原创《复杂条件下基坑支护技术综合应用》
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【摘 要】桂林市荔浦县光明小区 4#、5#楼基坑,紧靠县城街道和多层住宅楼及河流,周边环境复杂.场地内多层岩土层不均一,性能差异大.场地水文地质条件复杂.基坑支护设计密切结合实际,采用重力式水泥土墙和截水帷幕结构为主,局部锚拉冲孔灌注桩和高压注浆加强的支护类型,结合基坑内降水等地下水控制方法,取得良好的经济效益和社会效益,供相似类型工程项目借鉴参考.
【关键词】基坑；高压旋喷；降水井；冲孔
灌注桩
【中图分类号】 TU753
【文献标识码】A
1.前言
随着城市人口的增加,城市的地价越来越贵,要建设的高层建筑大多集中在市中心,周围建筑物密集、交通拥挤,基坑开挖施工条件差,而且临近常有需要保护的永久性建筑或市政公用设施,没有足够的放坡开挖空间,对基坑稳定和位移控制要求严格.基坑支护方案的选择合理与否直接决定着基坑支护的安全与造价,因此,如何结合场地工程地质条件及场地周边环境给出一个合理的支护方案成为关键.
荔浦县光明小区 4#、5#楼基坑工程紧靠县城街道和多层住宅楼及河流,周边环境复杂,场地工地地质条件和水文地质条件复杂,基坑支护设计密切结合实际,采用重力式水泥土墙和截水帷幕结构为主,局部锚拉冲孔灌注桩和高压注浆加强的支护类型,结合基坑内降水等地下水控制方法,实践证明,设计合理、方法恰当,节约投资,缩短工期,在该类环境中具有典型的基坑支护代表作用.
2.工程概况
荔浦县光明小区 4#、5#楼地上 15~16层,地下一层（-4.20m~-4.70m）,总建筑面积39511.73m2,地上建筑面积为 34941.73m2,地下一层长 138.54m,宽 32.60m,建筑面积为4570 m2,&plun;0.000标高为+101.50m.采用框架结构；基础类型采用桩基础.
4#、5#楼基坑位于荔浦县汽车站南侧,荔浦河北面.基坑南距 12F 3A#楼、3B#楼
24.00m,东距 6F民宅仅 4.80m,西、北围墙外为城市道路,在基坑西北角和东北角均有变压器,东侧围墙内侧约 7.50m处设有排水井,基坑内设有 2个塔吊.基坑东侧围墙外距围墙 1.40~1.50m埋深 1.50~1.80m为Φ800mm地下排污管（水泥管）,围墙内距围墙 2.10m,埋深 0.80~1.60m为现建筑场地用电电缆管线,基坑周边环境条件复杂（见图1）.
3. 工程与水文地质条件
场地岩土层自上而下有杂填土、粉质粘土、粉砂、卵石、细砂（局部分布于 4#楼基坑西北侧）、含角砾粉质粘土（局部分布于 4#楼基坑西北侧）及灰岩.场地典型工程地质剖面图如图2.
场地地下水有上层滞水、孔隙水和岩溶水.上层滞水赋存于杂填土层孔隙中,富水性差～中等,对开挖基坑影响小.孔隙水含水层由粉砂、细砂和卵石层组成,基坑支护专项勘察期间属枯水期,地下水水位标高 96.52～97.88m,富水性中等～丰富.根据现场抽水试验,其渗透系数K等于9.57m/d,影响半径R等于12.00m.岩溶水具统一地下水水位,具微弱承压性,其水位标高比孔隙水水位标高 4～ 5cm,岩溶发育地段与孔隙水水力联系密切.
地下水水位年变幅平均值 1.70m,丰水期场地水位标高 98.22m.考虑基坑底板施工,建筑设计要求水位降深至建筑设计基坑底标高以下
1.30m,即-6.0m,标高为95.50m.
场地内地下水均由北向南排入荔浦河,与荔浦河水力联系密切.基坑开挖标高主要处于卵石层和其孔隙水范围内,为保证基坑挖土、地下室施工及基坑周边环境安全,基坑开挖、支护工程须进行地下水控制.
4.基坑整体方案设计
针对基坑周边复杂的环境条件,密切结合基坑及周边岩土体特征,充分利用土层多层结构的特点,采用高压旋喷注浆、高压注浆加固,形成截水帷幕和重力式水泥土墙,东侧基坑及塔吊处,结合锚拉冲孔灌注桩排进行支护.辅以放坡、放坡面防护、设降水井、地面硬化和排水沟、集水井、回灌井、封堵岩溶地下水突水点等综合技术措施.
