兩種支護結(jié)構(gòu)形式如圖2～圖5所示。土釘墻支護形式為：面層MC：80mm厚細石混凝土噴射，內(nèi)配φ6.5@200×200鋼筋網(wǎng)；坡頂?shù)孛嫱夥不幚?，防止地表水滲入坡體；土釘豎向位置由豎向間距控制。地下水控制采用明排形式，基坑頂部設(shè)置截水臺，底部設(shè)置排水溝，排水溝尺寸300×300mm，直接挖槽，水泥砂漿抹面；坡面按2.0×2.0布置φ50PVC泄水管，局部滲水量大的部位應適當加密泄水孔。基坑深度12.6m，方案采用微型樁支護；微型樁垂直支護形式為：微型樁采用φ127鋼管，壁厚5mm，樁間距1000mm，樁嵌固深度2.0m；腰梁1采用C30混凝土現(xiàn)澆，腰梁2采用1根16a槽鋼；冠梁尺寸400×400mm，混凝土等級C30，錨索、錨桿及腰梁位置按照標高控制。

圖2 土釘墻支護立面

圖3 土釘墻支護剖面

圖4 微型樁支護立面

圖5 微型樁支護剖面

3.2 方案比選

基坑的支護選擇除了考慮開挖深度、工程地質(zhì)、施工條件，更為重要的是考慮環(huán)境條件，該基坑位于市區(qū)，應盡量減少開挖，保護周圍既有建筑物，通過方案比選，采用微型樁與錨索復合支護的形式，施工工序為：場地平整→控制點及支護結(jié)構(gòu)位置坐標測放→鋼管樁施工→冠梁施工→土方開挖→錨索（桿）施工→腰梁施工→錨索（桿）張拉、鎖定。

4 基坑監(jiān)測

本基坑監(jiān)測等級為一級，根據(jù)規(guī)范的要求，應進行基坑坡頂水平、垂直位移監(jiān)測、周邊建筑物監(jiān)測、錨索軸力監(jiān)測等。基準點應根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置在基坑2倍深度范圍外的穩(wěn)定地面，并妥善保護。變形速率異常應加大監(jiān)測頻度?；颖O(jiān)測頻率和預警值見表2、表3。

表2 基坑監(jiān)測頻率

表3 基坑及支護結(jié)構(gòu)、鄰近建筑物、管線的監(jiān)測報警值

5 結(jié)論

針對某工程基坑進行支護設(shè)計方案比選，考慮到工程靠近地鐵工程，周圍既有建筑物較多，采用微型樁垂直支護與錨索復合支護形式，有效的減少開挖量。微型樁采用φ127鋼管，壁厚5mm，樁間距1000mm，樁嵌固深度2.0m；腰梁1采用C30混凝土現(xiàn)澆，腰梁2采用1根16a槽鋼；冠梁尺寸400×400mm，混凝土等級C30，錨索、錨桿及腰梁位置按照標高控制。該方案施工效果良好，相關(guān)成果可供類似工程參考。