多种支护方式在深基坑工程中综合运用的工程实例

摘 要：深基坑支护的难度随着城市的建设越来越大，然而通过采取放坡、土钉、支护桩、锚索、斜支撑多种支护方式的合理组合，能够处理周边环境复杂，基坑深度变化大等非常规的高难度的深基坑支护，且支护效果良好。

关键词：多种支护方式；深基坑支护；施工问题

中图分类号：TU753 文献标识码：A

随着社会的发展和城市化进程的加快，地下空间的开发及利用日益重要，使得深基坑工程的数量急剧增加。与此同时岩土工程的发展和科技的进步，又促使基坑工程中产生了多种支护形式及施工工艺，以满足大量的、不同需求的工程发展。在倡导绿色节约的大环境下，针对工程特点，合理选择支护方式，在确保基坑安全的前提下，节约资源、降低工程成本就显得越来越突出。

一、目前在城市建设项目中，深基坑工程呈现出以下特点

1.由于场地的限制，基坑的空间形状正向大深度、大面积、不规则性发展。

2.基坑经常在已建或在建的、密集的或紧靠市政设施的建筑群中施工。

3.工程地质条件越来越差。

4.基坑工程施工周期较长，从开挖到完成地面以下的全部工程，需要经历多次降雨、周边堆载、振动等不利因素的多次影响。

二、工程实例

1.工程概况

某工程位于成都剑南大道北段，基坑周长约889m，设1～3F地下室，±0.00相当于绝对标高499.150m，一层地下室开挖深度为8.1m，二层地下室开挖深度为12.05m，三层地下室开挖深度为15.9m，本基坑为由北向南延伸的狭长不规则形状，长宽比约为1∶0.1，基坑深度由南北两端向中部逐层递深。

2.基坑周边环境

本基坑西侧长约359.6m，紧靠成昆铁路铁路桥段，距基坑开挖线约20m，基坑北侧宽约36.4m，为基坑最窄处，成都污水二次处理在建湿地公园环抱基坑西北两侧，基坑东侧长约312.6m，紧靠剑南大道（其下为规划地铁线路），距基坑开挖线约0.6m～10.5m，基坑南侧为一圆弧段，临近另一在建基坑项目，距红线最近处约1.5m。同时本基坑被污水二次处理项目的排水管道环绕基坑一周。

3.场地工程地质条件

场地地基土主要为第四系全新统填土层①（Q4ml）、第四系上更新统冲洪积粘性土、粉土层②和砂卵石层③（Q3al+pl）以及白垩系灌口组（K2g）泥岩层。场地内主要存在3种类型的地下水：局部地段上部填土中的上层滞水，赋存于砂卵石层中的孔隙潜水，赋存于基岩风化带的裂隙水。本场地最高地下水位标高可能达到493.50m。

4.降水工程设计

降水井设计根据基坑不同开挖深度分段设计结果如下（见表1）。

基坑开挖后现场实际情况反映，降水效果满足基础施工需要。

5.基坑支护工程设计

5.1 支护方式的选择

本工程根据基坑特点及周边环境，合理选择了多种支护方式进行组合设计，如图1所示。

（1）基坑南北两面为负一层，周边无建筑物且有一定放坡空间，故设计采用1∶0.7放坡土钉支护。

（2）基坑负二层设计采用锚拉桩支护设一排锚索。

（3）基坑负3层设计采用锚拉桩支护设二排锚索，靠剑南大道侧基坑由于地铁控制线的存在，无法施工锚索，故设计采用斜支撑支护。

（4）在基坑施工过程中，铁路桥下规划的污水二次处理湿地公园项目开始蓄水，减轻湿地公园地下蓄水对基坑的不利影响，同时加强负3层处基坑的稳定性，在基坑外侧离冠梁9m处设置混凝土拉梁，深3m，宽2m，长度与负3层基坑等长，拉梁与冠梁间每隔3根支护桩设置300mm×300mm的钢筋混凝土连梁。拉梁与冠梁有效连接，对该处支护体系起到拉力制约作用。同时深3m的拉梁也有效阻挡了湿地公园向基坑侧的渗水。

5.2 设计施工参数

该项目基坑安全等级定为一级，基坑侧壁重要性系数为1.1，基坑安全使用期限为6个月。基坑顶面荷载取值：基坑边3m范围外，土钉墙段按均布荷载10kN/m2， 支护桩段按均布荷载15kN/m2。

基坑设计岩土工程特性指标建议值见表2。

基坑各分段支护设计施工参数见表3、表4和表5。

（1）桩间支护设计施工参数

护壁桩间土层采用挂网喷射混凝土，喷射细石砼C20，厚度80mm，设置钢筋网φ8@250×250，加强筋φ16@1000×1800～2200，加强筋的横筋与桩身进行植筋连接（不小于15d）。

