某大面积深基坑支护工程设计

陈燕宾

摘 要：文章介绍了某大面积深基坑支护工程设计方案，由于周边场地复杂，不同部位采取不同的支护形式，并对降水、土方开挖、基坑支护施工，基坑监测及应急预案提出了相应的要求。

关键词：深基坑;钻孔灌注桩;止水帷幕

一、工程概况

拟建项目基坑轮廓线总周长约为1098m，总面积约为49851m2，本工程建筑±0.000相当于大沽高程为3.650m，现地表建筑标高-0.500。基坑开挖深度为现地表以下4.9米。根据本基坑周边环境和开挖深度等情况，本基坑设计安全等级为二级。

拟建场地北侧和西侧外有6层建筑，南侧为既有铁路，东侧较为开阔。地下车库轮廓线北侧距红线10.2m，距建筑32m，西侧距红线最窄处6.5m，距西侧建筑最窄处14.5m，南侧距红线7.4m，距围墙14m，距既有铁路22.5m。

二、工程地质与水文地质条件

（一）工程地质条件

勘察场区大部分地段原为荒地，东部区域原为厂房及平房，后经拆除平整，场地局部存在零星沟坑分布，后经填垫，地势较为平坦，各勘探孔的孔口标高介于大沽高程1.32～2.80米之间。

本次勘察所揭露的地层属第四系全新统及中更新统上段地层。根据地质年代、成因类型及《天津市地基土层序划分技术规程》DB/T29-191-2009将场地土分为14个工程地质层。

依据勘察报告，基坑支护所需的该场地土层参数如下：

（二）水文地质条件

根据勘察结果，结合区域水文资料，本场区浅部15.0m以上地下含水层属潜水类型，15.0m以下含水层属承压水类型。潜水层受大气降水及地表水体侧渗为主要补给方式，主要以蒸发方式进行排泄，地下水位动态主要受气候、地面水体的影响，无统一的地下水流场。

天津地区多年年平均降水量为600毫米左右。年降水量主要集中在7～9月份，占全年降水量的70%～80%，年高水位期出现在8～9月份，年最低水位期出现在4～6月份，年水位变幅值为0.5～1.0米。

勘察期间，本场地地下水初见水位埋深为1.5～2.1米，相当于大沽高程0.30～0.90米。稳定水位埋深为0.7～1.7米。相当于大沽高程0.70～1.70米。

三、基坑支护设计总体方案

（一）工程特点及难点

（1）本工程基坑面积约为49851㎡，基坑深度为4.9m，基坑周围存在既有建筑、铁路，需要保护。（2）基坑面积较大，土层变化较多，存在较厚粉土层，需重视止水及降水措施。

（二）基坑支护方案

根据坑深、土层及周边环境情况，按照合理、经济及方便施工等原则，本工程采用单排灌注桩+退蹬卸荷，南侧角部加角支撑的整体围护形式。

北侧、西侧及南侧钻孔灌注桩桩径0.8m，桩间距1.0m，有效桩长14.2m。东侧钻孔灌注桩桩径0.7m，桩间距0.9m，有效桩长14.2m。上部退蹬卸荷深度1.0m，坡率1：1，卸荷平台宽2.0m，坡面挂网喷浆防护。钻孔灌注桩桩顶设置1200mm×800mm钢筋混凝土冠梁，南侧角部角支撑截面800mm×800mm，混凝土强度等级C30.

（三）降水方案

在基坑开挖前应采取相应措施，有效降低坑内地下水位，以加固基坑内和坑底下土体，提高基坑内土体抗力，从而减少坑底隆起和支护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降;并可有效减小坑内被开挖土体的含水量，防止土体在开挖过程中发生纵向滑坡，便于机械挖土、土方外运和坑内施工作业。

该基坑以下存在较厚的粉土层，采用在基坑周围设置全封闭止水帷幕，帷幕深度穿透6-2粉土层，隔断坑内外水力联系，对坑内地下水进行降水疏干，一般降至基坑开挖面以下1.0m左右。

止水帷幕采用单排双轴搅拌桩，桩顶一般位于现地表下1.0m，有效桩长15.5m。搅拌桩桩径700mm，组内咬合200mm，组间咬合300mm，采用PS32.5矿渣水泥，水泥掺入比18%，水灰比0.45～0.55。

基坑内采用大口井降水疏干。无砂混凝土井管径500mm，孔径800mm，井深10.0m，间距约17.0m 。在基坑周边设置观测井，井深8.0m，间距约30.0m。

四、土方开挖及基坑支护施工要求

（1）基坑边严禁大量堆载，地面超载应控制在10kPa以内。（2）支撑体系上方严禁堆载，支撑体系达到设计强度100%后方可进行下一步土方开挖。（3）机械进出口通道应铺设路基或局部加固地基。（4）土方开挖应分层分步、均匀开挖。不得超挖。（5）设计基底以上0.30m土体应由人工挖除。基坑开挖时不得碰撞工程桩及支护体系，并应注意对降水井的保护。（6）开挖至设计标高以后，应在48小时内按设计要求施工素混凝土垫层，工程桩桩头应在浇筑垫层后处理。

五、基坑工程监测要求

（1）本基坑为二级基坑，基坑监测单位应按照规范要求制定合理、可行、全面的监测方案。（2）在基坑降水开挖期间，须做到一日一测。在基坑施工期间，可视测得的位移及内力变化情况加密或减少。其余详见<<建筑基坑工程监测技术规范>>（GB50497-2009）。（3）重点监测内容：①支护桩顶水平位移、垂直位移监测;②周边地面、建筑、铁路、道路变形监测;③观测井水位监测;

除以上监测项目外，监测及施工单位尚应对以下项目进行观测：①基坑渗漏水状况;②基坑周边超载状况;

监测数据需及时交给基坑设计人员及有关各方，若测试值达到下述界限须及时报警，以引起各有关方面重视，施工单位应会同设计单位一起进行分析，并考虑采取相应的控制位移及沉降的措施。

基坑监测报警值：①支护桩顶水平位移50mm、垂直位移30mm;②地面沉降25mm;③观测井水位下降1.0m。

六、 基坑工程应急预案

（1）若基坑开挖过程中，支护结构变形过大，可采用卸土或者土方回填的方式;若基础底板已施工完毕或拆撑过程中，支护结构变形过大，可采取加设临时支撑的方式进行处理。（2）现场应备用注浆设备，基坑开挖过程中，若出现侧壁漏水等突发情况，视水量大小及发展情况，采取坑内堵漏或坑外注浆及时堵漏。

参考文献：

[1]白晓红主编.基础工程设计原理[M].科学出版社，2005.

[2]土力学/东南大学，浙江大學，湖南大学，苏州科技学院合编[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[3] JGJ120-2012.建筑基坑支护技术规程[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[4]DB29-202-2010.建筑基坑工程技术规程[M].天津：天津市城乡建设和交通委员会，2010.