土岩混合地层基坑支护选型分析

摘要：土岩混合地层基坑在基坑工程中属于较特殊的类型之一。在基坑支护时需根据土岩分布情况及周边环境，采取针对性支护结构，特别是施工的可行性、合理性需重点考虑。本文结合部分深圳基坑工程实例，对该类基坑工程支护选型进行了分析。

关键词：土岩混合；基坑； 竖向锚杆； 土钉墙； 复合土钉墙

中图分类号：P588.23文献标识码：A

引言

随着城市建设在山区地带的广泛开展，越来越多的地下工程面临着复杂的地质条件，特别是在地下室基坑开挖时往往面临着土岩混合地层。此类地层的基坑工程不能按照常见的土层基坑来进行支护，需要特殊情况特殊处理。

深圳属于地貌类型多样化的城市，针对它的主要地貌带有山地地貌带、台地地貌带和海岸地貌带。因此，许多基坑工程在地层组合上属于土岩混合地层。对此类基坑工程，找到安全可行、经济合理的支护方法至关重要。

基坑支护选型分析

根据深圳近年来的土岩混合地层基坑工程的支护设计及施工经验，归纳出以下4种主要支护选型。

（1）坡率法

坡率法，在边坡设计中，如果通过控制边坡的高度和坡度而无须对边坡 进行整体加固就能使边坡达到自身稳定的边坡设计方法，主要应用于周边环境好，没有建（构）筑物及地下管线等影响。在支护时可根据不同地层采用不同坡率。其典型支护方法如图1。

（2）土钉墙、复合土钉墙

土钉墙、复合土钉墙，是一种原位加固土基坑支护技术，它由原位土体、设置在土中的土钉和喷射砼面层组成，主要应用于周边空间放坡不够，土层部分相比基坑深度来说厚度不大，岩层部分相对较厚，且对周边环境影响较小的情况。其典型支护方法如图2。

（3）土层部分采用排桩+锚杆（索），岩层部分采用坡率法

该方法主要应用于土层部分相比基坑深度来说厚度较大，岩层部分厚度相对较小，且对周边环境有一定影响的情况。该方法设置的排桩主要对土层部分进行支护。而岩层部分则根据岩体完整性情况，通过设置岩钉、挂网喷砼等简易方法处理。其典型支护方法如图3。

（4）排桩+桩内竖向锚杆

图1坡率法图2土钉墙

在实际工程中，还会遇到岩层顶面与基坑底面接近的情况。此时，排桩虽能嵌入基坑底一定深度，但按基坑稳定性计算，嵌入基坑底深度在入岩情况下，一般需大于3m，实际施工中排桩入岩深度较大时，难度会较大，特别是基岩为花岗岩之类的硬质岩时，进度慢，成本高。此时，可考虑在接近坑底位置设置锁桩锚杆（索），若无条件施工锚杆（索），如采用内支撑支护结构的基坑，也可考虑在排桩内预留竖向锚杆（索）孔，待排桩施工完后，再在预留孔内施工锚杆（索），将锚固段设置在基坑底稳定岩层中，从而和原排桩共同形成支护结构。其典型支护方法如图4。

图3排桩+锚杆（索）图4排桩+桩内竖向锚杆

工程实例

深圳市某基坑开挖深度约15.00m，安全等级为一级，基坑支护采用排桩+内支撑结构，基坑侧壁为杂填土、含有机质粘土、中粗砂。由于基坑底与中风化花岗岩岩面基本平齐，因此排桩嵌固深度要达到稳定计算要求，则需入坑底岩层中约4m，但考虑施工难度太大，最后采用排桩嵌入坑底2m，排桩施工完后再在排桩预留孔内植入竖向预应力锚杆，每根桩植入4根HRB400，直径32的钢筋锚杆。其支护结构剖面图如下图5。基坑开挖后根据监测结果，桩顶累计水平位移最大约15mm，周边地表沉降最大约20mm，包括其它监测指标均满足一级基坑变形要求。

图5基坑支护剖面图

结语

土岩混合地层基坑作为基坑工程特殊类型之一，在基坑支护设计、施工阶段都需考虑其特殊性。重点要考虑以下几方面。

（1）土岩地层的分布情况，包括厚度、深度，岩石类型，土岩所占比例等。

（2）周边环境条件，主要查明是否有建（构）筑物等，特别是周边是否分布有地铁之类的公共设施、重要的地下管线等。

（3）在满足安全的前提下，尽量减少对岩石的开挖，有排桩的减少入岩量，从而达到工期短、经济合理的目的。

当然，基坑工程受多种因素影响，特别是地下不确定性因素较大。在基坑设计、施工中还需具体工程具体分析，结合工程经验找到最佳的支护选型。

参考文献：

[1] 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012，中华人民共和国行业标准.

[2] 《深圳市基坑支护技术规范》SJG05-2011，深圳市标准.

[3] 吴燕开，牛斌.   土岩组合地层深基坑支护技术实例探讨[J].山东科技大学学报，2013.08，Vol .32 No.4.

[4] 祝文化, 刘毅, 夏元友等；土岩基坑开挖变形相关因素与规律[J].武汉理工大学学报，2012.05.