复杂地基软土深基坑岩土工程支护设计技术的探析

范名明

［关键词］复杂地基；软土深基坑；岩土工程；支护设计

城市化发展进程下，建筑工程规模不断扩大，面对复杂的地基条件，软土深基坑工程应加强支护设计，以此保障工程施工安全。软土地基是基坑底部质地细软的土层，整体施工强度较低，土体容易产生弯曲的情况，导致地基发生沉降。基坑开挖时，支护结构存在一定的土层初始压力，受外侧土体压力的作用影响，有必要全方位保证基坑的稳定性。就当前的情况来看，软土基础的深基坑支护施工实际所面对着的施工技术难度相对较大，技术要求始终保持在相对较高的水平，且受到外界多种因素的影响，很容易发生支护质量不达标的问题。基于此，在本次研究中，切实参考聚康名府项目施工案例，探究在施工现场环境复杂条件下的软土深基坑施工支护设计与施工要点，在支护结构施工期间重点规避振动或挤压土体给建构筑物造成不良影响，提升支护结构的稳定性与安全性。

1 工程基本情况

1.1 工程概况

项目位于惠阳区淡水镇，项目总用地面积约为7008.5 m²。拟建建筑物为2 栋30 层商业住宅楼及商业、社区配套项目，室外地坪标高（±0.00 m）为32.50 m，设2 层地下室，基坑底标高为22.60 m，场地室外现状标高30.90～31.50 m，结合场地现地形标高，基坑开挖深度约为8.3～8.9 m，基坑周长约300 m。拟建建筑物基础类型采用旋挖灌注桩。本工程按规模和特征，基坑支护设计采用桩锚支护和内支撑支护体系，坡面挂网喷射混凝土及桩间设止水帷幕的支护形式。

1.2 周边环境条件

施工现场原始地貌为冲积平原地段，场地平整，根据相关资料进行现场勘探分析，掌握项目施工周围的环境条件，具体如下：（1）北侧属于市政次要道路，用地红线与地下室边线相距3 m，外侧道路埋设雨污水管等地下管线，埋深在2 m左右。（2）东侧区域有一栋5层高的居民住宅，经过调查得知此处为人工挖孔桩，与用地红线相距0.5 m，用地红线距离地下室边线大约5 m。（3）南侧区域有2栋2～9层高的居民住宅，同样也是采用热工挖孔桩，距离用地红线大约1 m，用地红线距离地下室边线大约3 m。（4）西侧区域主要为层高2～9层的居民住宅小区，采用人工挖孔桩的支护方式，距离用地红线大约7 m，用地红线与地下室边线距离大约5 m。

整体来看，聚康名府项目施工现场环境比较复杂，基坑周围距离已有建筑物和市政道路比较近，所以基坑支护结构的设计必须保证建筑和市政道路、地下管线的稳定，防止道路变形，避免对地下管线的铺设造成影响。由于周围环境复杂，在支护结构施工时应尽可能地避免振动或挤压土体给建构筑物造成不良影响，时刻保持支护结构的稳定性与安全性[1]。

1.3 施工重难点

首先，基坑支护结构在施工前，需要提前查看地下管线的铺设情况，联合建设与设计单位一同分析，保障管线的正常使用。施工时做好基坑坡顶地面的截水处理，加强排水管理，在基坑土方开挖环节做好临时降水措施。基坑边2 m以内的范围禁止堆载，要求周围地段2 m外的地面荷载≤20 kPa，否则需要采取一定的补强加固措施[2]。

其次，为了保证基坑支护结构的施工安全，基坑中的土方开挖需要遵循分区分段的原则，要求分层厚度和相邻锚杆垂直间距相当，分段长度≤20 m。为了尽可能地加快施工进度，可采取分槽段跳挖施工的方式，土体开挖时禁止挖掘机与锚杆产生碰撞，保证支护结构安全。与此同时，挖掘机械和车辆在缺乏保障措施的情况下必须行走于支护构件上，开挖之后还需对边坡进行支护，避免边坡长时间暴露在外，或者边坡受到水的浸泡，完成底板浇筑之后可以采取素砼对撑的方式。

最后，本项目的基坑支护重点主要体现在旋挖桩、锚索以及土钉施工质量控制，同时必须保证各项支护工序的有效衔接。对于不同支护断面需要加强对支护体系的控制，完成对周围建筑物与构筑物、地下管线的有效保护。项目中的基坑支护难点主要体现在内支撑支护段上，因外侧已经有住宅小区和市政道路，且地下埋设了管线，所以在基坑支护时必须注意旋挖桩和锚索施工中振动情况。施工时必须提前做好应急预案，在基坑开挖与支护时时刻关注支护体系的变化，遇到变形问题时必须立即停止施工，在最短时间内进行基坑的回填反压，找出出现问题的主要原因，及时与技术人员取得联系，以便采取相应的解决措施。

