分段多种支护形式在某基坑支护加固设计中的应用

摘要：在分析考虑某部分垮塌基坑失稳原因的基础上，综合考虑多方面因素后，对不同程度失稳的基坑壁实施分段支护加固设计方案，对类似工程有一定的借鉴作用。

关键词：基坑；失稳原因；支护设计

1 前言

随着经济的发展与人们对居住环境要求的提高，近年来我国的各类建筑和市政工程都得到了飞速发展，高层及多层建筑的地下室、地下商场、地下车库、地铁车站等工程施工都面临基坑工程。在城市周边环境复杂地区进行基坑支护加固设计时或者对已垮塌基坑进行支护加固设计时，不仅应考虑基坑本身的维护问题，还应考虑由此产生的周边环境效应，这样就使得基坑支护设计现阶段在国内外成为了一个技术性的难题。本文介绍某部分垮塌基坑工程，在分析基坑壁失稳原因的基础上，综合考虑多方面因素后对不同程度失稳的基坑壁实施分段支护加固设计方案，取得了良好的支护效果。

2 工程概况

某基坑工程位于长沙市区内，其拟建场地原始地貌单元为湘江冲积11级阶地，地势呈东南高，西北低之趋势。其西北部原为一积水池塘。拟建建筑物有31层，高99m，框剪结构，对差异沉降敏感程度为中等，设地下二层车库及局部人防，基础类型为桩基础。本次基坑支护设计加固部位为拟建场地基坑的北向，紧靠一栋四层的仓库(仅2.5m)，有两级台阶，第一级高8m，局部基坑壁已发生垮塌现象，第二级高1.5m。

3 工程地质及水文地质条件

据钻探揭露，场地第四系覆盖层自上而下依次为第四系；中积层，残积层及下伏第三系泥质粉砂岩。西北部上部淤积一层淤泥质粉质粘土(塘泥)，顶部普遍覆盖一层人工填土。区域范围内所分布的土层及其力学性质如表1所示。

场地内人工填土①层结构松散，属中～强水性地层，其余第四系各地层均为弱～不透水地层。地下水属上层滞水类型，主要赋存于人工填土①中，接受大气降水及地表水补给。场地勘察时测得各孔初见水位埋深为0.20 m～2.80m，混合稳定水位埋深0.20m～1.30m。

根据室内试验，拟建场地地下水对砼结构不具腐蚀性。

4 北向基坑壁垮塌原因分析

在北向基坑壁出现了大小两处不等的局部垮塌现象，较严重处已使得仓库的部分基础外露，在基坑垮塌后己用砂包堆填。

经过现场踏勘及查阅相关资料，综合分析后认为有四个主要原因，导致了北向基坑壁的失稳破坏。

4．1原基坑支护设计方案采用土钉墙支护+放坡(坡角80度)，在对原设计方案进行稳定性分析验算后发现，原设计方案不合理，无法保证基坑壁的稳定性。

4．2基坑局部垮塌部位紧靠四层仓库，仓库下地层为淤泥质粉质粘土，且厚度较厚(最厚处达2.7m)，该层强度低，易触变。

4．3经现场踏勘和调研，发现垮塌部位在施工过程中未严格按设计要求组织施工，基坑开挖与土钉支护施工组织不当，出现上层土钉支护未达到强度就开挖下层土层的情况。

4．4土方开挖时正处于梅雨季节，雨水浸泡土钉墙背面土体，基坑壁土体含水量饱和而增加了土的自重，同时水在土中渗流增加了水动力，给土钉墙造成很大的水土压力，促使了土钉墙的失稳破坏。

5 北向基坑壁支护加固设计方案

为绝对保证基坑北向四层仓库的正常使用及基坑壁稳定，确保施工安全，必须对北向基坑进行支护加固。

采用理正支护设计软件进行支护计算的分析，根据现场实际情况制定了如下支护加固设计方案

5．1基坑北边的东段紧靠四层仓库，其下的淤泥质粉质粘土厚度较BC段小，基坑壁暂未发生垮塌现象，该两段原设计采用两排土钉支护，且土钉间距过稀，无法保证基坑壁的稳定。为确保基坑安全，须加密土钉，采用挂网喷面使原有土钉与加密土钉联结成一个整体共同作用。

5．2基坑北边的中段紧靠四层仓库，由于其下地层为工程性状很差的淤泥质粉质粘土，其厚度较厚(最厚处达2.7m)。目前该段基坑壁已发生严重垮塌，已使得仓库的部分基础外露，已被砂包堆填。该段原设计采用土钉支护，但土钉间距过稀，已被完全拔出，无法保证基坑壁的稳定。为了保证基坑和仓库的安全，防止基坑壁继续垮塌，加固设计时上部采用加长土钉重新支护，下部采用钢管桩加两排锚杆的支护形式，钢管桩嵌入下伏残积粉质粘土≥2.0m，如图2所示。

5．3基坑北边的西段(AB段)紧靠四层仓库，其下的淤泥质粉质粘土较BC段小，部分基坑壁发生垮塌现象，该段原设计采用土钉支护，且土钉间距过稀，只有第一排土钉没有被拔出，无法保证基坑壁的稳定。为了保证基坑和仓库的安全，防止基坑壁继续垮塌，加固设计采用上部加密土钉，下部采用钢管桩加两道锚杆的支护形式，钢管桩嵌入下伏残积粉质粘土≥2.0m，采用挂网喷面使原有第一排土钉与加密土钉联结成一个整体共同作用，如图3所示：

5．4加强排水：把人行道及路面的裂缝用水泥砂浆掺水玻璃嵌缝防雨水渗入；再次加强基坑底部的抽排水，防止雨水浸泡基坑。

6结论

本工程对已垮塌基坑部位根据实际情况采用分段多种支护形式施工，加固施工期间的监测资料结果表明基坑变形在规范允许范围内。因此，该方案的选择是合理的。本基坑的成功施工，对长沙地区类似基坑的支护设计具有一定的借鉴作用。