濱海沉積地貌區(qū)富水砂層深基坑支護方案設(shè)計

李 超，管云民，管曉琪

（1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650000；2.青島地質(zhì)工程勘察院，山東 青島 266000）

對于地質(zhì)條件復(fù)雜、受地下水不良作用影響較大及周邊道路、建筑、管線等環(huán)境復(fù)雜的深基坑而言，科學(xué)合理的設(shè)計施工具有重要意義。

1 工程概況

1.1 工程基本概況

青島鐵建廣場國際科創(chuàng)總部基地啟動區(qū)一期項目擬建場地位于青島市市北區(qū)傍海中路以西、瑞昌路以北。基坑開挖面積約99 600m2，基底標高約為-6.50～-4.50m，場區(qū)整平標高為5.20～5.50m，基坑開挖深度約10.0～12.00m，支護周長約1 000m，根據(jù)JGJ120-2012《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》，基坑支護結(jié)構(gòu)安全等級為一級。

1.2 地層巖性

擬建場地地層巖性自上而下為：①第四系由全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）：為雜填土，主要成分為建筑垃圾夾少量粘性土及砂土；②全新統(tǒng)海相沉積層（Q4m）：主要為砂土、砂礫土，級配較差，整體粒徑自上而下逐漸增大，淺表局部夾粘性土層；③第四系上更新統(tǒng)陸相洪沖積層（Q3al+pl）：主要為粉質(zhì)粘土，局部夾礫石及少量碎石，干強度高，韌性中等；④中生界白堊系王氏群（K2w）：為下伏基巖，巖性以磚紅色泥巖、砂礫巖為主；⑤白堊系青山群（KqB）：巖性以紫紅色安山巖、砂巖為主；⑥燕山晚期（γ53）：巖性以灰白色、淺肉紅色花崗巖為主。

該基坑工程擬建場地主要巖土層常規(guī)工程性質(zhì)指標見表1。

表1 場地主要巖土層常規(guī)工程性質(zhì)指標

2 工程施工難點

1）施工難度大該工程基坑開挖面積大，開挖深度10～12m，支護長度約1 000m，工程量較大，需合理安排人員和機械。

2）擬建工程周邊環(huán)境相對較復(fù)雜基坑北側(cè)為現(xiàn)有廠房，基坑邊線距廠房約9～12m，其余側(cè)為市政道路，西南側(cè)現(xiàn)存一中石化管線，距基坑約26m，南側(cè)距瑞昌路立交橋約43～60m。場區(qū)周邊需搭建臨時用地，南側(cè)幼兒園、水泵房位置需先行建設(shè)，無放坡空間。故必須對現(xiàn)有臨近建筑及管線進行分析，嚴格控制施工過程中基坑的變形量。

3）受地下水影響較大基坑開挖深度內(nèi)存在滲透系數(shù)大且含水量高的的厚層粉細砂、粗砂層，地下水豐富。雨季泄洪壓力較大，支護需要特別重視，嚴控支護樁和旋噴樁施工質(zhì)量。

3 基坑支護與監(jiān)測

3.1 支護方案

本基坑具有開挖面積較大、開挖深度較深，周邊環(huán)境復(fù)雜，對變形要求嚴格，開挖深度內(nèi)存在滲透系數(shù)大的厚砂層的特點。根據(jù)這些特點，對西側(cè)及西北側(cè)水量大且砂層較厚的位置采用雙排樁支護，對其余側(cè)采用樁錨支護，并根據(jù)具體情況將支護區(qū)劃為8 個支護剖面單元，其支護方案如下（支護平面圖見圖1）。

圖1 基坑支護平面圖

1）1-1 剖面：雙排支護樁?1 200@1 800，高壓旋噴樁?1 100@800，開挖深度約為12.3m。

2）2-2 剖面支護類型：雙排支護樁?1 000@1 500，高壓旋噴樁?1 100@800，開挖深度約為12.3m，一排錨索。

3）3-3 剖面支護類型：雙排支護樁?1 000@1 500，高壓旋噴樁?1 100@800，開挖深度約為9.8m，一排錨索。

4）4-4、5-5 剖面支 護類型：支護樁?800@1200，高壓旋噴樁?1 100@800，2 排錨桿，開挖深度10.80～11.3m。

5）6-6 剖面支護類型：雙排支護樁?1 000@1500，高壓旋噴樁?1 100@800，開挖深度約為11.3m。

6）7-7 剖面支護類型：雙排支護樁?1 000@1500，高壓旋噴樁?1 100@800，開挖深度約為13.0m。

7）8-8 剖面支護類型：支護樁?800@1200，高壓旋噴樁?1 100@800，2 排錨桿，開挖深度約為12.2m。

3.2 地表水、地下水控制體系

本基坑砂層分布較厚，總體水量較大，總體思想是采用“高壓旋噴帷幕止水+坑內(nèi)明排”的方案控制地下水。對于地表水及少量近地表地下水采用“排水+截水”的方法。具體方案為：在坡頂設(shè)置截水墻，防止地表水滲入坑內(nèi)；坡面按5～10m2/個的原則或根據(jù)滲水情況靈活設(shè)置?50PVC 泄水管；在基坑開挖過程中若坑內(nèi)水量較大，則每隔20～25m 設(shè)置1 個集水井，坑底設(shè)置排水溝采用明排方式排水；基坑成型后在基坑側(cè)壁砌筑磚胎膜封閉基坑。