2 工程基坑支护设计技术

2.1 支护设计概述

本工程按规模和特征，基坑支护设计采用桩锚支护和内支撑支护体系，坡面挂网喷射混凝土及桩间设止水帷幕的支护形式依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）、《广东省建筑基坑支护工程技术规程》（DBJ/T 15-20-2016）综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，基坑支护安全等级定为二级，基坑侧壁重要性系数为1.0，基坑周边环境等级划分为二级，设计使用年限1 年。基坑支护设计必须以保证安全为前提，且基坑支护技术的应用必须符合施工现场的实际地质条件。按照现场地质条件与支护形式，从造价等影响因素进行分析，综合周围环境，考虑到施工进度带来的影响，本项目的基坑支护设计大致如下：

（1）1-1′、4-4′、6-6′剖面基坑支护深8.3～8.9 m，基底标高22.6 m，支护采用桩+内支撑的支护形式，旋挖桩直径为Ф1 200@1.5～2.0 m，桩长约12.3～14.4 m，桩顶部设置冠梁1200 mm×800 mm，在标高28.9 m处设置一道内支撑，在内支撑梁适当位置设置钢构立柱，支撑于砼灌注桩上；桩间坡面挂Ф8@200 mm 双向钢筋网，喷射C20 砼厚80 mm。以及桩间设直径为Ф600@400 mm 的高压旋喷桩，桩长约4.5～8.0 m。

（2）2-2′，3-3′，5-5′，7-7′剖面基坑支护深8.3～8.9 m，基坑基底标高为22.6 m，基坑支护选择桩锚的支护形式，其中旋挖桩的直径为Ф1 200@1.5～2.0 m，桩长为15～22 m，桩间坡面挂Ф8@200 mm 双向钢筋网，喷射C20混凝土，要求混凝土厚度达到80 mm。与此同时，桩间内需要设置Ф600@400 mm直径的高压旋喷桩，其中桩长大约在6.5～8.0 m范围内。

（3）基坑坡顶位置需要设置一道尺寸为300 mm×400 mm的砖砌排水沟，以此用来截排地表水，防止基坑内出现积水。与此同时，还要在坑底坡脚位置的转角处和距离40 m 处设置一个尺寸为800 mm×800 mm×800 mm的集水井，以此用来排除基坑中的地下水，防止地下水给基坑支护施工造成稳定性与安全性的影响。地下水会被汇集到集水井中，随后汇入城市管网，管网之前设置一道三级沉淀池，保障进入管网的污水没有淤积的杂物。

（4）科学设置基坑防护栏，在基坑顶部位置设护栏，竖向使用Ф48 钢管打入基坑壁土体中固定，顶上和中间横向用扣件各连接1条钢管，随后使用尼龙纱网完成钢管的绑扎，保证整个护栏结构的安全。

2.2 基坑围护结构计算

使用《理正深基坑支护》F-SPW7.0 版软件来计算，采用单元计算的方式，需满足基坑支护结构和周围建筑物稳定性的要求，确保支护结构构件受到荷载之后不会遭到强度破坏影响，将基坑的重要性系数设定为1.0，综合理论计算与施工实际情况，采取信息化设计方式，以现有资料和工程勘察报告为基础完成对基坑的施工图设计，科学计算基坑围护结构，指导相关人员完成基坑支护施工。

采取荷载―结构模式进行围护结构计算，对施工结构的受力与变形情况进行模拟分析，计算基坑外侧的土体压力。在计算荷载时，对于基坑外侧需要充分考虑到朗肯主动土压力，地面超载取值为20 kPa，市政道路的超载取值为40 kPa，周围建筑物的附加荷载可以每层按照15 kPa来计算。经过计算得知，本项目中所选择的支护体系可以满足基坑的强度和变形要求，能够后续基坑支护设计与施工奠定基础。

2.3 基坑支护技术要求

2.3.1旋挖桩施工

应用旋挖钻机完成旋挖桩成孔施工，确保桩壁土体不发生塌孔问题，同时桩径也要符合相应技术要求，对于相邻的桩应采取间隔施工措施。已完成浇筑的混凝土桩和邻桩的间距应超过4被桩径，或者间隔施工时间不小于36 h。清孔之后要去桩底的浮渣厚度≤200 mm。钢筋笼需要做到整体吊装，采取一定措施预防钢筋笼起吊或安装时出现变形问题，吊点宜设于加强箍筋部位，分段沉放时，纵筋的连接须采用焊接的施工方式，同时加强对焊接质量的重视，要求同一截面中的接头数量不能超过50%。

