浅谈在深厚砾石_卵石层中基坑支护方案选型及案例分析_刘宇光

浅谈在深厚砾石、卵石层中基坑支护方案选型及案例分析■刘宇光■广东省建筑设计研究院，广东广州510010摘要：针对砾石、卵石层深厚地区的岩土工程特性，结合广州某深基坑工程实例，探讨了在此类地区深基坑支护方案的选型，同时通过数值计算与监测结果的比对分析，得出一些有价值的结论，为此类地区类似深基坑工程的设计施工提供参考依据。

关键词：深厚砾石卵石层基坑支护基坑止水随着我国经济、社会的快速发展，基坑工程的规模也在不断增大。

尤其在一些沿海的大城市，市区内用地紧张，周边建筑物密集，地下管线复杂，基坑开挖时常需要保护周边已有建构筑物。

而当拟建场地存在较厚的砾石、卵石层时，往往含有丰富的地下水，如果止水不当导致基坑外水位下降，则容易造成周边建筑物及管线沉降。

本文结合了广州市某基坑支护项目，探讨深厚砾石、卵石层中基坑支护方案选型及分析。

1工程概况拟建场地位于广州市从化区，大江路以北，国道G105以西。

拟建工程为两栋塔楼，分别为14层和16层，设置有1 2层裙楼及1 2层地下室。

地下室基坑总占地面积为4700m2，基坑边周长约为280m。

本基坑形状呈长方形，一层地下室基坑开挖深度为6.40m，二层地下室基坑开挖深度为9.95m，电梯井局部达12.45m。

场地现状地势平坦，场地东面和西面为空地，南面为大江路，场地北面为小山丘，西北角距离地下室边线6.00m处有一栋两层住宅，基础形式为天然基础。

场地南面靠近大江路分布有较多市政和电力、电信管线。

2工程地质和水文地质条件2．1工程地质的小山丘，四周为菜地、市政道路及民宅。

根据钻孔揭露，主要由第四系填土层、第四系冲积层（可塑粉质粘土、粉细砂、中粗砂、砾石层、卵石层）、残积层和基岩（花岗岩）风化岩带组成，基坑底主要在砾石层和粉质粘土层中。

2．2水文地质条件地下水主要赋存在人工填土层、第四系砂层和基岩裂隙中。

地下水的来源主要为大气降水和地表水渗透。

实测地下水稳定水位埋深为3.20 4.80m，平均埋深4.19m。

3基坑支护方案分析与计算3．1基坑支护结构的选型分析本项目基坑支护安全等级为二级，侧壁重要性系数取1.00。

基坑支护选型需综合考虑项目各个因素，以安全、可靠、经济、合理为原则进行支护选型。

本场地地质条件复杂：岩土层种类多，分布不均匀；强透水层广泛发育且密实度较高，富含了大量地下水，水压较大，局部直接过渡到岩层，止水难度大。

场地周边环境复杂：存在大量市政管线和建筑物。

因此，基坑设计要求严格控制支护结构位移并有效的止水，否则将对周边管线及建筑物的安全稳定产生不利影响。

现对基坑支护结构选型分析如下。

结合地质条件、环境条件及基坑开挖深度，本基坑支护及止水体系可采用“地下连续墙、旋挖灌注桩、钢筋砼内支撑、预应力锚索、三轴搅拌桩”等支护型式相结合的方案。

地下连续墙：支护结构刚度较大，结构整体性好，对变形及止水控制较好，对周边管线及道路影响较小；支护结构占用场地面积较小。

但对施工技术要求较高，造价相对较高，有条件时可与地下室外墙“两墙合一”以节约造价。

旋挖灌注桩：施工技术较为成熟，可通过增加设备来控制工期，造价相对较低。

但旋挖桩在密实的砾石、卵石层中钻进困难，支护桩施工时容易塌孔，机械损耗大。

钢筋砼内支撑：对周边市政道路、管线影响较小；支锚刚度大，控制变形效果较好；安全可行。

对地下结构施工有一定的影响，地下室的施工伴随有拆换撑的过程。

预应力锚索：工期较短，地下结构施工便利，出土方便。

但在砾石、卵石层中成孔困难，容易塌孔；赋存在砾石、卵石层中的地下水具有一定承压性，锚索成孔时地下水易从孔道涌出；漏水涌砂易对周边建构筑物及管线产生不利影响；锚索进入到相邻地块将对其后期开发造成影响。

三轴搅拌桩：在支护结构外侧形成一道封闭的止水帷幕。

但设备较大，施工时占用大量空间；三轴搅拌桩在密实的砾石、卵石层中施工困难，成桩效果难以保证。

通过对上述支护型式进行对比得出：采用“地下连续墙+内支撑”的基坑支护和止水体系，对控制变形和止水效果较好，对周边环境影响较小；支护和止水为一体，可将基坑支护结构控制在红线范围内；施工具有可行性，能够确保合理施工工期。

（a）地下室基坑支护平面图（b）地下室基坑支护剖面图图1基坑支护平面图及剖面图3．2基坑支护结构的计算因为基坑实际施工开挖过程比较复杂，完成按照实际施工过程进行模拟的难度较大，故采用平面应变假设，本项目采用北京理正深基坑支护结构软件进行分区计算。

