巖土工程中基坑支護技術(shù)的應用與實踐

1   概述
　　近年來，隨著地下工程建設(shè)的迅猛發(fā)展，基坑工程的深度及施工難度不斷增加。為了保證復雜環(huán)境下基坑施工、主體地下結(jié)構(gòu)和基坑周邊環(huán)境的安全，對基坑側(cè)壁、周邊土體、周圍環(huán)境的支擋、加固及保護措施的要求就越來越高?；又ёo常常受土質(zhì)條件、地下水位以及工程規(guī)模等各種因素的影響，如何選擇合適的支護形式是目前的研究重點。本文以上海市某基坑支護工程為例，對支護體系在復雜地層中的應用效果進行了討論。
　　2   工程概況
　　本工程位于上海市長寧區(qū)，基坑周邊環(huán)境相對復雜。本工程場地地質(zhì)條件具有如下特點：
　?。?）①1-1層雜填土，地表有混凝土地坪，以下夾多層碎磚、小石塊等混粘性土，土質(zhì)不均等雜物，該層土土質(zhì)不均，結(jié)構(gòu)松散;①1-2層素填土，夾少量植物根莖和碎磚屑，以松散的粘性土為主，土質(zhì)不均勻。
　?。?）第②層粉質(zhì)粘土，呈可塑狀態(tài)，中等壓縮性，土性較好，場地內(nèi)均有分布。
　　（3）第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和第④層淤泥質(zhì)粘土，呈流塑狀態(tài)，具有壓縮性高，強度低、靈敏度高等特性，Ps平均值約為0.51Mpa，坑底位于第③層，對基坑坑底抗隆起以及基坑整體穩(wěn)定性不利。
　　場地淺部土層中的地下水屬于潛水類型，其水位動態(tài)變化主要受控于大氣降水、地面蒸發(fā)及地表水系等，豐水期水位較高，枯水期水位較低。設(shè)計施工時需做好必要的止水、排水措施，避免地表水流入基坑內(nèi)部。基坑圍護設(shè)計參數(shù)見表1。
　　3   基坑支護方案設(shè)計與驗算
　　本工程基坑周邊環(huán)境比較復雜，周圍有需要保護的建筑物或道路。淺層均為軟弱土層，對基坑圍護結(jié)構(gòu)的變形及整體穩(wěn)定性控制不利，圍護結(jié)構(gòu)需適當加強。密排鉆孔灌注樁作為擋土圍護墻，外側(cè)采用水泥土攪拌樁作為止水帷幕，是當今最具豐富設(shè)計和施工經(jīng)驗的擋土止水結(jié)構(gòu)型式之一，且是上海地區(qū)近年來用得最為廣泛的支護結(jié)構(gòu)型式，能在較深的基坑工程中使用，最大支護深度可達16m。該方法施工工藝成熟、質(zhì)量易控制、施工時對周邊環(huán)境影響小，由于樁徑可變，可以提供較大的側(cè)向剛度，從而可控制基坑工程開挖階段圍護體的變形。止水帷幕根據(jù)工程特點及基坑開挖深度，以及經(jīng)濟性等綜合因素，可選擇雙軸水泥土攪拌樁、三軸水泥攪拌樁或高壓旋噴樁等。圍護墻的滲漏會引起墻后的水、土流失，引起臨近建筑物的沉降和管線撓曲，此變形比圍護墻位移所產(chǎn)生的影響及范圍要大得多，因此防止圍護結(jié)構(gòu)的滲漏是確保本工程環(huán)境安全的關(guān)鍵因素之一。本工程基坑挖深在6m左右，特別是基坑東側(cè)有70年代的建筑住宅，距離基坑很近（約5.7m），雙軸水泥攪拌樁施工過程對臨近建筑物影響較大，易引起臨近建筑物的變形，故建議采用三軸水泥攪拌樁進行止水。
　　本工程基坑臨近已建建（構(gòu)）筑物側(cè)（東側(cè)和南側(cè)），根據(jù)以往工程經(jīng)驗，鉆孔灌注樁能有效控制圍護結(jié)構(gòu)變形，除做好泥漿排污工作外，基本不影響周圍環(huán)境，且造價適中。因此，本工程采用鉆孔灌注樁和三軸水泥土攪拌樁止水帷幕進行圍護。具體的降水方案由施工單位進一步深化。
　　驗算內(nèi)容包括整體穩(wěn)定性驗算、抗傾覆（踢腳）驗算、坑底、墻底抗隆起驗算和圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形驗算。計算剖面圍護結(jié)構(gòu)的最大水平位移為24.1mm，滿足規(guī)范要求。計算穩(wěn)定性安全系數(shù)計算均大于規(guī)范允許值，滿足施工安全要求。
　　4   基坑監(jiān)測
　　由于基坑工程影響因素眾多，理論設(shè)計計算很難全面反映實際情況。為控制基坑開挖對周邊環(huán)境的影響，及時預報施工過程中可能出現(xiàn)的問題，基坑開挖及地下室施工期間，應根據(jù)監(jiān)測資料及時控制和調(diào)整施工進度和施工方法。在施工期間對該基坑的周邊環(huán)境和圍護結(jié)構(gòu)進行了動態(tài)監(jiān)測，當基坑開挖到底時，圍護結(jié)構(gòu)水平位移控制較為良好，最大位移發(fā)生在坑底附近。周邊地面沉降小于計算值?；釉陂_挖期間周邊建筑物基本沒發(fā)生沉降變形，也沒有出現(xiàn)開裂等問題，基坑施工較為順利。