旋挖桩施工需要符合以下技术要求：（1）桩位中心偏差≤30 mm，桩身垂直度的偏差不宜超过2%。（2）主筋间距偏差应≤10 mm，箍筋间距偏差应≤20 mm。（3）钢筋笼直径偏差≤10 mm，长度偏差应≤50 mm。（4）钢筋保护层偏差应≤20 mm。（4）桩顶纵向钢筋应伸入冠梁内不小于35 d，浇注桩顶冠梁前，必须清理桩顶的残渣、浮土和积水。（5）灌注水下混凝土，本项目中使用商品砼完成灌注，终孔沉渣、钢筋笼标高等验收合格后，按照当前混凝土的需求量，将混凝土搅拌站运输到施工现场。要求首批混凝土的灌注量必须满足导管埋入混凝土中≥0.8 m，灌注时测量混凝土的高度，根据理论计算结果，确定导管的埋深以及拆管的长度，要求导管的埋深控制在2～6 m，禁止出现导管埋深过大的问题，也不能将导管提出砼面。混凝土进入钢筋笼的底端，需加强对混凝土灌注速度的控制，防止出现导管挂靠钢筋笼的情况，同时保持混凝土连续灌注，不能出现中断的情况，安排现场人员记录灌注的全过程，要求桩顶泛浆高度≥500 mm。此外，要求水下混凝土的强度等级超过设计桩身的强度等级。

2.3.2高压旋喷止水桩施工

根据本项目的实际情况，采用双管法的施工方式，旋喷桩的施工需要经过机械设备就位、贯入注浆管、旋喷注浆拔管与冲洗等操作。使用42.5 R普通硅酸盐水泥，将泥浆的水灰比控制在0.8左右，为避免离析，可以适当的加入一部分膨润土，浆液需要在旋喷的1小时之内完成配置，使用时还要过滤所有砂石与杂物。钻孔贯入注浆管到达设计深度，采用自上而下的顺序喷射注浆，一边喷射，一边提升，直到注浆可以到达预定的停浆面位置。随后，拔出注浆管，对整个管路系统进行清洗，关闭施工机械。双管法的水泥浆液压力宜大于20 MPa，低压水泥浆液流压力宜大于1 MPa，气流压力不小于0.7 MPa；提升速度可取6～12 cm/min，旋转速度8～12 rpm。高压喷射注浆注浆孔与高压注浆泵的距离不宜过远。高压喷射注浆施工中应保持注浆轴的竖直度，设置的高压喷射桩垂直偏差为1%；桩位的偏差为30 mm，成桩直径和桩长不得小于设计值；注浆管分段提升的搭接长度不应小于100 mm。

2.3.3内支撑与立柱施工

在内支撑和立柱施工环节，腰梁应与支撑整体浇注，混凝土支护结构与腰梁连接处应凿毛。混凝土养护时间达到7 d后，混凝土的强度必须达到设计强度，只有这样才能开始下一层土方的开挖。在安装钢立柱时，可以采取后插法，选择专业的定位措施，利用专门的机械设备保证定位的准确度与垂直度。拆除支撑之前，有必要在基坑主体和支护结构件设置传力措施，拆除支撑时需要采取一定的防护措施，防止对主体结构、支撑立柱和上层支护造成任何损伤，严格按照表2中的要求，确定支撑结构安装的允许偏差，要求立柱支承桩施工尚应符合国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2018）的有关规定[3]。

2.3.4预应力锚索施工

使用锚杆钻机根管钻进成孔，孔径为150 mm，钻孔之前可以按照设计要求确定孔位，同时孔位的允许偏差为20 mm，要求钻孔的倾斜度允许偏差为3%，锚杆需要按照设计长度进行下料，相关允许偏差应达到50 mm。锚索在空外留1 m以上的张拉段，钻孔深度应超过设计长度0.5 m，终孔之后必须做到认真清空。在注浆时选择二次注浆施工工艺，锚索末端的1/3内设注浆孔，注浆孔的间距应达到500 mm，注浆截面选择2个注浆孔，二次注浆需要绑扎在杆体上，出浆口位置需要采取一定的逆止措施，在水泥浆初凝之后与终凝之前完成二次压力注浆，终止注浆压力应≥1.5 MPa[4]。

2.4 基坑监测

严格按照基坑周围环境和基坑开挖深度，以保证工程施工顺利，做好基坑监测工作，开工之前掌握已有建筑物与构筑物的实际情况，对其沉降量、沉降差和倾斜等情况进行观测，掌握建筑物使用的极限状态，按照《城市测量规范》（CJJ/T8-2011）的要求确定管线和建筑物的沉降监测依据。表2为现场监测项目的监测频率，基坑开挖与施工时需要对岩土形状和支护结构的变位情况做好现场监测，如果变形超出标准，必须加密观测[5]。

3 结论

随着城市化进程的加速，高层建筑与地下空间的开发利用成为了城市建设的重要部分。在这一背景下，复杂地基软土深基坑的开挖与支护设计工作尤为重要，在惠阳聚康名府项目中，能够明确有效控制支护结构的变形与位移能够保证施工的安全性和稳定性。通过对该项目进行深入的研究与分析，深化了基坑岩土工程支护设计的认识，结合基坑围护结构计算来明确基坑支护的技术要求。在施工过程中，着重从降低周边环境的影响出发，提升施工的安全性。在支护设计与施工方面，根据工程实际情况，灵活采用桩锚支护和内支撑支护体系，成功应对了复杂地质条件带来的挑战，为同类工程提供了宝贵的经验与技术参考。未来，复杂土地条件下深基坑支护技术的研究与发展会持续性的进行优化，实现项目经济效益的稳步提升。