砾石富水地层基坑桩锚支护及帷幕隔渗技术

李 文

(重庆交通大学土木建筑学院，重庆 400074)

0 引言

砾石地层具有结构松散、渗透系数大等特点，基坑稳定性差，必须合理选用基坑围护结构形式以及止水体系。在圆砾石地层且近接建筑物的条件下，开展深基坑围护体系的应用研究，为今后类似工程的优化设计和合理施工提供参考作用。

1 工程概况

新建的云岭桂园基坑工程位于云南省曲靖市南片区彩云路以北，银屯路以东，由3栋15层～18层主楼和2层～3层裙楼组成(地下1层)，开挖深度4.7 m ～6.5 m，周长379.0 m。基坑周边环境较复杂，东北两面紧挨多栋建筑物(最近距离为7.0 m)，西南两面紧邻道路及人行道(最近距离为3.9 m)，工程总平面布置如图1所示。

基坑影响范围内由地表向下主要地层为:耕植土、素填土、粉土及圆砾等。其中圆砾层厚3.9 m ～30.8 m，平均厚18.82 m，层顶埋深3.1 m～7.4 m，全场区分布。主要由砾石、细砂、粉砂及砾砂组成，砾径以1.0 cm ×1.50 cm ～1.5 cm ×2.5 cm 居多，最大砾径110 mm。砾石占56.59%，砂粒占29.47%，粉粒占3.70%，粘粒占10.20%，松散～密实状，透水性较好。场区地下水属第四系冲洪积圆砾、粉土中孔隙水类型，地下水位埋藏较浅，静止水位为孔口下2.6 m～3.1 m(平均2.85 m)。地下水为潜水类型，水量较大，主要靠大气降水补给和地层间地下水互补以及潇湘河水体补给(距基坑约700 m)。

图1 基坑支护总平面布置图（含监测点）（单位：m）

2 基坑支护及止水方案设计

2.1 基坑支护方案

根据场地周边环境及地质条件，基坑支护方案2—2～5—5，7—7支护剖面具有放坡条件，采用“土钉+挂网喷射混凝土”支护形式，放坡系数1∶0.6，基坑3—3剖面的构造如图2所示。土钉为 φ48钢管，长度为 6.0 m ～12.0 m，竖向排距为 1.5 m ～1.6 m，水平间距1.5 m，入射角度 10°～15°。注浆材料为水泥净浆M10;钢筋网为φ6.5@200 mm×200 mm;喷射混凝土为C20，厚度为80 mm～100 mm。

图2 3—3土钉+挂网喷射混凝土支护

基坑1—1，6—6支护剖面不具备放坡条件，采用“长螺旋钻孔灌注桩+预紧锚杆”支护形式，如图3所示。支护桩:1—1剖面桩长L=9.0 m，桩径 φ =600 mm，桩间距 1.2 m;6—6 剖面桩长L=10.0 m，桩径 φ =600 mm，桩间距1.1 m;桩身混凝土 C25。预应力锚杆:锚杆为φ48钢管，1—1剖面设2道，6—6剖面设3道;入射角度10°～15°，注浆材料为水泥净浆M10。

图3 6—6长螺旋钻孔灌注桩+预紧锚杆支护

2.2 基坑止水方案

降排水方案采用“长螺旋深搅桩止水帷幕+坑内降水井及排水盲沟降排水”组成的降排水系统。止水帷幕为:长螺旋深搅桩相互咬合形成悬挂式止水帷幕，桩长 L=9.0 m～10.0 m，桩径φ=600 mm，桩间距350 mm，桩间咬合搭接250 mm。排水盲沟尺寸:780 mm×500 mm，沿周边每隔35 m设1个集水井，共12口，井深进入基坑底1.0 m，降低水位至基坑底下0.5 m;坑外设置10口观测井，观测井兼作回灌井，井深7.5 m～8.5 m，以进入层圆砾1.5 m以下。

3 基坑施工工艺

“土钉+挂网喷射混凝土”支护采用的施工流程:平整场地→定位放线，确定基坑开挖线、止水桩轴线→定桩位，施工止水帷幕→止水桩施工完成后，土方开挖至第一道土钉下30 cm→机械打入土钉或机械成孔后置土钉，灌浆→挂钢筋网喷射混凝土→第一道土钉施工养护完成以后开挖土方至第二道土钉下30 cm，施工第二道土钉→重复土钉施工，完成后开挖土方至坑底设计标高。

“长螺旋钻孔灌注桩+预紧固锚杆”支护采用的施工流程:平整场地→定位放线，确定支护桩、止水桩轴线→定桩位，先施工止水桩，再施工支护桩，交叉施工降排水系统→人工凿桩头、开挖桩顶冠梁土方，施工桩顶冠梁→桩顶冠梁养护完成以后，土方开挖至第一排锚杆下30 cm，施工第一排锚杆→第一层腰梁施工养护完成以后，张拉锁定第一排锚杆→开挖土方至第二排锚杆下30 cm，施工第二排锚杆→第二层腰梁施工养护完成以后，张拉锁定第二排锚杆→如此往复施工锚杆后开挖土方至坑底设计标高。

4 基坑监控量测

基坑工程观测点布置如图1所示，包括:1)围护墙(边坡)顶部水平位移及沉降监测:设置在基坑壁内侧，按20 m间距沿基坑开挖线方向布置在基坑顶以下0.30 m处;2)周边道路及建筑物沉降监测:基坑边缘以外1倍～2倍开挖深度范围内的道路及建筑物均作为监测对象。监测点设在道路中线及建筑物四角、中点及拐角处。基坑变形监控报警值:相邻建筑物或道路及建筑物沉降累计达到20 mm或单日变形大于3 mm。监测数据显示:北侧房屋最大沉降量为10.1 mm;东侧房屋北面监测点最大沉降量为17.7 mm;西侧公路监测点，最大沉降量为23.9 mm;南侧房屋监测点，最大总沉降量为6.0 mm。可见基坑变形均未超过报警值，位移变化速率相对平稳，保证了基坑的施工安全和周边状况的稳定。

5 结语

综合考虑基坑技术安全、临近建筑物安全、施工工期和工程环境条件等因素，本工程采用的“土钉+挂网喷射混凝土”(放坡)、“长螺旋钻孔灌注桩+预紧锚杆”，再加长螺旋深搅桩止水帷幕的组合体系，达到了设计要求，合理的施工工艺保证了施工质量，保证了基坑的施工安全和周边状况的稳定，使整个工程高质量、快速、低成本顺利竣工。监测数据显示表明本项目采用的复合支护体系可以控制素填土、砂砾石地层中深基坑止水和水平变形，基坑止水达到设计及施工要求，且成本较低，适用于地质条件和周边环境复杂、深度较大的基坑支护中。

［1］ 李路明，周宗义.桩锚支护技术在罗湖司法大厦深基坑支护中的应用［J］.建筑技术，2005(12):40-41.

［2］ 胡玉国.基坑支护工程事故综合分析及对策［J］.辽宁建材，2004(6):76-78.

［3］ 史佩栋.实用桩基工程手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，1999.

［4］ 中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范［M］.北京:中国建筑工业出版社，1995.