珠海某軟土基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型

姜照容 于志偉

廣東省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì) 廣東 珠海 519000

1 支護(hù)選型

根據(jù)基坑挖深、基坑周邊環(huán)境和場(chǎng)地地層分布等情況，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型如下：基坑西側(cè)采用坡頂放坡+鉆孔灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索+坑底水泥土攪拌樁加固，主要分布于基坑A區(qū)域西側(cè)。基坑A區(qū)北側(cè)采用鉆孔灌注樁+鋼管斜拋撐+坑底雙管高壓旋噴樁加固（預(yù)留反壓土臺(tái)）?；覤區(qū)西北側(cè)、北側(cè)及東北側(cè)采用鉆孔灌注樁+鋼筋混凝土內(nèi)支撐+坑底水泥土攪拌樁或雙管高壓旋噴樁加固?；覤區(qū)二層地下室南側(cè)采用預(yù)制管樁+預(yù)應(yīng)力錨索+坑底水泥土攪拌樁加固。基坑C區(qū)東側(cè)、南側(cè)與D區(qū)南側(cè)、西側(cè)采用坡頂放坡+預(yù)制管樁+預(yù)應(yīng)力錨索+坑底水泥土攪拌樁或雙管高壓旋噴樁加固。各區(qū)交界處（擬建市政道路）擬進(jìn)行降標(biāo)高后放坡開挖。

2 周邊建筑物、管網(wǎng)分布情況

據(jù)初步調(diào)查，本基坑周邊管網(wǎng)及建筑物分布情況如下：第一，基坑南側(cè)用地紅線與地下室輪廓線距離約12.0m，用地紅線附近見較多管線（含電力、電信、雨水、污水、高壓線等），基坑施工時(shí)應(yīng)采取保護(hù)措施，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行遷移或采取避讓措施。第二：基坑?xùn)|側(cè)路牙與地下室輪廓線距離約10.0m，用地紅線附近見較多管線（含電力、電信、雨水、污水、高壓線等），基坑施工時(shí)應(yīng)采取保護(hù)措施，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行遷移或采取避讓措施。第三，基坑北側(cè)為在建市政道路，市政道路下設(shè)綜合管廊，綜合管廊距用地紅線8.0~14.0m，用地紅線與地下室輪廓線距離約5.0m。用地紅線附近見高壓線分布，基坑施工時(shí)應(yīng)采取保護(hù)措施，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行遷移或采取避讓措施。第四：基坑西側(cè)路牙與地下室輪廓線距離約15.0m，用地紅線附近見高壓線分布，基坑施工時(shí)應(yīng)采取保護(hù)措施，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行遷移或采取避讓措施[1]。

3 場(chǎng)地地質(zhì)、水文條件

根據(jù)本場(chǎng)地的巖土工程勘察報(bào)告（共布置鉆孔59個(gè)），本場(chǎng)地對(duì)基坑開挖影響的上部地層包括：

3.1 人工填土層（Q4ml）

3.1.1 素填土 層號(hào)（①1）

黃褐色,主要由花崗巖風(fēng)化土、石英質(zhì)細(xì)砂回填而成,局部含碎石,碎石含量為10-15%,塊徑5-10cm,很濕,欠壓實(shí)，堆填時(shí)間約4-6年。場(chǎng)地大部分鉆孔均有揭露，層厚0.30～13.80m，平均厚度3.87m，厚度變化較大，層底標(biāo)高-8.43～3.11m。

3.1.2 塊石填土 層號(hào)（①2）

黃褐色,主要由花崗巖風(fēng)化土及其塊石、石英質(zhì)細(xì)砂回填而成,塊石含量為40-55%,塊徑20-30cm,很濕,欠壓實(shí)，堆填時(shí)間約6年。該層于場(chǎng)地部分鉆孔有揭露，層厚1.30～6.50m，平均厚度3.16m，層底標(biāo)高-5.48～2.25m。

3.1.3 沖填土 層號(hào)（①3）

灰黃色，主要為石英質(zhì)粉細(xì)砂沖填而成，含少量石塊，粒徑5～15mm，飽和，松散。該層于場(chǎng)地共8個(gè)鉆孔有揭露，層厚2.20～5.70m，平均厚度3.29m，層底標(biāo)高-3.29～0.11m。

