双排桩被动区土层加固复合支护方式在深基坑中的应用

崔 来 当

(山西新田房地产开发有限公司，山西 侯马 043000)

1 工程概况

某房地产开发有限公司拟在汉口后湖兴业路与后湖二路交汇处建特大商场项目，本项目基坑设计开挖深度为4.95 m～9.65 m，开挖面积约为22 900 m2，周长约640 m。本基坑设计使用年限：12个月属一级基坑。

2 周边环境状况

拟建场地位于汉口后湖兴业路与后湖二路交汇处。场地周边分布有道路、民房、市政管线等，具体如下：

东侧：地下室外边线距离用地红线最近处约为7.1 m，红线外约14.8 m为场地围墙，围墙内为空地，围墙外为住宅小区。

南侧：地下室外边线距离用地红线(围墙)最近处约为20.7 m，红线内均为空地，红线外为兴业路。

西侧：地下室外边线距离用地红线最近处约为12 m，红线外为后湖二路。

北侧：地下室外边线距离用地红线最近处约为6.0 m，红线外约10.2 m～14.8 m为场地围墙，围墙内为空地，围墙外为住宅小区的8层楼房。

2.1 岩土工程条件

根据岩土工程勘察报告，各岩土层具体特征分述如下：1)基坑开挖深度为5.45 m～9.55 m。2)工程地质条件一般，基坑开挖深度范围内周边土层为：①层杂填土、②层粘土、③层淤泥质粉质粘土、④层粉质粘土夹粉土、⑤层粉砂等。基坑底部坐落在粘土、淤泥质粉质粘土上，基坑边坡各土层支护参数见表1。

表1 基坑边坡各土层支护参数

2.2 场地地下水情况

依据该场地岩土工程勘察报告，场地地下水可分为两层。上层地下水主要为上层滞水主要分布于杂填土中，水量较少。下层地下水主要为赋存于⑤层、⑥层中的承压水，与长江水体有水力联系，其水位变化受长江水位变化影响，水量丰富。勘察期间测得场地上层滞水稳定水位埋深0.8 m～1.5 m。

2.3 方案优选

本次基坑支护方案比选的原则为：依据场地条件因地制宜本着安全可靠、经济适用并与合理工期相结合的原则。由于该场地严格控制支护范围不得超越建筑红线，故采用“放坡卸载+双排桩+被动区加固+喷锚”的复合支护方式，坑中坑采用“放坡+挂网喷射混凝土”的支护方式，局部地下水控制采用“搅拌桩止水帷幕+管井降水”。

3 支护设计

1)放坡卸载。

为有效减少主动土压力，基坑需先行降水施工，基坑水位降至地平下3 m时，坡顶至桩顶地段采用放坡卸载支护，边坡坡面挂钢筋网喷混凝土。

2)支护桩设计。

因周边场地没有足够的锚固场地，本次支护采用直径800 mm的混凝土灌注桩，桩长16 m～20 m，双排桩前后排桩顶设置连梁，冠梁连梁浇筑成整板结构；冠梁、连梁尺寸为1.0×0.8 m，混凝土强度等级为C30。为增加排桩支护的抗变形能力，在排桩外侧每个13.2 m侧紧贴排桩设置桩垛。

3)双轴搅拌桩设计。

止水帷幕、双排桩桩间土加固以及被动区加固采用φ700双轴搅拌桩，双轴搅拌桩采用标准连续方式施工，止水帷幕幅间搭接宽度为150 mm，桩间土加固及被动区加固幅间搭接详见设计图纸。水泥采用42.5水泥，水泥掺入比15%，水泥土设计强度400 kPa。

被动区加固双轴搅拌桩顶面以上的坑内留土，也采用双轴搅拌桩加固，水泥掺入比8%。此举增大了被动区被动土抗压强度，减短了支护桩锚固长度有较好的安全效果和经济效益。

4)坑中坑支护设计。

坑中坑采用放坡，坡率1∶0.75。坡面防护采用喷射混凝土，内配钢筋网片Q235 φ6.5 mm@200 mm×200 mm，挂网土钉为φ16钢筋，长度为1.0 m，喷射混凝土厚度80 mm～100 mm，喷射混凝土强度等级C20，水泥采用32.5水泥，水泥∶砂∶石为1∶2∶1.5，喷射混凝土内粗骨料采用米石，施工过程中可掺速凝剂。

5)基坑的防水设计。

为防止地表水体流入基坑，在基坑坡顶线外2.0 m处坡底各设置排水沟一道，坡度为3‰，沟底、沟壁采用防水面层，规格为300 mm×300 mm。

6)基坑降水。

基坑第二层水为承压水，根据勘察报告的结论，基坑开挖后将产生突涌现象。从计算结果看,在高水位时基坑2层地下室部分均不能满足抗突涌安全的要求，需设计减压降水。各部分要满足抗突涌安全要求，根据计算所得安全水位如下综合取安全水位为14.50 m。

