岩土工程中软质岩石基坑支护设计及应用研究

2020-08-13李自友

经济技术协作信息 2020年22期

◎李自友

随着城市对地下空间的不断开发和利用，越来越多的工程在建设过程中涉及到基坑开挖与支护，为保证基坑施工、坑内作业及基坑周边环境的安全，需要根据基坑实际情况，结合现有地质、地形、场地施工条件，切实做好基坑支护设计。

一、工程概况

该工程位于长沙市雨花区黎托乡粟塘村，西临京珠高速公路，北接长沙明昇壹城07B地块S0H0商务区、已使用的6#地块建构筑物及小区规划道路，东面与在建黎托路相邻，南接劳动东路及地铁4#线京珠东站，原始地貌为浏阳河冲积阶地，地形起伏较小，目前场地较平整，场地高程在36.00～39.50m之间。根据现场地形条件及甲方规划要求，该场地基坑支护分为南面、西面、北面、东面基坑，其中，南面基坑还可以细分为AB段、BC段、CD段和DE段。以基坑的重要性为依据，将其安全等级确定为I级，重要性系数取1.10，地基基础的设计等级确定为甲级，基坑使用年限为2年。现以该基坑的南面基坑为例，对其场地南面AB、BC、CD及DE段基坑支护设计做如下分析。南面基坑基坑顶标高为36.50～39.50m，基坑开挖底标高为26.90～29.50m，基坑开挖高度为7.00～12.60m。基坑采用悬臂桩、双排桩+预应力锚索及桩间三重管高压旋喷桩止水帷幕进行支护及止水措施。

二、基坑支护设计地层参数

基坑支护设计所需参数根据勘察报告并结合工程经验确定，工程地层参数如表1所示。其中支护结构嵌固段地层主要为软质岩石中泥质粉砂岩。以此为嵌固代表地层对基坑进行支护设计与分析应用。

表1 地层参数

三、基坑支护设计

1.AB、BC、CD段基坑支护设计。该三段基坑的顶部标高为37.50～39.50m，地下室基坑底部标高为29.50m，基坑的支护长度与高度分别为120.30m、9.00～10.00m。基坑的支护方法为悬臂桩结合土钉墙。采用单排桩，桩径1.20m，桩间距2.20m。桩的顶、底部标高分别为32.70m和18.00m，桩长为14.70m。在桩顶部设置1.30m×0.80m冠梁，桩芯与冠梁均采用C30混凝土进行浇筑。在桩间坡面按照要求挂设钢筋网，并喷射C20细石混凝土作为护面，面板的厚度按照80mm控制。在桩顶设置宽度为2.20m的平台，并在平台上部采用坡率法对坡面进行支护，按照1:1.25的坡比进行放坡，在坡表面按照1.50m×1.50m的网距设置4排土钉，最后在坡面喷射一层厚度为80mm的C20混凝土。详见图1。

图1 AB、BC、CD段基坑悬臂桩支护设计剖面图

2.DE段基坑支护设计。该段基坑的顶部标高为39.50m，地下室基坑的底部标高为26.90m，基坑的支护长度与高度分别为74.95m、12.60m。基坑的支护方法为双排桩结合预应力锚索，预应力锚索构造如图1所示。采用双排桩，桩径为1.20m，两排桩之间的距离与桩间距相同，仅为2.20m。双排桩中，后排桩的顶、底部标高分别为34.90m和16.00m，桩长为18.90m，前排桩的顶、底部标高分别为32.70m和16.00m，桩长为16.70m。在双排桩的桩顶均设置1.30m×0.80m冠梁，两排桩桩顶冠梁之间采用1.00×0.80m连梁相连，桩芯和冠梁均采用C30混凝土进行浇筑，并在桩上按照2.20m的间隔距离布置预应力锚索。在桩间坡面按照要求挂设钢筋网，并喷射C20细石混凝土作为护面，面板的厚度按照80mm控制。对于桩顶上部的坡面，设计采用坡率法进行支护，按照1:1.75的坡比进行放坡，并在坡面上按照2.00m×2.00m的网距布置短钉，最后在坡面喷射一层厚度为80mm的C20混凝土。详见图2。