基坑支护工程勘察实例分析

2013-11-19黄以光

科技致富向导 2013年19期

黄以光

【摘要】本文结合工程实例，在对某房地产建筑施工项目进行岩土工程勘察过程中，查明了工程地质和水文地质特征，为该项目基础的设计和施工提供了详细的地质资料，并对基础型式和深基坑开挖与支护提出了有效的设计和施工的建议。

【关键词】工程地质；水文地质；基坑开挖；基坑支护；地层结构

0.前言

基坑支护工程勘察的目的是了解清楚工程项目范围的地质情况，为合理进行基坑支护工程的设计、施工、监理、监测等提供地质依据。一般情况下，勘察范围为沿基坑周边；条件许可时，可在基坑开挖深度1～2倍的基坑外围补充必要勘察点。勘察点间距为15～30m；当相邻钻孔间地质变化较大时，可适当加密勘察点间距。勘察点的钻孔深度必须大于基坑深度，至于钻孔深度的终孔标准是以入岩多少米，或基坑深度几倍，或穿过透水层甚至软土层等等，应根据具体地质情况、周边环境情况及基坑设计单位要求确定。本文结合工程实例，在对某房地产建筑施工项目进行岩土工程勘察过程中，查明了工程地质和水文地质特征，为该项目建筑基础的设计和施工提供了详细的地质资料，对基础型式和深基坑开挖与支护提出了有效的设计和施工的建议，并已被设计单位采纳和使用。

1.工程概况

该项目楼群长224.673m，宽35.4～44.9m，总面积11179m2。在场地内拟建16～29层高楼，裙楼为4层商场，设地下车库3层。地面设计标高为3.00m（±0.00），地下室底板深度15m，标高为-12.0m。本工程拟采用桩基础，钢筋混凝土框架结构，地下车库采用钢筋混凝土剪力墙结构。

2.工程地质及水文地质

2.1地层结构

（1）第四系人工填土层（Qml）素填土①：厚度0.90～3.30m，顶板标高为1.17～2.13m。以素填土为主，局部为杂填土，由灰褐色砂土和粘性土组成，含少量碎石、砖块，稍压实。

（2）第四系三角洲海陆交互相冲淤积层（Qmc）淤泥质土②：局部分布。厚度0.60～7.00m，顶板标高-1.76～0.75m。灰色、深灰色，流塑，含少量粉砂，含腐殖质，味臭，属高压缩性软弱土层，钻探施工中具缩孔现象。

粉质粘土③：厚度1.50～11.10m，顶板标高-6.80～0.43m。灰黄色、浅灰色，软塑～可塑，具强粘性。

粉砂、细砂④：分布广泛，是场地内第四系中主要的砂土层，厚度5.6～18.9m，顶板标高-11.84～-4.16m。褐黄色、灰黄色，以粉砂为主，细砂次之，分选性较好，中密，局部稍密，饱和。

中砂、粗砂⑤：层位不稳定，呈透镜状，横向上可迅速尖灭。厚度1.3～9.6m，顶板标高-23.03～-14.76m。褐黄色、灰黄色、浅灰色，密实，饱和，分选性差。

（3）第四系残积土层（Qel）残积土⑥：场地内该层不发育，仅部分钻孔揭露到该层，厚度0.8～4.3m，顶板标高-26.37～-21.49m。由泥岩、粉砂质泥岩风化成粉质粘土。砖红色、灰黄色，硬塑，略具粘性。

（4）下第三系古新统～始新统布心组（E1-2b）、白垩系上统大塱山组（K2d）强风化基岩（W3）⑦：分布全区，风化带结构变化复杂。厚0.80～15.90m，顶板标高-41.75～-22.15m。岩性种类较多，有泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、长石砂岩、基性火山凝灰岩及含钙质泥岩。褐红色、紫红色、青灰色、灰色，半岩半土状，岩质软，岩芯土柱状，易折断，可捏碎，下部常夹中风化岩块。

中风化基岩（W2）⑧：大部分钻孔揭露到该层，岩层结构变化复杂，厚度变化大，约0.5～22.8m，顶板标高-39.79～-24.18m。岩性有白垩系上统大塱山组（K2d）褐红色、紫红色中～厚层状泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹基岩火山凝灰岩；有下第三系古新统～始新统布心组（E1-2b）灰色薄层状含钙质泥岩，岩芯呈碎块状、短柱状，取芯率比较低，在断裂破碎带附近，中风化带基岩常与强风化带基岩交互出现，也常夹微风化岩块。

微风化带基岩（W1）⑨：场地西部大部分钻孔揭露该层，场地东部部分钻孔揭露深度达50m尚未钻遇该层。厚度1.1～11.74m，顶板标高-47.17～-24.68m。岩石或多或少都含钙质，滴酸微弱起泡，岩芯柱状、短柱状，局部碎块状，取芯率较好，其上部偶夹中风化或强风化岩层（钻孔柱状图上有写明层位），确定钻（冲）孔灌注桩持力层时，需做超前钻为宜。