3.3 施工工藝

1）土方開挖土方開挖前應(yīng)在基坑內(nèi)部設(shè)置集水坑，必要時設(shè)置集水井進行預(yù)降水，疏干坑內(nèi)積水，便于土方及支護施工。應(yīng)分層分段開挖，與支護施工配合進行，分層高度與錨桿標高相對應(yīng)，每層開挖深度為土釘（錨桿）下0.50m，每段開挖長度為25～35m，開挖至砂層部位后開挖長度應(yīng)適當減小。

2）帷幕及支護高壓旋噴帷幕需沿基坑周邊全面設(shè)置；支護樁間布置，帷幕樁有效直徑不小于1 100mm；支護樁外排布置間距800mm，其帷幕樁有效直徑不小于1 100mm。采用三重管施工工藝，水泥用量不小于600kg/m。施工前選擇不利部位試樁3 支以確定施工參數(shù)。

3）基坑排水措施基坑側(cè)壁在上層滯水含水層的底板位置局部可能出現(xiàn)少量因降雨、管道漏水形成的殘留滯水，可采用在基坑四周邊坡的含水層底部，插入引流管將隔水層所托之少量殘留滯水引入管井或集水井中排出。

4）地面防滲措施基坑5m 范圍內(nèi)不宜設(shè)置用水點，在基坑四周邊做好地面硬化和排水措施，防止雨水和人工用水的入滲引起邊坡坍塌，截水溝采用磚砌置、水泥鉤縫。

3.4 基坑監(jiān)測

監(jiān)測是實現(xiàn)動態(tài)設(shè)計、信息化施工的重要環(huán)節(jié)，同時也是發(fā)現(xiàn)支護工程事故征兆的最直接手段，施工過程中要加強監(jiān)測及信息反饋工作。

3.4.1 監(jiān)測項目

由于本基坑多臨近建筑及管線，故應(yīng)特別加強周邊建筑物、管線沉降監(jiān)測及水平位移、深層水平位移監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容還應(yīng)包括坡頂水平位移監(jiān)測、坡頂沉降監(jiān)測、錨桿軸力監(jiān)測，地表裂縫、地下水位監(jiān)測等項目，建議根據(jù)現(xiàn)場情況進行環(huán)境地表沉降監(jiān)測、支護樁沖擊成孔對相鄰建筑物的振動速度監(jiān)測等項目。監(jiān)測點平面布置見圖2。

圖2 監(jiān)測點平面布置圖

3.4.2 監(jiān)測周期

基坑開挖前設(shè)置基準點、監(jiān)測點，并記錄監(jiān)測點初始值。自基坑開挖起進行監(jiān)測，在基坑工程施工期間，現(xiàn)場巡檢應(yīng)根據(jù)施工情況每日不定期進行，坡頂水平位移、坡頂沉降的監(jiān)測頻率建議為1～2 次/日，周邊建筑物沉降監(jiān)測宜1～2次/周，預(yù)應(yīng)力錨桿軸力、環(huán)境管線沉降等的監(jiān)測頻度可根據(jù)規(guī)范要求和現(xiàn)場情況確定，變形速率異?；蛴暄毫犹鞖獾葢?yīng)加大監(jiān)測頻度。基坑工程竣工后，若監(jiān)測數(shù)據(jù)較穩(wěn)定可適當減小監(jiān)測頻度。

4 結(jié)論

本文根據(jù)青島鐵建廣場基坑擬建場地的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及周邊環(huán)境條件，對該基坑工程開挖支護和施工方案進行了設(shè)計。

根據(jù)該基坑的特點，將支護段分為10 個剖面單元，建議對西側(cè)及西北側(cè)水量大且砂層較厚的位置采用雙排樁支護，對其余側(cè)采用樁錨支護。地下水控制體系采用“高壓旋噴帷幕止水+坑內(nèi)明排”的方案，地表水控制體系采用“排水+截水”的方案?；邮┕み^程中要嚴格進行監(jiān)測，尤其要加強周邊建筑物、管線沉降監(jiān)測及水平位移、深層水平位移的監(jiān)測。一旦遇到異常情況，一定要及時通知各方，暫停施工，討論制定應(yīng)急處理方案，保證施工安全。