周边复杂环境下的基坑支护设计

梁 磊 王 超

（中冶成都勘察研究总院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

随着我国社会经济的不断发展以及城市化的快速进行，整个城市建设在各个地区如火如荼的进行。在具体的城市工程建设中，我们发现很多建筑和深基坑距离较近，二者互相影响着彼此的稳定和安全。以下是我们在假定的情况下，开展对周边复杂环境下基坑支护的分析研究。

一、工程概述及周边环境

我们假定建筑物是建立在3层商场上的大底盘多塔高层建筑，并且在该建筑物的上面还有15层的住宅居民楼，对于多层和高层建筑采用不一样的地基处理方法，但是应用同样的基础筏板，平均深埋该基础6m深度。整个周边环境的面积为南北80m，东西86m。同时，还有一栋6层的回迁居民楼在这个建筑物的北部，二者之间的基坑仅仅相距9m，想成紧密相邻的格局；在该建筑物的东面还有两幢建筑物，分别为9层办公楼和6层居民住宅楼，该建筑物和办公大楼的基坑相距3.5m，和住宅楼的基坑边距6m。西边的城市公路和该建筑的基坑相距4m，东边的公路虽然相距较远，有11.5m，但是公路下埋设着城市的排水线路管道和电线宽带管道，并且这些地下的电缆管道和排水线路相距地下水带较近。

二、场地工程地质条件与水文地质条件

1 场地工程地质条件

我们假定建筑场地为平原地区，地形相对平坦，没有较大的起伏。该建筑物的地貌单元主要表现为河流中游形成的冲积和洪积平原地带。依据我们对该建筑物的地质勘查测量，其地下深度地区的岩石土壤主要有砾砂、粉细砂、分质土壤和粉土组成。具体的数据内容见表1。

2 场地水文地质条件

我们这次对场地下的地下水进行了深度勘测，该地下水带从上往下依次为滞水带、潜水带和承压水带，其中静水位的标准深度为地下0.5m～1.5m。该地下水大部分是来自于大气降水，少量来自于河流的径流侧向的供给。在一系列对地下水质的测量分析后，我们得出相关的结论报告：（1）该地下水对于地基的钢结构有强腐蚀性；（2）该地水下能够中等程度的腐蚀钢筋混凝土中的框架结构；（3）该地下水对于地基中的钢筋混凝土主体结构里的钢筋材料，只有很弱的腐蚀性。

三、基坑支护设计分析

1 讨论基坑支护的设计方案

根据我们的拟定和相关勘测分析，我们可以很清楚的了解该基坑周围的环境非常复杂，同该建筑物下面的地下水位比通常情况要高。所以我们设计方案的前提，就是不能造成周边水位的降低。具体而言，我们的基坑支护设计方案包括周边土质的支护设计、基坑内降水井道口的分布规划、基坑降水的止水帷幕设计等等几个方面。我们在进行土质保护设计的时候，要充分考虑到基坑的东西两面的复杂情况。建筑物的东西两侧分布着具有地下通信电缆的道路，并且这些光缆靠近地下水位带，一旦地基深挖不慎，就有可能造成地下水带的分裂，造成地下水流进通信光缆，引发不可估量的损失和破坏。所以处理好地下水位移动和地下电缆的关系，是我们这次基坑支护设计的重点之一。另一方面，我们要在论证好粉、细砂层渗透系数和周边土质连通的可行性的前提下，再开展止水帷幕的深度设计讨论，只有这样，我们在具体的基坑支护施工中，不会发生由于土质问题导致土层进水渗水凹陷的情形，进而损坏止水帷幕的施工效果。

表1 土层的力学参数

2 具体实施的基坑支护方案

在初期，我们提出了很多的基坑支护设计方案。但是在安全高效、合理经济的理念指导下，并且综合考虑建筑物当地的周围复杂环境。我们全体设计人员，在现有的施工技术与经验的基础上，对所有基坑支护设计方案进行了可行性分析。在最终的几个方案脱颖而出后，我们又集中众人的智慧，对这个设计方案进行了优化改进。现我们对基坑支护可以实行的方案如下：

