導語：基底分布軟弱土夾層深基坑支護方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：深基坑工程中，基底分布有軟弱土夾層將對基坑支護方案制定產(chǎn)生較大影響。依托東莞某深基坑工程，探討如何通過對包括周邊環(huán)境、基坑深度、基底分布有軟弱土夾層等設(shè)計條件的分析和使用，分步驟確定一個“安全可靠、經(jīng)濟合理、保護環(huán)境”的深基坑支護方案，為行業(yè)設(shè)計提供案例實踐經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：軟弱土夾層；深基坑；基坑支護；基坑工程；支護方案

由《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程：JGJ120—2012》［1］、《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程：廣東省標準DBJ/T15-20—2016》［2］可知，基坑工程支護結(jié)構(gòu)選型時，應(yīng)綜合考慮下列因素：①基坑深度；②土的性狀及地下水條件；③基坑周邊環(huán)境對基坑變形的承受能力及支護結(jié)構(gòu)失效的后果；④主體地下結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式及其施工方法、基坑平面尺寸及形狀；⑤支護結(jié)構(gòu)施工工藝的可行性；⑥施工場地條件及施工季節(jié)；⑦經(jīng)濟指標、環(huán)保性能和施工工期。由上述7大條件可知，若遇到復雜的條件，要制定出一個安全可靠、經(jīng)濟合理的基坑支護設(shè)計方案并不容易，不同的深基坑工程，因為設(shè)計條件的差異，制定出的方案也差別較大［3-5］。本文依托東莞某深基坑支護工程，通過對項目地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、基坑深度等設(shè)計條件進行深入分析，結(jié)合技術(shù)、經(jīng)濟、工期等因素，討論基底分布有軟弱土夾層時，如何分步驟制定出一個“安全可靠、經(jīng)濟合理、保護環(huán)境”的基坑支護方案。

1項目概況

東莞某深基坑工程東側(cè)為村莊，南、西、北三側(cè)均為市政道路，項目設(shè)2層地下室，占地面積約57500m2，周長1020m，基坑開挖深度4.6~11.1m。本項目具有以下特點：⑴場地由上至下巖土層分布為：素填土〈1〉、淤泥質(zhì)土〈2-1〉、黏土〈2-2〉、細砂〈2-3〉、含砂粉質(zhì)粘土〈3〉、砂質(zhì)粘性土〈4〉，基巖為風化的花崗巖；⑵基坑開挖影響范圍存在細砂層，透水性較好，為場地的主要含水層，屬于潛水；⑶部分區(qū)段基坑土方開挖范圍主要分布素填土及淤泥質(zhì)土層，工程性質(zhì)較差；⑷項目主體結(jié)構(gòu)基樁采用預應(yīng)力高強混凝土管樁（PHC500-125-AB）；⑸基坑開挖深度較大，工期緊、任務(wù)重，建設(shè)單位對成本控制十分嚴格。本次討論的對象是項目南側(cè)長度約180m的基坑支護，如圖1所示（討論區(qū)段）。

2主要支護設(shè)計條件

2.1周邊環(huán)境條件

討論區(qū)段東側(cè)為村莊，南側(cè)臨近項目部臨時活動板房，西側(cè)為市政道路。地下室外邊線距用地紅線最近處約14.9m，紅線距離市政路4.5m，項目經(jīng)理部用地范圍距離地下室邊線約15.0m。

2.2地質(zhì)條件

根據(jù)詳勘報告，研究區(qū)段場地區(qū)域由上至下巖土層分布為：素填土、淤泥質(zhì)土、細砂、基巖為風化的花崗巖，細砂層為透水層，其它巖土層為弱透水層，巖土層物理力學參數(shù)如表1所示。

2.3基坑深度

基坑深度為8.40m。

2.4其它條件

市政道路與基坑間分布有排水及電力管線（路燈）。

3基坑支護設(shè)計方案制定及討論

3.1方案制定總體思路

根據(jù)項目設(shè)計條件，坑外具備一定的放坡空間，需要關(guān)注的重點是放坡過程中，要保證各開挖工況下邊坡的臨時穩(wěn)定，重難點是基底附近分布的軟土層。從項目實際出發(fā)，按照安全可靠、經(jīng)濟合理的設(shè)計原則，初定“放坡+垂直支護”設(shè)計思路。

3.2放坡方案制定與討論

3.2.1初定放坡高度和坡率地下室外邊線距離用地紅線最近為14.9m，基坑開挖深度為8.4m，地面首層土為約6.3m厚的填土。根據(jù)工程經(jīng)驗，討論區(qū)段宜盡量放坡，既保證了放坡工況下邊坡的穩(wěn)定，又可減小下部支護結(jié)構(gòu)的水平荷載。淤泥質(zhì)土層不宜采用放坡方案，故放坡深度初定為5.0m，坡率初定為1∶1.5。初定方案詳如圖2⒜所示。3.2.2邊坡整體穩(wěn)定性驗算根據(jù)場地設(shè)計條件，放坡部分安全等級按三級考慮，臨時邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)不小于1.15［6］。經(jīng)核算，放坡方案中的第二級放坡的邊坡整體穩(wěn)定安全系數(shù)不能滿足文獻［6］要求，故需對初定方案進行調(diào)整。3.2.3放坡方案修正根據(jù)場地設(shè)計條件，對直接放坡方案進行修正的方法是在二級放坡坡面增加土釘，修正后方案如圖2⒝所示。修正后方案按土釘墻方案進行驗算，邊坡安全等級取三級，整體穩(wěn)定安全系數(shù)取1.25［6］。經(jīng)核算，放坡土釘墻支護各項設(shè)計驗算能滿足文獻［6］要求。