（1）采用单管高压旋喷注浆成桩,辅助高压注浆加固,构成堵水防渗帷幕墙和水泥土墙,防止地下水、涌砂、流砂涌入基坑内和基坑侧壁稳定.
高压旋喷注浆截水帷幕墙沿基坑四周设置于基坑外边缘与建筑用地红线界内,按孔距0.45m,排距 0.30m梅花状布置二排,重点地段和部位加密为三排；其中,5#楼基坑东侧靠近 6F居民建筑物一边设置三排,并于高压旋喷桩排与放坡一侧设高压注浆孔二排,梅花状布设；锚拉冲孔灌注桩排段于高压旋喷桩排外侧设高压注浆孔一排 ~二排,进行高压注浆.
单管高压旋喷桩主要技术参数：旋喷注浆压力≥ 20MPa,旋喷注浆加固体直径
0.60&plun;0.20m,旋喷浆液流量 80～120L/min（遇卵石层用量适当加大）,喷咀直径≤ Φ2mm（建议 Φ1.5～2.0mm）,喷咀采用 2个,旋喷转速约 10～20r/min,旋喷提升速度 10～ 20cm/min（遇卵石层适当放慢或重复喷射）,旋喷注浆管（孔）外径≥Φ50mm.
主要材料采用 P.o32.5普通硅酸盐水泥,搅拌制浆液,必要时添加水泥用量 2～ 4%的早强剂或防渗型外加剂.水灰比采用 0.75：1～1.2：1,以配合比实验成果为准,浆液密度 1.6g/cm3,凝结 28天抗压强度≥10MPa.
帷幕墙连续,墙体厚度 B ≥ 20cm（按B等于ΔH/J计,J为水力坡度）,渗透系数K ≤ 8.64×10-5～8.64×10-4m/d,墙体高度由灰岩顶面至砂卵石孔隙水含水层顶面（标高+99.50m左右）或岩面顶面（4#楼西北侧段基岩埋深大,其深度达 12.00～16.00m）至当地地下水丰水期最高水位标高（约 +99.50m）.墙体固结土抗压强度≥ 5MPa,特别加强砂卵石与灰岩接触部位墙体的连接.
（2）高压注浆加固加强：沿帷幕墙内侧设高压注浆加强孔二排,梅花状布设,加固帷幕墙内侧土体；锚拉冲孔灌注桩段,于止水帷幕墙外侧设一排 ~二排高压注浆孔,加固帷幕墙外侧土体,塔吊基础的东、北、西设冲孔灌注桩和一排高压注浆孔加固.
注浆孔孔深由粉砂层顶面至灰岩面,特别应加强砂层与岩面注浆.采用 P.O32.5普通硅酸盐水泥浆液,水灰比 1：1～ 1.5：1,以配比试验成果为准,浆液密度 1.4～1.6g/cm3,（凝结）28天抗压强度≥ 5MPa,注浆控制压力为 0.50～ 1.00MPa；设计注浆有效扩展直径
1.50～ 2.00m,采取控制性注浆,加强高压旋喷注浆薄弱段和粉砂卵石层及细砂层需重点防护段.
（3）锚拉冲孔灌注沿高压旋喷注浆截水帷幕墙靠基坑内壁布设一排,桩径 Φ1.20m,桩距2.50m,单根长 8.0～11.0m,桩端嵌入完整基岩≥ 2.00m,并依岩面埋深适当调整.冲孔灌注桩采用钢筋砼桩,桩身砼强度等级为 C25.冲孔灌注桩顶设横截面 1.20m×0.60mC25钢筋砼冠梁,将桩和斜拉锚杆联结为一体,组成锚拉桩结构.冲孔灌注桩顶部设一排斜拉锚杆,每桩一根,间距 2.50m,单根长 9.00m(依实地调整 )；采用 1Φ25mm锚筋,锚杆孔径 Φ110~130mm,与水平线俯角 25°（依实地调整）,锚固段入岩≥ 1.00m或入卵石层段≥ 5.00m,孔内灌满 M20水泥砂浆.设计单根锚杆抗拔力 100KN.冲孔灌注桩灌注砼和锚杆注浆采用水下作业法进行.塔吊处冲孔灌注桩端嵌入完整基岩≥ 4.00m,单桩长
10.00~12.00m.
