工程項目的基坑支護(hù)降水方案設(shè)計

李良成　趙繼濤　羅浩

摘 要：本項目位于河南省洛陽市瀍河回族區(qū)，北臨九都路，東臨夾馬營路，南臨濱河北路，西臨瀍河?；由疃葹?.0～11.5 m，東側(cè)距離管網(wǎng)較近，其中電信管中線距離東側(cè)坡頂最近約3 m;熱力管線中線距離東側(cè)坡頂最近約5.6 m;給水管道中線距離西南角坡頂最近約9 m;雨水管距離坡頂12 m，其他區(qū)域均比較空曠;水位降深為8.5 m，綜合滲透系數(shù)為120 m/d。通過綜合對比分析，鄰近既有建筑物的區(qū)域采用復(fù)合土釘墻支護(hù)（預(yù)應(yīng)力土釘+微型樁），其他區(qū)域采用土釘墻支護(hù)。降水采用管井降水+明排的方式。目前，該項目已施工并回填完畢，各項監(jiān)測指標(biāo)均滿足規(guī)范的要求，該設(shè)計方案安全、合理、經(jīng)濟(jì)，為以后類似環(huán)境條件的基坑支護(hù)降水提供了寶貴的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)降水;復(fù)合土釘墻;管井降水

中圖分類號：TU753文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2021）31-0107-03

Design of Dewatering Scheme for Foundation Pit Support of

Engineering Project

LI Liangcheng1 ZHAO Jitao1 LUO Hao2

（1. SCIVIC Engineering Corporation， Luoyang Henan 471000;2. China Automobile Zhicheng （Luoyang） Geotechnical Engineering Corporation， Luoyang Henan 471000）

Abstract： This project is located in the Chanhe Hui District of Luoyang City， with Jiudu Road in the north， Jiamaying Road in the east， Binhe North Road in the south， and Qianhe River in the west. The depth of the foundation pit is 9.0 ～ 11.5 m， and the east side is relatively close to the pipe network， and the center line of the telecommunication pipe is about 3 m away from the top of the slope on the east side; the center line of the heating pipeline is approximately 5.6 m away from the top of the slope on the east side; the center line of the water supply pipeline is approximately 9 m away from the top of the southwest corner slope; the rainwater pipe is 12 m away from the top of the slope， and other areas are relatively open; the water level drop is 8.5 m， and the comprehensive permeability coefficient is 120 m/d. Through comprehensive comparative analysis， composite soil nail wall support （prestressed soil nail + micro-pile） is used in the area adjacent to the existing building， and soil nail wall support is used in other areas. The dewatering adopts the method of tube well dewatering + open drainage. At present， the project has been constructed and backfilled， and all monitoring indicators have met the requirements of the specification， the design scheme is safe， reasonable and economical， which provides valuable experience for the support and precipitation of foundation pits under similar environmental conditions in the future.

Keywords： foundation pit support dewatering;composite soil-nailed wall;tube well dewatering

某工程項目位于河南省洛陽市洛瀍河回族區(qū)，北臨九都路，東臨夾馬營路，南臨濱河北路，西臨瀍河，交通便利。其支護(hù)項目的保護(hù)對象為地下車庫（地下2層），該車庫基礎(chǔ)形式采用的是柱下獨基+防水板，基坑?xùn)|側(cè)距離建筑物比較近，其他區(qū)域較空曠。該支護(hù)項目支護(hù)區(qū)域的室內(nèi)地坪±0設(shè)計標(biāo)高為129.5 m，坑底標(biāo)高為118.5 m，基坑深度為9.0～11.5 m。根據(jù)基坑深度和基坑周邊環(huán)境，結(jié)合本地區(qū)類似工程經(jīng)驗，臨近建筑物區(qū)域采用復(fù)合土釘墻支護(hù)（預(yù)應(yīng)力土釘+微型樁），其他區(qū)域采用土釘墻支護(hù)，而降水采用管井降水+明排的方式[1-2]。距坡頂1.5 m的范圍內(nèi)禁止堆載，距離基坑上邊緣1.5～2.0倍基坑深度距離的范圍內(nèi)地面設(shè)計荷載為20 kPa，道路荷載取40 kPa。本基坑邊坡設(shè)計使用期限為12個月[3]。

1 場地巖土工程性質(zhì)

1.1 地形及地貌

已建場地位于洛陽盆地，洛陽盆地是中生代末期形成的北東向斷陷盆地，控制其發(fā)育的構(gòu)造主要有東西向、北東向、北西向三組斷裂構(gòu)造。已建場地地貌單元屬于洛河高河漫灘。

1.2 地層結(jié)構(gòu)