3.3垂直支護方案制定與討論

討論區(qū)段基坑開挖深度為8.4m，放坡坡腳以下需再開挖3.4m，且本工況下開挖土層為填土層和淤泥質(zhì)土層，基底為淤泥質(zhì)土層。根據(jù)本項目設(shè)計條件，垂直支護方案中樁型可選擇鉆孔灌注樁和預應(yīng)力管樁［7］，兩種樁的優(yōu)缺點對比分析如表2所示。預應(yīng)力管樁的抗彎較其抗壓（拔）性能要弱較多，經(jīng)驗算，懸臂式方案其抗彎性能不能滿足要求，需要增加外拉錨，同時也需要用外拉錨控制支護結(jié)構(gòu)的水平位移。參考《預應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標準：JGJ/T406-2017》［8］，以常用的PHC500-125樁為例，其樁身抗彎力學性能如表3所示。根據(jù)表2對比分析，由于垂直開挖深度僅有3.4m，又因本項目工程樁采用預應(yīng)力管樁，且工程樁與支護結(jié)構(gòu)、土方開挖為同一單位完成，地下室承臺及后續(xù)土建施工為另一單位完成，在工期比較緊張的情況下，考慮到不同單位的交叉作業(yè)制約，綜合考慮，擋土結(jié)構(gòu)采用與工程樁一致的預應(yīng)力管樁，型號為PHC500-125-AB，樁間距根據(jù)設(shè)計驗算確定。

3.4樁間擋土止水方案制定

由圖3可知，場地首層填土以下依次為2.7m厚的淤泥質(zhì)土軟土層、2.6m厚的細砂強透水層，需要做好樁間截水和擋土，根據(jù)工程經(jīng)驗，選定比較經(jīng)濟的水泥土攪拌樁，詳細設(shè)計參數(shù)可參考《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范：JGJ79—2012》［9］、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范：廣東省標準DBJ/T15-38—2019》［10］執(zhí)行。

3.5詳細支護設(shè)計方案

依據(jù)3.1~3.3節(jié)分析和驗算，最終確定了“放坡+土釘+預應(yīng)力管樁+錨索”這一綜合方案，支護平面及剖面如圖3所示。垂直支護主要設(shè)計參數(shù)如下：⑴水泥土攪拌樁：攪拌樁，有效樁長8.0m；⑵預應(yīng)力管樁：PHC500-AB-125，有效樁長8.7m；⑶1道預應(yīng)力錨索：2根1×7f15.2mm，長度18.0m，其中自由段6.0m。經(jīng)驗算，支護剖面的各項穩(wěn)定性驗算滿足文獻［6］要求，支護樁的內(nèi)力及錨索的受力滿足要求。

3.6支護方案

實施實景“放坡+土釘+預應(yīng)力管樁+錨索”支護方案在工程實踐中取得良好的效果，支護方案實施實景如圖4所示。

4支護設(shè)計方案主要控制要點總結(jié)

⑴場地首層為6.26m厚的填土層，采用放坡方案，放坡高度5.0m，1∶1.5兩級放坡，放坡平臺取2.5m，第二級放坡增加土釘以確保邊坡的整體穩(wěn)定；⑵垂直開挖深度3.4m范圍主要為填土和淤泥質(zhì)土，采用PHC500-AB-125、中心間距1.0m的管樁，樁頂設(shè)1道預應(yīng)力錨索（2根1×7f15.2mm），間距1.5m；⑶管樁冠梁設(shè)置于淤泥質(zhì)土層上部力學性質(zhì)相對較好土層，保證冠梁施工時邊坡的臨時穩(wěn)定；⑷流塑性的淤泥質(zhì)土易從樁間擠出、強透水性的細砂易形成流水流砂，在管樁后側(cè)應(yīng)設(shè)置1排水泥土攪拌樁；⑸支護結(jié)構(gòu)管樁與工程管樁采用相同規(guī)格，因地制宜，經(jīng)濟合理，縮短了工期，節(jié)省了造價。

5結(jié)語

本文討論區(qū)段基坑支護設(shè)計方案主要特色體現(xiàn)在以下幾個方面：⑴在場地存在填土、淤泥質(zhì)土、砂層等不利地質(zhì)條件下，基坑采用了“放坡+土釘+預應(yīng)力管樁+錨索”綜合支護方案，設(shè)計方案安全可靠，經(jīng)濟合理。⑵因地制宜地成功將預應(yīng)力管樁作為支護的水平向受力構(gòu)件應(yīng)用在基坑開挖范圍存在較厚軟土夾層的深基坑支護設(shè)計中，縮短了工期，節(jié)省了造價，安全可靠，經(jīng)濟合理，成效顯著。⑶與灌注樁相比較，采用成品管樁可大大減少了對環(huán)境的污染，且綜合兼顧經(jīng)濟性與安全性，節(jié)約社會資源，踐行綠色設(shè)計理念。

參考文獻

［1］建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程：JGJ120—2012［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［2］建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程：廣東省標準DBJ/T15-20—2016［S］．北京：中國城市出版社，2017.

［3］李凌峰，劉煥存，魏海濤.緊鄰建筑物某深基坑支護設(shè)計與評價［J］．巖土工程技術(shù)，2019，33（3）：154-157+172.

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［7］湯小平.軟土場地預應(yīng)力管樁支護結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工［J］.淮海工學院學報（自然科學版），2010，19（4）：52-55.

［8］預應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標準：JGJ/T406—2017［S］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2017.

［9］建筑地基處理技術(shù)規(guī)范：JGJ79—2012［S］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［10］建筑地基處理技術(shù)規(guī)范：廣東省標準DBJ/T15-38—2019［S］．北京：中國城市出版社，2019.

作者：方孝明 王維成 單位：廣東省基礎(chǔ)工程集團有限公司