冲积平原深厚软基基坑支护方案工程适应性分析

陈正　王斯海

摘 要：目前处理深厚软基的支护方案主要是固结法、桩基、置换法等。针对南通市某商业地产深基坑项目，结合工程及水文地质条件，设计了真空预压联合土钉墙的支护方案，并与灌注桩支护方案对比分析，结果表明两者工期接近，但真空预压支护方案造价较低，具有更高的工程应用价值。

关键词：深厚软基；基坑支护；工程适应性；方案对比

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.094

1 工程地质概况

1.1 工程概况

本工程场地位于南通市崇川区世纪大道北侧，地势平坦，属长江三角洲西缘冲积平原地貌。工程主要为房地产开发项目，以高层和商业为主，A1地块拟建两层地下室，开挖深度在8.5～9m，方案设计按照9m考虑。

1.2 地质情况

根据岩土工程勘察报告，对本工程影响较大土层为：填土层Qml、耕土层Qpd、海陆交互沉积层Qmc。这三层土总厚度平均约16m，其中Qmc为流塑状态的淤泥，平均深度为10m。

场地第四系地层空隙潜水，富水性较好，透水性较强，主要受大气降水及侧向补给。地下水位埋深在0.1～1.1m之间。根据岩土工程报告，基坑底处于深厚淤泥层，对本工程影响较大的地下水为5m厚的回填土所含上层滞水，因为基坑底以下还有将近6m的淤泥能起到很好的隔水作用。

1.3 深厚软基对工程的不利影响

1.3.1 地基沉降

工程场地总面积约4万平米，若未经地基处理，势必将产生过大的沉降量，其沉降量主要有以下部分组成：

（1）深厚淤泥土层（Qmc）在填土层（Qml）、耕土层（Qpd）作用下的沉降量；从地质勘查报告来看，深厚淤泥土层平均厚约10m，在上部土层的作用下，能消除一部分深厚淤泥的沉降，但还是有将近80cm的沉降没有消除。

（2）填土层Qml、耕土层Qpd在自重作用下的沉降量；填土层Qml、耕土层Qpd在自重作用下，最终沉降量约为15cm。

1.3.2 不利影响

（1）根据上述分析，地基土在自重作用下将产生过大的沉降。本工程主要以高层建筑和商业为主，势必会充分利用地下空间。根据类似的工程经验，基础方案应该以桩基础为主，过大的沉降会增加桩的负摩擦力，负摩擦力将增加桩的数量和工程投资。

（2）利用地下空间会涉及到基坑开挖，如果事先不进行地基处理，为保证基坑工程的安全性，基坑围护结构将会变得复杂，增加围护结构投资。而且在未经处理的流塑淤泥场地进行基坑开挖，难度会很大，工期没有保证和不利于节约投资。

（3）事先不经地基处理，今后小区物业维修费用会增加，不利于节约投资。因为过大沉降会导致地坪开裂、地下构筑物的破坏（如地下给排水管道、热力管道等）。过多的物业维修，对开发商和物业管理企业将造成负面后果，影响企业形象。

2 基坑支护方案比选

针对项目地基淤泥土层深厚、含水量高、压缩性大等土层物理力学性质的场地条件，综合考虑工程造价、工期等因素，基坑拟从灌注桩+内支撑支护、真空预压联合土钉墙支护进行方案比选。

2.1 灌注桩+内支撑

2.1.1 支护结构形式

（1）围护桩采用旋挖灌注桩。桩径d1000@1200，桩长19m（深度21m）。顶部设冠梁（梁顶标高▽-2.0）。

（2）水平内支撑采用现浇钢筋混凝土结构，采用桁架式支撑体系，在顶部设一道内支撑。便于土方开挖和地下室施工。

（3）支撑立柱采用钢格构柱，下部采用Φ900旋挖灌注桩做基础（桩基础深入黏土层1m）。

（4）围护桩外打设一排Φ600@500搅拌桩，长度约6m。

（5）主要工程量统计。

2.1.2 工程适应性分析

经初步计算，灌注桩+内支撑方案总价约为5497万元，工期约6～8个月（含土方开挖）。

2.2 真空预压联合土钉墙

2.2.1 支护结构形式

经现场踏勘，该基坑周边没有重要建筑物和地下管線，因此基坑开挖可以和排水板施工同时进行，即排水板施工先从基坑周边开始，基坑表层至三四米深度处回填土同时进行放坡开挖，然后施工基坑范围内排水板。

对场地进行真空预压处理能改善深厚淤泥层的物理力学参数，提高土层与土钉墙的摩擦力，从而达到简化支护结构方案、消除桩基负摩擦力、减少后续桩基工程桩数量、消除深厚淤泥土层的沉降、节省工期、降低工程造价。

（1）真空预压。真空预压处理的范围为开挖基坑周边向外扩大18m（主要是为土钉墙提供较好的摩擦力）。在本场地插设排水板、布设水平管路、铺设密封膜，然后抽真空。稳压以后待淤泥层固结度达到65%以上停止抽真空（抽真空约一个半月），准备后续土钉墙支护和下层土方开挖施工。

（2）搅拌桩止水帷幕。沿基坑开挖边线打设两排水泥搅拌桩d600@500，长度为10m。

（3）土钉墙支护。本支护方案拟设计5排土钉，竖向、水平间距分别为为1.5m和1.2m（土钉竖向位置分别为-1.5m、-3m、-4.5m、-6m、-7.5m，地表面为±0），土钉入射角度20。土钉墙倾角为73度（即坡度为1：0.3）。土钉墙面层钢筋网为d8@200*200，喷射混凝土厚度为12cm，砼为C30。主要工程量如下：

2.2.2 工程适应性分析

经过初步计算，真空预压联合土钉墙支护总造价约2762万元，工期约为5～7个月（含土方开挖）。

3 结论

综上所述，真空预压联合土钉墙支护方案在工程投资和工期都优于灌注桩+内支撑支护；真空预压联合土钉墙方案能快速提高流塑状淤泥土强度、改善流塑状淤泥土物理力学参数，消除桩基负摩擦力、减少后续桩基工程桩数量、消除流塑状淤泥土层的大部分沉降，在特定的工程条件下是一种投资少、技术优的基坑支护方案。

参考文献：

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（基金项目：层状地基的地铁振动传播特性与减振技术研究，江苏省教育厅面上项目，17KJD610003；本论文受“江苏省高校青蓝工程”资助）

作者简介：陈正（1985-），男，江苏镇江人，工程师，研究方向：工程技术。