（1）周边环境的支护设计：该建筑物的基坑按照6m的长度进行计算。在基坑的北部地区，我们搭建了格栅搅拌桩，这些搅拌桩的宽度为3.3m，内部排口的深度可以达到14m之深，向外的排口深度是13m。如图1所示。在该建筑物的南面，我们土钉支架的支护方法，来确保基坑的稳定。建筑物的东面和西面是整个基坑支护设计的重点，我们决定对这两个部分都采用浇灌钢筋混凝土的方式，利用灌注桩的支撑在上部设置钢筋混凝土冠梁，并且利用这些冠梁促进各个桩体之间的连接贯通。各个灌注桩之间的距离分别是1200mm和1300mm，桩体的直径为800m，钢筋混凝土冠梁的长度为17m。

（2）基坑周边地区的止水帷幕设计：对于基坑支护设计的周边地区，我们首先在上面浇筑了两排直径是500m的搅拌桩，利用相关机械设备，促使这两排搅拌桩相互咬合500mm，深度达到14m之深，这样才能使这些搅拌桩穿过细砂层，促使该层面与其他地质层的分隔孤立。只有做到分离隔绝，才能保证地下水位带在平移的过程不会发生渗透倒流的现象，也就从根本上预防了地下光缆电线遇水发生事故的可能，杜绝地基支护施工带来的不必要损失和破坏。

（3）基坑降水井的支护设计：根据地下水带的特殊情况，我们在建筑物下的基坑内部装置一个降水井，这个降水井的直径达到650mm，深度达到16m，降水井下部位于砂滤土层上面。各个降水井之间按照15m的距离，共建造20个。在完成基坑降水井的设置后，我们又在基坑周边地区建设了10个回灌井，这些回灌井的直径也是650mm，但是井深只有降水井的一半。通过降水井和回灌井之间的相互作用，合理的引导基坑下的地下水流动，保证基坑内部施工的环境干燥，也降低了基坑支护设计施工的危险性。

（4）固结地基：地基是整个基坑支护设计的主体和关键，基坑支护的主要目的就是建造稳定坚固的地基。所以我们在具体的地下钻孔作业中，要注意对钻孔区域的勘测和保护。

3 施工注意事项

（1）首先在挖成孔的过程中，要注意保护好周边的环境，尽量选择中风化的土层钻孔作业。施工过程中要注意多加检查钻孔的使用情况，不要对钻孔设备盲目加压。使用旋挖工艺根据情况作出调整，尤其是不要在坚硬的岩层或者复杂的地形下使用该工艺。所以我们在后续的工程中，要及时做好钻孔技术的调整，必要时可以以人工挖孔为主，以期提高工作质量的稳定。

（2）因为泥浆无法反复使用，且使用成本比较高，所以不建议使用泥浆进行护壁处理。对于溶洞和孔隙存在地下土层，施工前，必须做好技术勘测，做出施工作业的可行性分析。

（3）对于周边环境复杂的地区，要注重减少施工的不利影响。对于一些地质条件复杂的土层，采用多种工艺和措施互相配合，把工程的质量和稳定放在首位。

图1 格栅搅拌桩示意图

结语

通过以上的设计方案的分析探讨，我们在周边复杂的基坑支护设计中，首先要做好充分的前期准备工作，对于施工地区的周边环境做好勘查分析，制作相关的勘测报告。在具体的设计中，我们必须做到一切从实际出发，因地制宜的做好相关的技术论证。总之，在周边复杂环境条件下的基坑支护设计中，我们要充分发挥人的主观能动性，坚持理论和实践相结合，提高我们的基坑支护工程的安全质量，提升整个城市建设工程的建设水平和质量。

[1]吴国表.某深基坑开挖设计[J].山西建筑，2010（07）.

[2]愈跃平.深层搅拌桩法深基坑围护中的应用[J].岩土工程界，2011（12）.