（2）土钉支护设计施工参数

土钉孔径：D=100mm

土钉成孔：采用专用机械进行钻进成孔100mm

钢筋网布置：φ8@250×250

加强筋：φ14@1500×1400

纵横加强筋与土钉连接并采用∮14钢筋焊接加强

砼强度C20

灌浆水灰比：0.45～0.5

灌浆压力：0.5～1.2MPa

喷射砼厚度：80mm

（3）护壁排水系统设计施工参数

土钉支护及桩间土采用挂网喷射砼，护壁面板需设置泄水孔，间距2.0m×2.5m，对护壁面板出现渗水处应增设泄水孔。对基坑周边围墙范围内（有条件时1.5倍基坑深度范围内），地表进行细石砼C20厚度100mm以上硬化封闭，防止地表水对护壁体系后的土体进行浸泡冲蚀。

5.3 基坑支护施工工序（图2）

6.施工中遇到的问题及解决方法

6.1 问题一

由于施工现场用电量不足，电流不能满足钢筋对焊机的正常用电量，护壁桩主筋闪光对焊的质量参差不齐，这将给支护桩的质量带来重大隐患，故在经过甲方、监理的批准后，采用机械套筒连接，按照每500个连接接头取样一组，经行力学检侧，钢筋机械连接检测结果全部合格，支护桩的质量得到保证。

6.2 问题二

基坑铁路桥下方为污水二次处理湿地公园，且基坑周边环绕有污水处理的进排水管线，管径约1m，部分管线紧贴护壁桩，所以在基坑开挖过程中，基坑周边出现大面积渗水，部分桩间土垮塌，严重影响基坑安全。结合现场实际情况，在原有设计方案基础上，采取了以下加固措施来确保基坑安全。（1）增加泄水孔，在原有泄水孔的基础上加密增多。（2）基坑铁路桥侧增加拉梁，对该侧支护体系产生一个拉约束力，稳定基坑，控制变形。（3）在内支撑支护处，支撑下方增加一排锚索，形成内撑外拉的支护结构，稳定基坑。

6.3 问题三

基坑西南侧，由于基坑边埋置的污水管漏水，在排水管四周回填土空洞连通形成“暗河”，土方开挖过程中，土方边挖边垮，难以施工。经现场分析观察，在基坑外，污水管的外侧，开挖一条深沟，方向与基坑边平行，深1.5m，宽1m，同时在深沟两端安置抽水装置，将多余水抽出，该深沟截断了大部分向基坑内流入的水。

6.4 问题四

由于土体长时间受水浸泡，处于饱和状态，基坑西南侧开挖形成1∶1边坡后，部分土体仍然沿一个滑移面向下缓慢滑动，所以在网喷施工过程中，在边坡上沿垂直于地面方向，向下打入钢管土钉，土钉打穿滑移面后，锚固于下部稳定土体，然后在坡体表面铺设钢筋网片，钢筋网与土钉焊接形成整体后，喷射混凝土支护。该方法使西南侧基坑基本稳定，变形观测数据显示，基坑稳定。

6.5 问题五

由于基坑壁漏水，土方开挖后，部分桩间土垮塌，形成漏洞。施工桩间支护时，使用麻袋装入砂石，将漏洞填实填平后，加密该处护壁钢筋，喷射混凝土面层，最后设置泄水孔。通过该方法，修复了破损的基坑护壁。

6.6 问题六

在施工后期，由于甲方基础图纸设计变动，基坑部分地段加深0.5m。为了抵消因基坑加深所增大的土压力，在保证基础施工工作面的情况下，预留基坑内侧的土体，形成反压力，用来抵消增大的土压力，保持基坑的稳定平衡。

7.变形观测

针对本基坑深度实际情况，结合成都地区的实际地质条件，本基坑支护工程监测项目为地下水位变化和降水对周边环境的影响监测、围护结构的水平位移监测及周边构筑物的沉降观测。测量精度要求达到建筑测量等级二级要求，即观测点测站高差中误差不大于0.50mm，观测点坐标中误差不大于3.0mm。

支护结构水平位移：报警值：30mm，基坑周边地面沉降：报警值：25mm，基坑降水含沙量：报警值：1/2万。

通过甲方委托第三方单位，对基坑经行变形观测，观测数据显示，在基坑正常使用年限内，变形量控制在施工要求范围内，基坑稳定。

结语

随着城市的发展，基坑支护的难度不断提高，然而市场竞争日益激烈。在面对地质条件差，基坑周边环境复杂，基坑形状特殊等，特点鲜明、难度较高的基坑支护时，可根据其基坑特点，结合各种支护方式的优缺点，认真分析，灵活应用，合理配置多种支护方式，从而找到基坑安全与经济的最佳平衡点，在激烈的市场中，体现自身的竞争优势。

参考文献

[1] JGJ/T111-98，建筑与市政降水工程技术规范[S].

[2] JGJ120-2012，建筑基坑支护技术规程[S].