2.2场地的水文地质

勘察工作进行期间，正逢夏季，炎热潮湿，雨量充沛，其稳定水位深度变化在地面下0.00～0.90m之间。地下水类型可分为人工填土层中之潜水、第四系砂土层中之微承压孔隙水和基岩中之微承压裂隙水。地下水补给来自大气降水和附近沟渠水渗透补给；排泄方式为旱季蒸发及向下渗透。地下水位受季节、天气影响而变化。地下水对钢筋混凝土的腐蚀性分析：场地环境类别为Ⅱ类，受环境类型影响或受地层渗透性影响，场地内的地下水对砼结构无腐蚀性，地下水对砼结构中的钢筋亦无腐蚀性，但对外露钢结构具有弱腐蚀性。

3.基础型式的分析及评价

场地内建筑物宜采用钻（冲）孔灌注桩基础，建议以下几点：

（1）场地西部25F高楼的微风化基岩完整性较好，强度较高，可选用微风化基岩为桩端持力层，建议按公式Ra=qpaAp+up∑qsiali计算单桩竖向承载力特征值。估算单桩承载力的参数详见表1。

表1 岩土层物理力学数据表

（2）场地中部微风化基岩不但埋藏深，而且强、中、微风化带基岩变化复杂，软硬交替出现，桩的位置建议做超前钻进一步探明桩端基岩的完整性及强度。

（3）场地东部钻孔深度达52.1m，尚未遇到稳定的微风化基岩，可采用摩擦型桩基础，但建议楼房设计时从建筑物结构形式上采用有效的措施。

（4）本期钻探为雨季施工，连降大雨、暴雨，地面大面积积水，填土层中之潜水与地面积水相通，建议基坑抗浮的地下水位可按现地面以下0.5m设计，并采用有效的抗拔桩。

（5）场地内设3层地下车库，地下室底板埋深15m，即标高-12.0m，属深基坑，其长度225m，宽35.4～44.9m，基坑规模较大，建议采用?1.0m钻孔桩做基坑围护挡土桩，桩长应穿透第四系土层，桩端进入基岩约0.5～1.0m为宜；在挡土桩的外围采用2～3层旋喷桩做为截水桩，桩长必须穿透砂土层，桩端进入残积土层或基岩一定的深度；基坑围护结构采用内撑式支护。

（6）基坑内外采用井点式降水，基坑内按10～15m距离布井，基坑外围应适当布设一定数量的降水井，尽量减小基坑内外的水头压力差。

（7）基坑外围边缘附近禁止载重车辆通行，禁止堆放砂土及建筑材料，支护结构设计应考虑周边公路活载荷的影响。

（8）基坑外围设置监测点，监视观测地面路面的变形、开裂情况，以便及时采用有效的应急措施。

4.基坑开挖与支护分析评价

场地内地面设计±0.00标高为3.00m，设三层地下车库，底板深度15m，即车库底板标高为-12.0m，属深基坑。基坑长225m，宽35.4～44.9m，基坑规模较大。

场地内第四系厚度21.0～25.7m，由人工填土层、淤泥、淤泥质土、粉质粘土及粉细砂、中粗砂组成，场地土类型为中软土，场地类别为Ⅱ类。场地内含水层主要为第4层粉细砂（厚度5.6～18.9m）和第5层中粗砂（厚度1.3～9.6m）。这些砂层属三角洲海陆交互相侧向加积层，其分布范围广、厚度大，孔隙度高，含水量十分丰富。

综合上述岩土层地质条件、水文地质条件、基坑开挖深度及规模和基坑周围地下管线的复杂程度，场地内基坑划分为复杂等级，安全等级为一级。

（1）采用?1.0m钻孔桩做为挡土桩，桩长必须穿过第四系土层，桩端进入基岩0.5～1.0m深度。

（2）在挡土桩的外围采用2～3层旋喷桩做为截水桩，桩长必须穿透砂层，桩端进入残积层或基岩一定的深度，旋喷桩必须搭接良好，截水严密，力求基坑降水、开挖时不漏水，不漏砂。

（3）基坑围护结构采用内撑式支护。

（4）基坑内采用井点式降水，按10～15m距离布井，基坑外围应适当布置一定数量的降水井，尽量减小基坑内外的水头压力差。

（5）选择具有资质和施工经验的单位承担本项目建设任务，确保施工质量和施工安全。

（6）场地周边公路交通繁忙，超重超流量的汽车行驶将或多或少地影响基坑的稳定性，场地周围应设置一定数量的监测点，密切监视观测地面的变形，开裂情况，及时采用有效的应急措施。

（7）根据现场勘察结果和室内土工试验结果，结合地方基坑施工经验，综合列出基坑支护设计参数如表2，供参考；也可采用地下连续墙结构，但经济成本较高，供参考。

表2 基坑支护设计参数表

5.结论及建议

（1）场地内第四系土层类型稍多，主要由三角洲海陆交互相冲淤积的淤泥、淤泥质土、粉质粘土、粉细砂及中粗砂组成，土层横向变化比较稳定，场地土类型为中软土，场地类别为Ⅱ类。

（2）场地内拟建16～29层高楼，设3层地下车库，工程重要性等级为二级工程（一般工程）；场地等级为一级场地（复杂场地），地基等级为一级地基（复杂地基），岩土工程勘察等级为甲级。