云南某工程基坑支护设计施工与监测★

董家珍,李金云,张爱卿

(北华航天工业学院建筑工程学院，河北 廊坊 065000)

1 工程概述

拟建工程位于东风西路与五一路和光华街围成的三角地，规划建筑包括2栋高层建筑物，设计±0.00=1 892.00 m，设3层地下室，纯地下室部分基坑垫层底标高为1 877.75，主楼部分基坑垫层底标高为1 876.95，基坑开挖周长为448.50 m，开挖面积为8 723.4 m2。拟建云南某项目场地的周边环境复杂，施工难度较大，场地的西南边为昆明市主要干路某某路，将有地铁的地下隧道经过该拟建场地地下；场地的东侧为云南省公安厅的住宿区，有5幢房屋，分别为混6(碎石桩基础，桩长为3 m～4 m，距基坑约9.5 m)、食堂混4(浅基础，距基坑约有13.6 m)、办公楼混7(距基坑约8.4 m)以及杂物间砖2(浅基础)，场地的东北侧是一道路，场地北侧则为图中的街，距离基坑垂直开挖线12 m～15 m的位置处分布有6栋砖3房屋，距离基坑垂直开挖线25.6 m的位置处存在一栋混15桩基础建筑，如图1所示。

2 工程地质特性

根据现场工程地质调查及钻探，场区表层分布第四系人工填土(Qml)层；其下为第四系冲、洪积(Qal+pl)层，岩性为黏土、粉土、圆砾、有机质土、粉质黏土；第四系冲、湖积(Qdl+pl)层，岩性为黏土，如表1所示。

拟建场地地下水为潜水与承压水的混合类型，本场区地下水对混凝土结构及钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性[1]。拟建场地含第四系孔隙水，含水层主要有②1，②2，③，④1等层，且属强透水层，水量丰富。地层的综合渗透系数及基坑涌水量见表2。

表1 地层条件统计表

表2 基坑涌水量表

由于拟建场地地基土不均匀，导致地下水条件存在较大的差异性，由表2可知，在水位降深和基坑面积相同的情况下，ZK3比ZK13处综合渗透系数大，基坑降水影响半径也大，基坑涌水量则大。在总体上涌水量较大，影响半径较远，旋挖桩施工时需控制护壁泥浆[2]的调配。

根据地下水性质，适当的控制泥浆配比、混凝土配合比及地下水位，对支护桩影响不大[3]。

3 基坑支护面临的问题

1)基坑深、周边环境复杂：本基坑最深达15.2 m，基坑周边均为重要的建(构)筑物及地下重要管线，基坑施工中对支护结构[4]变形及周边建(构)筑物控制要求极其严格。

2)本项目位于闹市中心，场地的北侧及东侧为住宅及商业办公区域，施工中对环境保护及施工噪声控制要求极高。

3)场地现阶段出入口仅有一个，且工程所在地位于主城区一环以内，周边交通复杂，施工支护桩、浇筑冠梁、腰梁等，由于上下班高峰期影响混凝土罐车及其他材料车辆不能及时抵达现场，工程的主要材料钢筋及商品混凝土供应的及时与否，是影响工程工期及质量的关键之一。

4)土方挖运困难：基坑开挖深度15.2 m。基坑垂直开挖线周长448.5 m，垂直开挖线内基坑面积8 823.9 m2。基坑采用三道内支撑结构进行支护，出土困难。且工程所在地位于主城区一环以内，周边道路交通拥挤，出土时间受限，出土成为制约工期的主要因素。

4 基坑支护设计方案

4.1 基坑止水设计方案

基坑止水采用三重管高压旋喷桩咬合钻孔混凝土灌注桩+三轴深搅桩相互咬合形成双排止水帷幕，止水桩桩底进入④层黏土隔水层不少于2 m。

4.1.1 三轴深搅桩施工流程

三轴深搅桩施工技术适用的土层相对较广，包括填土、淤泥质土、黏性土、粉土、砂性土、饱和黄土等等。三轴深搅桩施工时，三轴搅拌机施工效率高，大大缩短了施工工期，并且通过实践已经证明了此法止水效果佳。施工采用二次喷浆、二次搅拌、一个来回的钻杆输浆成桩工艺施工工序如图2所示。

4.1.2 三重管高压旋喷桩施工流程

高压旋喷施工技术[5]是以静压灌浆为基础的地基施工技术，三重管高压旋喷桩施工工艺则是该施工技术中较为先进的一种应用形式,能够很好地为深基坑工程的施工带来许多的帮助。三重管高压旋喷桩在国内止水帷幕中的应用较为广泛[6]，尤在软土地基工程的地基加固及止水围护中起到重要作用。

三重管高压旋喷桩施工工艺具体施工流程如图3所示。

4.2 剖面支护桩设计方案

剖面支护桩设计方案为：

先施工支护桩，后施工立柱桩，共有4个立柱桩，如图4所示。

单颗桩的施工程序：定位放线→泥浆制备→探孔及埋设护筒→钻机定位→钻进成孔，清孔→钢筋笼制作、吊放→安装导管→水下灌注混凝土→安全防护→移机、清土、施工下一颗旋挖桩。

对于支护桩施工来说，泥浆护壁作用尤为重要，应对其泥浆配比进行实验研究，其泥浆配比结果见表3。

表3 泥浆配比表

4.3 基坑监测设计方案

基坑监测设计方案的原则[7]，本项目结合上述基坑支护设计方案，拟定基坑监测方案如表4所示。

表4 主要监测项目一览表

5 结论

1)根据地下水性质，适当的控制泥浆配比、混凝土配合比及地下水位，对支护桩影响不大。在水位降深和基坑面积相同的情况下，渗透系数及基坑降水影响半径越大，基坑涌水量越大，总体上涌水量较大，影响半径较远，旋挖桩施工时需控制护壁泥浆的调配。

2)结合工程地质特性进行基坑支护设计，基坑止水采用三重管高压摆喷桩咬合钻孔混凝土灌注桩+三轴深搅桩相互咬合形成双排止水帷幕；剖面支护桩采用旋挖钻孔混凝土灌注桩，支护桩顶设置钢筋混凝土冠梁；设计基坑支护监测方案，保证基坑施工的安全性和稳定性。