3.2 海陸交互相沉積層（Q4mc）

3.2.1 淤泥 層號(hào)（②1）

該層以淤泥為主，深灰、灰黑色，巖芯呈泥柱狀，質(zhì)較純，手捏較滑膩，飽和，流塑。

該層于場(chǎng)地所有鉆孔均有揭露，層厚4.6～25.60m，平均厚度15.26m，層底標(biāo)高-25.00～-8.74m。

3.2.2 粉質(zhì)粘土 層號(hào)（②2）

灰黃、褐紅，刀切面較光滑，質(zhì)較純，含5～10%的石英砂粒,韌性及干強(qiáng)度中等，無(wú)搖震反應(yīng)，濕～很濕，可塑。該層于場(chǎng)地所有鉆孔均有揭露，層厚1.90～27.40m，平均厚度12.43m，層底標(biāo)高-46.50～-14.73m。

3.2.3 淤泥質(zhì)土 層號(hào)（②3）

深灰黑色，巖芯呈泥柱狀，直立易倒，質(zhì)較純，手捏較滑膩，局部巖芯斷面夾薄層粉砂，飽和，流塑為主，局部軟塑。該層于場(chǎng)地分布普遍，有36個(gè)鉆孔揭露有該層，層厚1.30～10.10m，平均厚度4.58m，層底標(biāo)高-53.70～-18.53m。

3.2.4 粉質(zhì)粘土 層號(hào)(②4)

灰黃、褐黃色，刀切面較光滑，質(zhì)較純，韌性及干強(qiáng)度中等，無(wú)搖震反應(yīng)，濕～很濕，可塑。

該層于場(chǎng)地分布普遍，有40個(gè)鉆孔均有揭露，層厚1.80～23.40m，平均厚度8.00m，層底標(biāo)高-55.78～-28.85m。

3.2.5 粗砂 層號(hào)（②5）

巖性粗砂為主，局部為細(xì)砂、礫砂，粗砂含量21.4～61.0%，平均46.3%，灰褐、灰黃色為主，顆粒礦物成份主要為石英和長(zhǎng)石，次棱角狀，含5～15%的粘粒，級(jí)配較好，分選性較差，中密狀，飽和。該層于場(chǎng)地分布一般，有27個(gè)鉆孔揭露該層，層厚1.50～20.10m，平均厚度6.95m，層底標(biāo)高-64.30～-33.33。

4 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及施工參數(shù)

4.1 雙管旋噴樁施工

旋噴樁樁徑為800mm,采用PO42.5R普通硅酸鹽水泥作為加固體。水泥摻量不小于280kg/m；水灰比為0.9-1.1，提升速度不大于15cm/min。旋噴樁應(yīng)進(jìn)行機(jī)械預(yù)引孔后施工，高壓噴壓力不小于30MPa，空氣壓力不小于0.7MPa。雙管旋噴樁施工前應(yīng)于場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行不少于3根試樁，根據(jù)試樁結(jié)果確定能滿足設(shè)計(jì)樁徑的施工工藝參數(shù)。雙管旋噴樁用于樁間止水帷幕，應(yīng)在支護(hù)樁施工完成，且挖出支護(hù)樁樁頭后方可對(duì)正孔位施工，雙管高壓旋噴樁在塊石填土層段施工應(yīng)先采用鉆機(jī)引孔[2]。