降水参数：取综合渗透系数14 m/d，影响半径为225 m。勘察报告未提供渗透系数及影响半径，以上参数根据武汉地区经验选取，正式施工前应进行抽水试验确定相关水文地质参数。采用天汉软件。主要计算结果：基坑总涌水量6 899.67 m3/d，在单井出水量为1 200 m3/d的情况下，需要8口抽水井。同时根据水位降深要求，通过计算，布设10口出水量为1 200 m3/d的井可满足上述降深要求，关于井结构：井深35.0 m，管径250 mm，孔径取500 mm，滤水段范围18.0 m～35.0 m。井管滤水段长度约为17.0 m，滤水管段开孔率不小于30%，包60目不锈钢滤网三层，滤水管投砂(1.0 mm～3.0 mm)砾砂，投砾顶标高到基坑底面以下3.0 m。单井出水量：大于1 200 m3/d，选用抽水量50 m3/h的深井泵。管外从地面到基坑底面以下3.0 m投风干粘土球止水。降水是关系基坑安全的关键措施，宜经过1口井进行抽水试验，校验设计参数成井工艺后，方能进行其他降水井的施工。降水井抽水的含砂量严格控制在十万分之一内(抽水30 min取水样)。

4 基坑施工工况步序

4.1 施工工序

依次施工双轴搅拌桩→支护桩、降水井→冠梁底面以上土方开挖施工挂网喷射混凝土→冠梁→挂网喷射混凝土施工。

4.2 土方开挖

原则上土方开挖必须服从基坑安全大局，施工方案应结合基坑支护方案编制，作业人员应服从支护队伍的指挥。

土方开挖严格按分段分层开挖严禁超挖，先开挖支护工作面，再开挖基坑内土方这样可节省总工期。

土方开挖施工后期，如遇基坑变形，可采取“盆式”开挖措施，即先开挖基坑内土方，待基坑内底板浇筑完毕再开挖四周土方。一方面防止基坑底部变形，同时为开挖边坡可能产生风险预留补救措施。

5 基坑监测要求

由于地下施工的不可预见性和勘察资料的局限性,施工中肯定会遇到各种问题，这就要求我们采取信息施工法，随时与设计单位保持沟通。为保证基坑施工安全，基坑需让有资质的第三方检测机构进行检测。检测前需报备监测方案为监理机构批准。为保证基坑施工安全，特为监测单位提以下建议。

5.1 监测项目

本基坑为一级基坑(一层地下室及坑中坑为二级基坑)，监测内容需含以下项目：

1)围护结构顶部的竖向和水平位移；

2)深层土层水平位移;

3)基坑周边地表的位移；

4)基坑影响范围内建筑物及管线位移、倾斜、开裂;

5)地下水位变化情况。

5.2 监测频率

监测频率见表2。

表2 监测频率

当出现异常情况时，应提高监测频率。

5.3 监测报警值

监测报警值见表3。

表3 监测报警值

在监测的同时施工单位也要派人每天定期巡视。巡视重点主要是基坑边或基坑边建筑物有无裂缝或新的裂缝产生发展情况如何。基坑有无漏水情况。基坑有无管涌喷沙情况等异常情况。

5.4 监测点的布点要求

各监测项目监测点要根据有关规范和规程，结合现场情况布置，基坑周边的监测项目的监测及布点范围不小于基坑深度3倍。

1)支护结构水平位移监测：根据本基坑周边环境条件，在基坑四周坡肩及支护桩顶布点，各自间距不大于20 m，交错布置。每条边的中部必须加密布点。2)沉降监测：对基坑影响区范围内原有楼房及道路进行位移、沉降等监测。本次基坑影响区定义为基坑边缘向外30 m范围内的建(构)筑物均应列为监测对象。沉降点布点必须涵盖周边道路、房屋以及基坑坡顶，布点间距不大于20 m，原则上要求房屋四周角点及道路路沿均须布置沉降观测点。3)测斜监测：为掌握支护桩的状态以及边坡所在土体的状态，需在支护桩及坡顶设置测斜孔，随着土方开挖及时监测，布点间距不大于20 m。所有监测点的基准点需在基坑开挖前5天架设完毕，并测好初始值。

6 结语

被动区加固技术在基坑支护中尚属于新技术。经过我们严密设计和施工单位精心施工，该商场基坑未出现任何险情，商场也已投入使用。

[1] DB 42/159—2012,基坑工程技术规程[S].

[2] JGJ 120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

[3] GB 50330—2002,建筑边坡工程技术规范[S].

[4] JGJ 94—2008,建筑桩基技术规范[S].