某软土地基深基坑支护设计方案研究

2015-11-04田其桢

建材与装饰 2015年39期

关键词：护坡桩土钉淤泥

田其桢

（福建永福工程顾问有限公司）

某软土地基深基坑支护设计方案研究

田其桢

（福建永福工程顾问有限公司）

本文主要结合工程案例，针对软土地基深基坑支护设计方案进行了研究，该方案采用上部放坡、下部钻孔护坡桩+桩间止水桩+拉力分散型预应力锚索支护方案，有效解决了软土地层基坑支护过程中流砂、流泥现象难以控制的难题。旨在为类似的工程提供参考与借鉴。

软土地基；深基坑；支护；设计方案

引言

目前，随着城市建设的快速发展，各种基坑支护结构不断涌现，放坡支护、土钉墙支护、钢板桩支护、锚杆锚拉式、钻孔灌注排桩支护等。但软土地区的基坑支护，一直是土木工程界和岩土工程界的一大难题，尤其是沿海地区的软土地层基坑支护，更是给予工程建设者更大的难题。结合工程实践，主要针对软土地基深基坑支护设计方案进行论述。

1　工程概况

某项目位于公路交界处，东侧为规划的公路；分南、北两个区，北区北侧和南区南侧均为规划道路。北区设置有二层地下室，基坑深度为12.6m，支护长度760m；南区设置有三层地下室，基坑深度为15.2m，支护长度约660m。本工程基坑开挖位置无建筑物、无地下管线等设施。

2　工程地质条件

拟建场地原始地貌为滨海，后经填海而成，场地地质条件复杂，软土层深厚，地下水丰富。根据勘察报告揭露地层为表1。

表1　揭露地层

本工程地下水主要为赋存于砾砂和粗砾砂层中的孔隙潜水，水量丰富。地下水位埋深为：0.00～2.10m，主要接受大气降水和海水渗入补给。场内地下水在强透水层中对混凝土具弱腐蚀性，在干湿交替环境下对混凝土的钢筋及钢结构具中等腐蚀性。

3　基坑支护设计方案

3.1基坑支护方案

由于该场地位于滨海的填海区，地下水位埋深较浅，水量丰富对基坑支护设计增加了难度且软土地层厚度较大，设计方案能否满足基坑施工及规范要求成为设计人员重点考虑的问题。

根据基坑开挖范围内土质、地下水及周边建筑物分布等特点，经对地下连续墙内支撑方案、桩锚结构支护方案等多种支护方式的综合比较分析，本基坑设计上部采用1：2放坡，下部采用钻孔护坡桩+桩间止水桩+拉力分散型预应力锚索支护方案。北区（如图1）：上部放坡+挂网喷混凝土支护；基坑下部采用桩锚支护。南区（如图2）：上部放坡+土钉墙支护；基坑下部采用桩锚支护。

图1　北区基坑典型剖面图

图2　南区基坑典型剖面图

本工程位于滨海地区，基坑深度范围内主要地层为淤泥、砾砂，设计旋喷桩桩长14.6m，桩径0.8m，以解决桩间淤泥和砾砂地层的流砂、流泥、止水；据表层填土、淤泥的厚度和性状，根据不同地段基坑±0.0及-2.0m以上放坡，坡面采用挂网喷射混凝土护坡，挂#14@50×50铁丝网，并用φ16@2000L=1.0m钢筋固定，喷射厚度75mm的C20细石混凝土；钻孔护坡桩：南区采用φ1000@1500，北区为φ800@1300，桩端进入砂层底以下不小于1.0m，桩嵌固深度以满足土压力稳定和穿过流砂层的要求。

经过实践证明，上部放坡+土钉墙支护，下部桩锚支护可以满足软土地基深基坑护坡桩大间距时的桩间强透水性砂层的桩间止水要求，基坑开挖至设计深度后，止水桩体外观质量完好，基坑侧壁和坑底基本无地下水渗漏和涌砂现象。

3.2施工中相关技术问题处理措施

3.2.1土体加固

由于该场地中，软土地层深厚，尤其在淤泥深厚的区域，淤泥层内摩擦角和凝聚力分别为2.0°，10.0kPa，处于流塑状态；另外场地内填土平均厚度达9m左右，属杂填土，土质较松散，整体性差。针对地层整体性差的特点，基坑支护设计中，采用1：2放坡区垂直布置4排打入式土钉，与土钉组成土体加固网，提高了土体的整体性。

3.2.2锚索锚固

在软土地层中设计锚索，一般认为锚固段锚固力难以达到设计要求，因为在锚索注浆后，锚固段穿过假定滑动面，钢绞线所受的拉力首先通过钢绞线周围握固力传递到水泥浆固结体中，然后通过锚固段浆液固结体与周围的孔壁的摩擦阻力传递到锚固区的稳定地层中。由于在该基坑中，部分锚索穿越淤泥地层，水泥浆固结体与周围孔壁摩擦阻力无法传递到稳定地层中，而使设计锚索失效，导致基坑无法正常使用。针对该问题，基坑方案中设计大角度锚索，（如图2）锚索成孔角度调整至20°，或者更大角度，使锚索尽量锚固至淤泥层以下，避开淤泥层，以提高锚索锚固力，满足基坑支护要求。

3.3基坑监测结果

根据2011年9月8日至2012年5月16日的基坑位移观测数据，支护结构护坡桩顶大水平位移为61.0mm，其余观测点点位移值仅为22.2～37.0mm。观测结果表明，该基坑采用放坡+桩锚支护方案满足基坑支护要求，在沿海地区软土地层中得到了成功的应用，确保主体结构地下工程的安全施工。