4.2 鉆孔灌注樁施工

（1）鉆孔樁應(yīng)采取跳樁施工，且應(yīng)在砼灌注完成24h后方可進(jìn)行鄰樁成孔施工，相鄰兩樁不得同時(shí)施工。（2）鉆孔樁垂直度偏差≤0.5%，樁位偏差不宜超過(guò)50mm。（3）鋼筋籠主筋保護(hù)層50mm，主筋接長(zhǎng)可采用焊接，但同一截面接頭面積不應(yīng)大于50%。（4）砼灌注前應(yīng)進(jìn)行清孔，樁撐支護(hù)支護(hù)樁孔底沉渣厚度不大于150mm，樁錨支護(hù)支護(hù)樁孔底沉渣厚度不大于100mm，立柱樁孔底沉渣厚度不大于50mm。（5）在冠梁施工前，應(yīng)將樁頂浮漿鑿除清洗干凈。（6）鉆孔樁樁身砼強(qiáng)度等級(jí)為水下砼C30。（7）鉆孔樁主筋均為HRB400級(jí)鋼筋，箍筋及加勁筋為HPB300級(jí)鋼筋。（8）鉆孔樁樁頂冠梁施工完成后，待砼達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上后，方可進(jìn)行土方開挖。（9）直徑為φ800鉆孔樁應(yīng)埋設(shè)長(zhǎng)護(hù)筒進(jìn)行鉆孔施工，以確保樁身質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，埋設(shè)護(hù)筒長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。

4.3 可回收預(yù)應(yīng)力錨索施工

本圖中錨索均為機(jī)械可回收預(yù)應(yīng)力錨索，錨索回收率為100%。錨索采用7φ5鋼絞線，單束鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為fak=1860MPa。圖中標(biāo)注的錨束數(shù)為計(jì)算受力所需數(shù)量，不包括用于可回收不受力的鋼絞線。錨索施工采用機(jī)械成孔，全套管跟管鉆進(jìn)工藝，自由段成孔直徑φ150mm。

錨索錨固段需采用端部擴(kuò)大頭錨索施工工藝，擴(kuò)大頭采用單管旋噴擴(kuò)孔法施工，擴(kuò)孔有效直徑不小于500mm；旋噴提管速度不大于25cm/min，注漿壓力不小于20MPa，每米水泥用量不少于350kg，擴(kuò)大頭段實(shí)際施工效果按錨索抗拔承載力試驗(yàn)檢測(cè)成果衡量。錨固非擴(kuò)大頭段成孔直徑為φ150mm，采用二次高壓注漿工藝，一次常壓注漿至孔口溢漿即停止注漿，二次高壓注漿壓力宜控制在2.0~5.0MPa左右，二次注漿時(shí)間可在一次注漿6～8小時(shí)后進(jìn)行，或在水泥強(qiáng)度達(dá)到5.0MPa時(shí)進(jìn)行。錨索注漿材料為42.5R普通硅酸鹽水泥外加0.03%三乙醇胺做為早強(qiáng)劑，錨固擴(kuò)大頭段水灰比1:1，非擴(kuò)大頭段水灰比為（0.45～0.55）：1。錨固體強(qiáng)度于15MPa后（一般加早強(qiáng)劑注漿后15天）方可進(jìn)行張拉鎖定。每根錨索均應(yīng)按抗拔力標(biāo)準(zhǔn)值的1.1倍進(jìn)行預(yù)張拉，然后卸荷至鎖定荷載進(jìn)行鎖定。錨索定位偏差不大于10cm。錨索施工傾角偏差不大于3°。本場(chǎng)地預(yù)應(yīng)力錨索施工超出紅線范圍需征得相關(guān)用地單位許可。施工錨索前應(yīng)確定周邊是否有地下障礙物,如有障礙物施工應(yīng)有具體處理措施。由于上部填土中存在一定的石塊，在施工前應(yīng)進(jìn)行清障或進(jìn)行引孔施工。錨索施工前應(yīng)進(jìn)行抗拔力試驗(yàn)，以保證錨索能滿足設(shè)計(jì)要求。錨索驗(yàn)收試驗(yàn)最大試驗(yàn)荷載取錨索軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值的1.3倍，并提供相關(guān)資料給設(shè)計(jì)單位，為后期錨索的施工提供合理依據(jù)。試驗(yàn)錨索數(shù)量為支護(hù)剖面不少于2根，基本試驗(yàn)內(nèi)容參考《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行[3]。

