某基坑支护设计及现场监测实例分析

刘秀珍，熊伟芬，王海成

（中机三勘岩土工程有限公司，武汉 430030）

1 工程概况

武汉市某公共租赁房项目由7栋住宅楼、沿街商场、幼儿园及一层整体地下室组成，其中1－1＃和1－2＃、2＃～5＃楼位于该整体地下室范围内。基坑主楼范围开挖深度为7.45m，纯地下室范围开挖深度为6.25m。基坑平面大致呈平行四边形，开挖面积约16 500m2，周长约519m。

基坑北侧地下室外墙距用地红线约12.0m，红线外为空地；东侧地下室外墙距拟建6＃楼最小距离为15.00m，目前6＃楼未建；地下室外墙距用地红线约54.5m，红线外33.0m处为新城十五路；南侧地下室外墙距用地红线最小距离约10.0m，红线外为团结南路（团结南路为使用中市政道路）；西侧地下室外墙距用地红线最小距离约10.0m，红线外为台中一路（台中一路为使用中市政道路）。

2 场地岩土工程条件

拟建场区地势平坦，高程在21.03～22.73m之间，地貌单元属汉江I级阶地冲积平原。基坑影响深度范围内自上而下主要分布有厚度不一的素填土（Qml），第四系全新统冲积（Qal4）成因的粘性土及湖积（Ql4）的淤泥质粘土、第四系全新统冲积（Qal4）成因的砂性土，下伏基岩为志留系中统坟头组（Sf2）泥岩。构成本基坑坑壁的土层主要有：（1）素填土、（2－1）粘土、（2－2）粘土，基坑坑底座落在（2－1）层粘土、（2－2）粘土中，局部基底分布有（2－3）淤泥质粘土。（2－3）层土土质情况差，对基坑支护尤为不利。

根据勘察报告，本基坑开挖时对基坑有影响的地下水主要分为上层滞水和承压水两种。上层滞水主要储存在上部杂填土中，承压水储存于下部砂性土中，层厚约38m，为强透水层，承压水水头埋深约为2.0m。基坑开挖深度影响范围内土层参数如表1所示。

表1 基坑设计土层参数一览表

3 基坑支护与地下水控制方案设计

3.1 基坑特点分析

该基坑主要有以下特点：

1）基坑开挖面积大，达16 500m2，基坑开挖深度达到6.25～7.45m，对于一层地下室属于深基坑；

2）基坑周边环境相对宽松，若设置支护桩，桩顶有一定的放坡空间；

3）基坑范围内，各不同深度的坑壁地层分布有所不同，同一深度的坑壁地层分布亦不均匀。坑底部分存在软～流塑状的淤泥质土，对基坑整体稳定性不利；

4）承压水水头较高，基坑开挖易发生突涌现象。

3.2 基坑支护方案

根据以上特点，经多方案计算分析及经济对比，确定该基坑支护方案如下［1］：

1）北侧支护深度7.45m，场地相对较空旷，坑底分布有6.7m厚淤泥质土，采用二阶放坡＋悬臂排桩支护，桩顶标高控制在地面下4.5m。支护桩桩径为Φ700＠1000，桩长12m。桩顶放两级坡，一级坡高2.2 m，二级坡高2.3m，坡比1∶1.0，坡脚卸荷平台宽6.0m。

2）东侧支护深度6.25～7.45m，场地相对较空旷，坑底无淤泥质土分布，采用二阶大放坡支护形式。

3）南侧和西侧支护深度7.45m，场地相对较紧张，坑底分布有2.5～6.5m的淤泥质土，采用悬臂排桩＋被动区加固支护，桩顶控制在地面下3.0m。支护桩桩径为Φ600＠900，桩长12m。桩顶放一级坡3.0m，坡比1∶1.0，卸荷平台宽4.0m。被动区加固宽度7.3m，采用阶梯型加固模式，加固厚度2.5～5.5m。

3.3 地下水控制方案

1）基坑周边支护桩外侧均设置二排水泥土搅拌桩做防渗帷幕，桩顶放二阶坡段和二阶大放坡段均在卸荷平台前缘设置了二排水泥土搅拌桩做防渗帷幕。水泥土搅拌桩搭接150mm，有效桩长一般进入基坑底以下2m。

2）地下水水头较高，为防止基坑开挖过程中发生突涌事故，整个基坑共设置了12口深井降水，单井深25m，井径550mm，单井平均出水量1 200m3/d。

4 支护结构计算

土压力标准值采用朗肯理论公式分层计算，支护体系极限平衡按等值梁法计算，弹性抗力按m法计算［2］。

1）基坑北侧悬臂桩计算结果见图1。

2）基坑南侧及西侧计算结果见图2。

北侧支护桩位移计算结果51mm，由于基坑北侧为征地范围，且不存在需要保护的建筑物及管线等，在二级基坑变形限值范围内。基坑南侧和西侧支护结构位移为17mm，满足规范要求。

5 基坑监测

基坑在开挖过程中进行了监测，并通过监测数据指导基坑工程施工的全过程［3］。按照基坑重要性等级，一共布设了支护桩桩顶水平位移监测点18个。

根据基坑监测单位提供的基坑现场监测点平面布置图，基坑北侧、南侧及西侧支护桩桩顶水平位移监测布置图如图3所示。

根据监测数据结果整理的桩顶水平位移曲线如图4～图6所示。

根据《基坑工程技术规程》（DB 42/159—2004），二级基坑支护桩水平位移监测报警值为60mm（累计位移量）。

北侧ZCW1～ZCW3及西侧ZCW16、ZCW18监测点观测最大值均未达到报警值，最大位移量为监测点ZCW16第35d的观测值，为5.69mm。

南侧ZCW12、ZCW13测点位移量均已超过报警值，其中ZCW13监测点第42d位移量已达到101.19mm。ZCW12及ZCW13监测点位移量均在第14d急剧增大，现场目测到南侧支护桩后出现一条裂缝，长30m宽20mm，监测方下达了工程联系单。经过转移该处的施工材料，并将卸荷平台标高降低了约0.5m之后，变形量没有再次急剧增大，变化趋势也趋于稳定。

6 基坑支护效果和经验

1）对于基坑底有软土的工程，若场地有条件，采用放坡减载的支护方案技术可行且最经济；若场地条件有限，则可采用放坡＋悬臂排桩支护或悬臂排桩＋被动区加固的联合支护方式。从桩顶位移监测结果来看，该工程的支护方式是安全合理的。本工程的基坑变形控制达到预期目的。

2）在武汉汉口长江（汉江）Ⅰ级阶地广大地区，采用深井降水措施控制地下承压水方案技术可行；

3）一个深基坑的成功实施，必须有好的监测措施做保证，坚持以“信息法”施工指导基坑开挖。

［1］ JGJ 120—2012，建筑基坑支护技术规程［S］.

［2］ DB 42/159—2004，湖北省基坑工程技术规程［S］.

［3］ GB 50497—2009，建筑基坑工程监测技术规范［S］.