場地上層為厚度不均的雜填土，下伏第四紀(jì)沖、洪積形成的黃土狀粉土，中砂、卵石，區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造呈深部隱伏狀態(tài)，在地表露出不明顯，中更新世以來處于穩(wěn)定狀態(tài)，不存在全新活動斷裂，是對工程建設(shè)場地穩(wěn)定性無影響的非全新活動斷裂。自上而下來看，各土層設(shè)計參數(shù)如表1所示。

1.2.1 第①雜填土（Q₄^ml）。雜色，松散，其由黏性土、磚塊、碎石等建筑垃圾組成，局部含少量耕土，屬近期堆積，未完成自重固結(jié)，該層土分布不均，最大堆積厚度為3.9 m。

1.2.2 第②層黃土狀粉土（Q₄^1al+pl）。黃褐色，稍濕，稍密。局部見少量針、蟲孔，見植物根莖。局部見黏性土及細(xì)砂，細(xì)砂厚度不均，厚度介于0.5～1.2 m。該層土壓縮系數(shù)平均值為0.20 MPa^-1，最大值為0.43 MPa^-1，具中壓縮性。濕陷系數(shù)大于0.015，小于0.030，具輕微濕陷性，自重濕陷系數(shù)小于0.015，不具有自重濕陷性[4]。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗實測平均錘擊數(shù)為7.5擊，修正后7.1擊，層厚0.7～8.1 m。

1.2.3 第③層卵石（Q₄^1al+pl）。雜色，稍密，呈次圓狀、次棱角狀。成分以石英巖、石英砂巖、安山巖為主。卵石含量約為55%，以中細(xì)砂及黏性土充填。不均勻系數(shù)為55.62，曲率系數(shù)為4.88，級配不良。N120動探修正后平均錘擊數(shù)為5.5擊，呈稍密狀。層厚介于0.5～9.8 m。

1.2.4 第③₁層中砂（Q₄^1dl+pl）。雜色，濕，成分以石英、長石等礦物為主，可見云母片。該層呈透鏡體，分布于第③層卵石中。不均勻系數(shù)為5.80，曲率系數(shù)為0.62，級配不良，磨圓度較差。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗實測平均錘擊數(shù)為13.8擊，修正后12.3擊，呈中密狀。層厚為0.3～1.2 m。

1.2.5 第④層卵石（Q₄^1dl+pl）。雜色，稍密-中密，呈次圓狀、次棱角狀。成分以石英巖、石英砂巖、安山巖為主。以中細(xì)砂及黏性土充填。不均勻系數(shù)為46.24，曲率系數(shù)為5.77。N120動力觸探修正后平均錘擊數(shù)為6.7擊，呈中密狀。該層未揭穿，最大揭露厚度為12.0 m。

1.3 地下水

地下水初見水位與穩(wěn)定水位一致，地下水的穩(wěn)定水位埋深在自然地面下4.8～7.4 m，該地下水類型為潛水，含水層主要為卵石層。地下水主要受大氣降水、地下徑流和灌溉水補(bǔ)給，水量豐沛，水位年變化幅度在3 m左右，其地下水的穩(wěn)定水位受洛河水位影響比較大，尤其是洛河橡皮壩的蓄水、放水直接影響地下水位的高低。根據(jù)有關(guān)觀測資料得知，場區(qū)地下歷史的最高水位可達(dá)126.50 m。

2 基坑支護(hù)降水方案設(shè)計

該支護(hù)方案共分為8個類型。

2.1 類型1

基坑深度為10.5 m，采用1.0∶0.6放坡，設(shè)7排土釘。前五排土釘采用HRB400級鋼，直徑20 mm，后二排土釘采用錨管Q235，直徑48mm，壁厚3.5mm;面層混凝土強(qiáng)度等級為C20，厚度100 mm[5]。

2.2 類型2

基坑深度為10.0 m，采用1.0∶0.6放坡，設(shè)7排土釘。前五排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm，后二排土釘采用錨管Q235，直徑48 mm，壁厚3.5 mm;面層混凝土強(qiáng)度等級為C20，厚度100 mm。

2.3 類型3

基坑深度為9.5 m，采用1.0∶0.6放坡，設(shè)6排土釘。前四排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm，后二排土釘采用錨管Q235，直徑48 mm，壁厚3.5 mm;土釘豎向距離均為1.5 m;前四排土釘水平間距為1.5 m，后二排土釘水平間距為1.0 m;土釘長度從上到下分別為6.0 m、7.5 m、9.0 m、6.0 m、4.0 m、3.0 m。面層混凝土強(qiáng)度等級為C20，厚度100 mm。