（4）放坡：基坑边线顶部除锚拉桩排处按 1：
11.50～1.80m,并于旋喷桩顶设平台,宽 0.80～ 1.00m,斜坡面和平台面用厚10cm 的 C20砼封闭防水.其余放坡按坡比1：
275和1：1.0放坡至基坑底.
（5）放坡坡面防护：防降水冲刷和保证坡面稳定,放坡后进行坡面防护.采用锚喷防护冲孔灌注桩间土体.依实际情况,基坑底边线处设浆砌护脚石.
2降水井：基坑内设降水井抽水降低地下水位.考虑周边环境及东 6层民用住宅楼较近等因素,对降深和抽水量进行控制降.4#（6）降低地下水位至设计基坑底标高下 0.50m时,预测4#、5#楼基坑涌水量 893.70m3/d,按控制降深、控制涌水量的降水方案,布设 6～ 8个降水井.每井井深 25.00m,井径Φ130～ 170mm.降水工程延续至基础、地下车库施工作业面至高于当时地下水水位标高止.
（7）地面硬化和排水沟：于基坑底四周并结合基础后浇带等施工条件和基坑顶临时简易房滴水线附近设置,并与地表排水系统相连通.基坑开挖过程中依据分层开挖实际,设临时排水沟和集水坑,抽排降水及渗入基坑内水体.
（8）基坑内集水井：按长 ×宽 ×深为
1.00m×0.50m×0.50m设置,坑底和周壁用砖浆砌,集水井与基坑底排水沟相连.遇岩溶水上涌严重处另行设置临时性集水坑抽水,直至封堵上涌水通道为止.
于基坑东侧靠 6层住宅楼一侧设置地下水观测孔一排,孔深5~6.00m,孔距30~40m,孔径≥ Φ63.5mm,监测止水帷幕外侧砂卵石层孔隙水水位及其变化.
5.基坑开挖到底后周边建构筑物变形情况
根据基坑周边监测点的监测情况,选取有代表性的基坑坡顶水平位移、锚拉冲孔灌注桩水平位移时程曲线进行分析,各测点在基坑开挖后随基坑开挖深度加深变形呈增大趋势,曲线变化较为缓和,各监测值均未达预警值.基坑开挖过程支护结构和止水结构连贯性好,稳定性和安全性符合要求.基坑支护工程施工,基坑安全,止水帷幕效果良好.基坑支护结构水平位移、垂直位移、附近建筑物和道路及基坑附近市政设施的变形、倾斜满足要求.
结语：
荔浦县光明小区 4#、5#楼基坑支护设计密切结合实际,采用重力式水泥土墙（兼作截水）和截水帷幕结构为主,局部锚拉冲孔灌注桩和高压注浆加强的支护类型,结合基坑内降水井、坑外回灌井和集水明、排沟等地下水控制方法,辅以地面硬化、坑壁坡面硬化防护等综合措施进行.施工中,解决高压喷射注浆（成墙、帷幕）、高压注浆加固（浆液配比、制作、压力、提转速等）、地下水位控制等诸多技术难关,提高工程效益.经基坑开挖和监测,沉降和变形小,满足技术规程和设计要求,支护结构、基坑周边建筑物、坑边地面等安全.基坑支护设计因地制宜,造型合理,技术先进.为地层复杂、地下水复杂和周边环境复杂条件下的基坑支护工程设计提供一个成功的实例,供相似类型工程项目借鉴参考.
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准 .建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）.北京：中国计划出版社,2009
[2]中华人民共和国国家标准 .岩土工程勘察规范 (2009版)（GB50021-2001）.北京：中国建筑工业出版社,2009
[3]中华人民共和国行业标准 .《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）.北京：中国建筑工业出版社,2008
[4]中华人民共和国行业标准 .建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）.北京：中国建筑工业出版社,1999
[5]林宗元 .岩土工程试验监测手册 .北京,中国建筑工业出版社,2005
作者简介：
卢春名（号：452523198109165014）,1981-,硕士研究生学历,水工环工程师,主要从事水文地质、工程地质方面工作.
基坑支护论文参考资料：
本文总结,本文论述了关于基坑支护方面的大学硕士和本科毕业论文以及基坑和复杂条件和支护相关基坑支护论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料。