·16·2016年第16期（总第193期）江西建材施工技术3．2.1各分区内地面超载取值一般区域区：考虑地面超载取值为20kPa ；出土口区：考虑地面超载取值为35kPa 。

3．2.2水位取值基坑内侧水位按地下水位降至基坑底以下0.50m ；基坑外水位选取地面下0.50m 。

典型剖面计算结果如图2所示：图2典型计算结果包络图4实施效果图3CX11点处测斜监测结果图本项目基坑从2015年4月开始施工至2015年10月基坑施工完成，施工期间经历了多种恶劣天气的考验，由于设计方案考虑较为全面，基坑支护受力及止水效果很理想，基坑开挖期间无地下室渗漏情况发生，从监测数据来看各项指标均正常，基坑处于安全状态。

基坑监测反映的支护结构水平位移监测资料表明，坡顶水平位移量最大4.80mm ，基坑坡顶沉降最大值为0.90mm ，测斜点监测的支护结构深层位移最大值为7.11mm （CX11），如图3，支撑轴力最大值为5639.14kN （ZC3－2），立柱桩最大沉降为－8.8mm （LZ4）；从结果可知，实测监测数据与计算值比较吻合，且都在报警值范围内；目前支护结构已施工完成，基坑开挖到底完成现场图如图4所示。

图4基坑现场图5结论由于砾石、卵石层的渗透性较好，在深厚且密实的砾石、卵石层中进行基坑支护设计，需充分考虑止水及施工可行性等因素，一旦选型不合理，容易造成基坑的安全事故，通过本项目基坑工程，可总结出如下结论［4 5］：（1）当基坑深度超过10m ，且地面以下2倍基坑开挖范围内砾石、卵石层厚度大于5.0m 时，竖向支护体系宜采用地下连续墙。

（2）在砾石、卵石层较厚且密实度较高的场地中，宜采用地下连续墙穿过透水层进入到不透水层作为止水帷幕。

考虑到常用的高压旋喷桩及搅拌桩的成桩效果难以保证，应当慎用高压旋喷桩及搅拌桩进行止水。

（3）在砾石、卵石层较厚的场地中，考虑到锚索成孔难度较大且易塌孔，锚固体与大直径的卵石的摩阻力难以保证，不宜采用预应力锚索，宜采用钢筋混凝土内支撑作为侧向支护体系。

（4）当采用地下连续墙+内支撑的支护型式时，地下连续墙应嵌固到较好的土层或基岩中，防止因被动土压力不足造成地下连续墙绕支撑点转动，发生整体稳定性破坏。

参考文献［1］刘建航，候学渊．基坑工程手册［M ］．北京：中国建筑工业出版社，1997．［2］行业标准：建筑基坑支护技术规程［M ］．JGJ 120－2012．北京：中国建筑工业出版社，2012．［3］广东省标准：《建筑基坑支护工程技术规程》［M ］．广东省建设委员会（DBJ /T 15－20－97），1997（11）．［4］郭典塔，谢琳等．在珠江边深厚砂层中深基坑支护设计选型研究及案例分析［J ］．广东土木与建筑，2014（10）：20－23．［5］石国伶等．砂卵石地层深孔帷幕注浆止水施工技术［J ］．山西建筑，2015，41（22）：檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪87－88．（上接第116页）民用建筑的水段安装工艺进行分析，发现水电安装中存在的不足，并提出相应的解决对策。

参考文献［1］蒋春山．简析建筑水电安装工程技术［J ］．广东建材，2011（12）：72．［2］温玉平．建筑工程水电安装施工质量控制［J ］．水利天地，2012（1）：15．［3］张宏．建筑安装问题分析［J ］．21世纪建筑材料，2010（6）．［4］高层建筑水电安装过程的技术探讨［J ］．中华民居，2011（2）：131－131．［5］曹长征．高层建筑水电安装技术问题之我见［J ］．商情，2013（47）：檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪302－302．（上接第139页）装质量。

同时，技术人员也要将机电设备检修工作落实到位，将其运行过程中的安全隐患降到最低，提高机电设备整体效益。

4结语水利泵站机电设备安装过程比较复杂，直接影响了水利工程的整体运行质量和效益。

技术人员要结合水利泵站具体情况，对机电设备的安装流程进行严格控制，以提高整体安装质量。

同时，项目负责人也要重视后期检修工作，及时发现机电设备运行过程中的故障，并对其进行及时处理，最大程度提高水利泵站机电设备整体性能，推进我国水利工程建设快速发展。

参考文献［1］马明海，张翠芳．水利泵站机电设备安装及检修方法［J ］．黑龙江科技信息，2016（02）：118－119．［2］邬明敏．浅析大型水利泵站机电设备安装和检修的措施［J ］．河南水利与南水北调，2016（02）：77－78．［3］武怀成，刘肖峰，等．泵站机电设备安装施工要点分析［J ］．科技展望，2015（18）：249－250．·26·。