4.4 內(nèi)支撐施工

各支撐梁及冠梁、腰梁均采用C30鋼筋混凝土梁，支撐立柱為邊長(zhǎng)500mm鋼構(gòu)柱，立柱樁直徑為φ1000mm，鋼構(gòu)立柱深入灌注樁不小于3.0m。支撐梁底應(yīng)設(shè)墊層及加固措施，防止砼澆筑后梁底地基下沉產(chǎn)生沉降變形。內(nèi)支撐的施工偏差應(yīng)符合下列要求：1）支撐標(biāo)高的允許偏差應(yīng)為30mm；2）支撐水平位置的允許偏差應(yīng)為30mm；3）臨時(shí)立柱平面位置的允許偏差應(yīng)為50mm，垂直度的允許偏差應(yīng)為1/150。基坑內(nèi)鋼筋混凝土內(nèi)支撐建議采用切割法施工如考慮爆破拆除，可在澆搗時(shí)預(yù)埋塑料管，拆除時(shí)在塑料管中裝填炸藥爆破。埋管可采用硬脂塑料管，直徑約40mm，長(zhǎng)度宜為構(gòu)件高度的2/3，沿構(gòu)件中心線埋設(shè)，管距宜為構(gòu)件寬度的1/2?；釉谥瘟喝渴┕ね戤吳覐?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值90%才能進(jìn)行下部土方開挖，土方開挖應(yīng)注意對(duì)支撐梁及工程樁的保護(hù)。

4.5 掛網(wǎng)噴射砼施工

坡頂放坡坡面及樁間直立面φ6鋼筋網(wǎng)，其中放坡面網(wǎng)格密度為150mm×150mm，樁間直立面網(wǎng)格密度為200mm×200mm，搭接長(zhǎng)度不少于150mm，網(wǎng)間支錨點(diǎn)處設(shè)縱橫加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋直徑φ16mm，通長(zhǎng)設(shè)置。坡面和樁間噴射砼面層厚度均為80mm，砼強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為C20，噴射砼養(yǎng)護(hù)期不少于7天。

4.6 截、排水溝及泄水管施工

基坑周圍坡頂、放坡平臺(tái)和坡底分別設(shè)置截、排水溝，截、排水溝尺寸350mm×350mm×400mm（頂寬×底寬×高）；基坑四周沿截、排水溝設(shè)置集水井，尺寸為1000mm×1000mm×1000mm；坡底排水溝距坑邊距離為500mm，可根據(jù)承臺(tái)分布情況做適當(dāng)調(diào)整；基坑坡頂截水溝及基坑內(nèi)積水需通過(guò)沉砂池后方可排入附近市政排水溝內(nèi)。泄水管作法：采用50PVC管，長(zhǎng)80cm，穿梅花狀小孔5@30，外包兩層尼龍網(wǎng)。泄水管水平間距為2000mm。

4.7 坑內(nèi)降水工程施工要求

由于基坑坑內(nèi)排水量較大,故管井施工及疏干排水工作必須提前進(jìn)行,且應(yīng)保持連續(xù)供電抽水?；咏邓砂幢緢D要求進(jìn)行布置，施工方亦可根據(jù)場(chǎng)地要求及開挖條件做適當(dāng)調(diào)整。如場(chǎng)區(qū)地質(zhì)情況發(fā)生變化,應(yīng)考慮變更基坑降水措施。降水井需進(jìn)行保護(hù)，開挖基坑時(shí)不得受損壞，井中不得掉入雜物，以免影響降水效果。距井口一定深度用粘土封口，防止地表水灌入。濾料形狀宜用圓形、亞圓形，不應(yīng)用棱角狀石碴料和風(fēng)化料，嚴(yán)禁用粘土巖，泥灰?guī)r等軟質(zhì)巖石。并保證不均勻系數(shù)小于2。管井安裝后應(yīng)立即進(jìn)行洗井，可用空壓機(jī)自上而下洗至水清、井底不存在泥砂為止。降水過(guò)程中，應(yīng)定期取樣測(cè)試含砂量，保證含砂量不大于0.5‰。土方開挖進(jìn)程中，挖土機(jī)嚴(yán)禁碰撞井身。本工程疏干降水施工以滿足土方開挖即可，嚴(yán)禁過(guò)度抽水影響周邊道路安全。