2.4 類型4

基坑深度為10.0 m，采用1.0∶0.2/0.6放坡。1.0∶0.2坡段設(shè)2排土釘，第一排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm，第二排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑22 mm;1.0∶0.6坡段設(shè)4排土釘，第一排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm，第二排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑22 mm;后二排土釘采用錨管Q235，直徑48 mm，壁厚3.5 mm;面層混凝土強(qiáng)度等級為C20，厚度100 mm。其中兩坡段第二排土釘均施加30 kN預(yù)應(yīng)力，在基坑開挖前打微型樁，并做冠梁，樁長13.5 m，樁徑150 mm，間距1.5 m。

2.5 類型5

基坑深度為10.5 m，采用1.0∶0.2/0.6放坡。其中，1.0∶0.2坡段同類型4;1.0∶0.6坡段設(shè)5排土釘，第一排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;第二排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑22 mm;第三排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;后二排土釘采用錨管Q235，直徑48 mm，壁厚3.5 mm;面層混凝土強(qiáng)度等級為C20，厚度100 mm。其中兩坡段第二排土釘均施加30 kN預(yù)應(yīng)力，在基坑開挖前打微型樁，并做冠梁，樁長13.5 m，樁徑150 mm，間距1.5 m。

2.6 類型6

基坑深度為11.5 m，采用1.0∶0.2/0.6放坡。其中1.0∶0.2坡段同類型4;1.0∶0.6坡段設(shè)6排土釘，第一排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;第二排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑22 mm;第三排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;第四排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;后二排土釘采用錨管Q235，直徑48 mm，壁厚3.5 mm;面層混凝土強(qiáng)度等級為C20，厚度100 mm。其中兩坡段第二排土釘均施加30 kN預(yù)應(yīng)力，在基坑開挖前打微型樁，并做冠梁，樁長13.5 m，樁徑150 mm，間距1.5 m。

2.7 類型7

基坑深度為11.5 m，采用1.0∶0.6放坡，設(shè)8排土釘。第一排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;第二排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑22 mm;第三排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;第四排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑22 mm;第五排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;后三排土釘采用錨管Q235，直徑48 mm，壁厚3.5 mm。面層混凝土強(qiáng)度等級為C20，厚度100 mm。其中第二排土釘和第四排土釘均施加30 kN預(yù)應(yīng)力。

2.8 類型8

基坑深度為11 m，采用1.0∶0.6放坡，設(shè)7排土釘。第一排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;第二排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;第三排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;第四排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;第五排土釘采用HRB400級鋼筋，直徑20 mm;后二排土釘采用錨管Q235，直徑48 mm，壁厚3.5 mm。間距為9.0 m。面層混凝土強(qiáng)度等級為C20，厚度100 mm。

基坑降水深度為8.5 m，基坑按照臨近洛河含水層很大潛水非完整井計算，按環(huán)形井點系統(tǒng)計算，滲透系數(shù)按照120 m/d考慮。經(jīng)計算，單井理論出水能力為2 118.0 m3/d。共需布置降水井224眼，其中基坑的四周布置128眼，基坑內(nèi)布置96眼疏干井，基坑內(nèi)疏干井的數(shù)量可根據(jù)基坑的開挖快慢進(jìn)行相應(yīng)的增減。

3 監(jiān)測結(jié)果分析

根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計方案和相關(guān)的規(guī)范要求，確定本基坑的5項監(jiān)測內(nèi)容，分別是75個位移觀測點（水平和豎向）、12個周邊道路沉降觀測點、9個周邊地表沉降觀測點、9個深層水平位移（測斜）觀測點、5個水位觀測點[6]。監(jiān)測時間共計9個月，監(jiān)測次數(shù)為75次。各項監(jiān)測內(nèi)容的最大變形值均未超過預(yù)警值，如表2所示。

從表2分析可知，變形的最大值均未超過預(yù)警值，變形的最大值和最小值的差值也很小。當(dāng)變形發(fā)生突變時，及時加密監(jiān)測頻率并加強(qiáng)現(xiàn)場巡視檢查，對存在的隱患點提出預(yù)警，能夠很好地指導(dǎo)現(xiàn)場施工。由此可見，對基坑的監(jiān)測是很有效的，達(dá)到了方案要求。監(jiān)測表明，該基坑在整個使用過程中是安全的。

4 結(jié)語

本項目采用的方案設(shè)計不僅安全，還節(jié)約了成本，縮短了工期，為以后類似環(huán)境條件下復(fù)雜的基坑支護(hù)降水設(shè)計積累了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范：GB 50739—2011[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會.基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程：CECS 96：97[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程：JGJ 120—2012[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[4]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑工程安全技術(shù)規(guī)程：JGJ 167—2009[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[5]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（2015年版）：GB 50010—2010[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[6]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50497—2019[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2019.