4.8 坑底換填土施工要求

基坑坑底為軟土層區(qū)域可根據(jù)施工需要對(duì)坑底1.2m深度范圍內(nèi)采用砂性土和石粉對(duì)軟土進(jìn)行換填，換填應(yīng)注意以下事項(xiàng)：第一，坑邊換填范圍參照?qǐng)DDHSJ-08。第二，任何需超挖換填區(qū)，超挖前必須征得基坑支護(hù)設(shè)計(jì)單位許可，并復(fù)核主基坑安全穩(wěn)定后方可進(jìn)行，不得盲目施工。第二，超挖換填應(yīng)采取隨挖隨填或擠淤法施工，嚴(yán)禁超挖后長(zhǎng)時(shí)間晾置不換。未盡事應(yīng)參考相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

4.9 其他施工要求

基坑開挖與支護(hù)前應(yīng)對(duì)基坑坡頂5m范圍內(nèi)（或至圍墻邊）地面采用素砼進(jìn)行硬化處理，硬化厚度不小50mm。

5 基坑開挖技術(shù)要求和應(yīng)急預(yù)案

基坑支護(hù)樁冠梁以下預(yù)留土臺(tái)土方必須在基坑中部底板完成后施工鋼支撐后方可進(jìn)行分層分段開挖?；佑倌嘬浲翆用繉油练礁叨炔淮笥?.0m，其他層每層土方高度不大于2.0m，分段長(zhǎng)度不大于20m，各分段間應(yīng)間隔15m以上，在兩端取土完成后且基坑變形穩(wěn)定，變形數(shù)據(jù)無(wú)異常條件下再開挖段間預(yù)留土。土方開挖過(guò)程中禁止對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成任何損壞?；痈鞫纹马斒褂煤奢d（詳見監(jiān)測(cè)點(diǎn)、排水點(diǎn)及出土口布置平面圖）不得超過(guò)荷載要求的荷載值。 基坑開挖過(guò)程中必須加強(qiáng)坡（樁）頂水平位移及周邊地面沉降監(jiān)測(cè)，若發(fā)現(xiàn)坡頂位移偏大，應(yīng)立即查找原因，并采取相應(yīng)措施，緊急情況可進(jìn)行坑底土方回填，如出現(xiàn)基坑側(cè)壁出現(xiàn)滲漏，需及時(shí)采取堵漏措施，必要時(shí)對(duì)坡后土體采用旋噴注漿加固?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)常備足夠數(shù)量的砂袋，隨時(shí)準(zhǔn)備壘筑砂包，進(jìn)行必要的輔助支擋，配備專人對(duì)基坑進(jìn)行巡察。坑底隆起應(yīng)急預(yù)案：發(fā)現(xiàn)坑底隆起跡象，應(yīng)立即停止開挖，并應(yīng)立即加設(shè)基坑外沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，增加監(jiān)測(cè)頻率，實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。若坑底隆起范圍和坑底隆起值在可控的范圍內(nèi)，采用石子草包增加上部荷載；或采用旋噴注漿或雙液注漿等注漿加固形式，增強(qiáng)基坑土體的自穩(wěn)性?；踊兹媛∑?，且不可控時(shí)，采用回填土或回填混凝土進(jìn)行反壓，直至基坑外沉降趨勢(shì)收斂方可停止回填。然后分析原因制定有效的技術(shù)措施進(jìn)行基坑處理?；娱_挖至坑底標(biāo)高后應(yīng)盡快澆筑墊層，使坑底土層封閉，防止坑底土上隆?；幼蚤_挖起暴露時(shí)間不得超過(guò)18個(gè)月，否則應(yīng)通知設(shè)計(jì)單位對(duì)基坑安全性評(píng)價(jià)是否需要對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)另行加固。

6 總結(jié)

本基坑已于2020年8月開始進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，支護(hù)結(jié)構(gòu)施工高效有序，目前已完成了大部分區(qū)域地下室底板的澆筑。土方開挖過(guò)程中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形均在報(bào)警值范圍內(nèi)，充分證明本項(xiàng)目的支護(hù)結(jié)構(gòu)選型是有效、可靠的。