卵石地层及入岩地下连续墙的设计与施工

卵石地层及入岩地下连续墙的设计与施工

摘要：介绍了在地下水丰富的卵石及基岩地层中应用地下连续墙结合钢管内支撑和高压旋喷桩的支护体系结构的设计与施工，重点阐述了方案设计、地下连续墙施工方法、事故处理以及实施效果。

关键词：深基坑支护设计施工技术处理措施

0 引言

随着我国经济建设的迅猛发展,城市建设和工业生产也加快了对地下空间的开发和利用，随之而来的深基坑支护工程的设计、施工技术也得到了长足的进步。某浮法玻璃生产线联合车间熔化工段深基坑工程，由于基坑周边环境复杂，需严格控制地面沉降；支护结构还要穿过松散、透水性强的卵石层并进入强度较高的基岩约4m。本基坑重点支护部位为砂卵石层（该地层稳定性极差，卵石一般粒径较大，局部含漂石，最大粒径达1m），需解决的难题是在中等风化粉砂岩层中顺利成槽或成孔，确保支护结构进入基岩层中。现将此基坑成功的支护设计及施工方法介绍给大家，以供大家参考。

1 工程概况

该基坑工程位于湖北省当阳市。场地原始地貌属沮水河II级阶地后缘。生产线场地介于景屏山和“五七”干渠之间。基坑总开挖面积约5060m2，支护周长约530m，基坑开挖深度为2.10～11.76m。其中

熔化工段基坑设计深度11.76m，其形状近似呈“凸”形，周长186.8m，最长边长48.9m，最短边长14.5m。下述支护设计主要针对开挖较深的熔化工段，该基坑重要性等级为一级。

基坑北面距已有玻璃生产线最近约20m，该生产线对地基沉降控制要求较高。基坑顶边北侧距天燃气管仅3m，基坑顶边东南面距离50m高的烟囱仅8m，距离厂区主水管线1m，距离厂区道路1.1～9.6m；基坑南面距离厂区食堂约8.2m；基坑西面为规划空地。基坑挖深最大部位在东部。

1.1 工程地质、水文地质情况

本工程场地内地下水较为复杂，基坑需穿过含水层，坑底位于基岩上。地下水对基坑开挖危害极大，必须对地下水进行有效治理；若长时间大量抽排地下水进行超深降水，易于诱发周边环境问题，对已有生产线影响较大。

1.1.1 工程地质条件

（1）杂填土：杂色，主要有褐黄色、灰色，主要由卵石、砾石和砂夹粘性土等组成，其中卵、砾石主要为灰岩、石英岩和硅质岩，最大粒径达100mm以上，一般粒径0.5mm～20mm，含量约50%～90%，粘性土含量约10%～50%，呈湿～饱和、松散～稍密状态，以松散状态为主。

（2）粘性素填土：杂色，主要颜色有褐黄色、黄色、黑灰色，主要由粘性土夹卵石、碎石、砾石和砂等组成，局部含黑色腐植物、淤泥等，其中粘性土含量约50%～80%，呈湿、松散状态。天然重度γ=19.0 kN/m3, ΦK =15°, CK =10 KPa。层厚0.5～6.5m。

（3）粉质粘土：褐黄色、黄色，局部为灰色，无摇振反应，稍光滑，干强度中等，韧性中等，层底部局部为灰色粉质粘土夹粉土、粉砂，状态变软。该层呈湿、可塑状态。天然重度γ=19.5 kN/m3, ΦK =15°, CK =24 KPa。层厚0.5～10.8m。

（4）圆砾夹卵石：灰黄色、黄灰色、灰白色，砾、卵石母岩成份多为灰岩、石英砂岩和砂岩等，多呈亚圆形，未风化，坚硬；圆砾含量约10%～70%，一般粒径0.5mm～20mm；卵石一般粒径20mm～200mm，含量约10%～50%，局部约含5～10%的漂石；卵石粒径最大达1.0m。地下水位较高，渗透系数平均值463.26m/d；单位涌水量平均值为428.43m3/d；水力梯度I=0.0021～0.0022。充填物细、中、粗砂都有，局部充填物为可塑状态粘性土。该层级配较好，呈饱和、稍密状态。天然重度γ=20.5 kN/m3, ΦK =40°, CK = 0 Kpa。层厚0.5～15.8m。

（5）强风化粉砂岩：砖红色～浅红色～褐红色，主要矿物成分为长石、石英和云母，泥质胶结，粉砂状等粒结构，中厚、厚层状构造，裂隙发育，岩芯极破碎，岩质软，天然重度γ=20.9 kN/m3, ΦK =15°, CK =64 KPa。

（6）中风化粉砂岩：砖红色～浅红色～褐红色，主要矿物成分为长石、石英、云母，泥质胶结，粉砂状等粒结构，中厚、厚层状构造，岩芯较破碎～较完整。天然重度γ= 21.5 kN/m3, ΦK =25°, CK =120 KPa。

1.1.2 水文地质条件

场地内地下水有上部滞水和弱承压水两种类型。上部滞水赋存于人工填积的素填土层之中，大气降水是其主要的补给来源，无统一水位线，水量较小。

主要地下水位在8m左右，场地内弱承压水以砾石夹卵石层和强风化粉砂岩层裂隙为主要含水层，其上、下相对隔水层分别为粉质粘土和中风化粉砂岩，其中含水层圆砾夹卵石层顶面、底面起伏大，厚度0.50m～15.80m，平均厚度4.36m，含水层渗透性能良好。由于含水层顶面变化较大，其上部大部分地段都有相对隔水，场内大部分地段地下水具弱承压性，局部为潜水。

2 基坑支护设计

基坑支护总体方案采用：放坡+挂网喷射砼+地下连续墙+钢撑+高压旋喷的支护体系。

基坑6.5m以上采用放坡开挖，放坡比率1：1.5，坡面挂网喷射混凝土。6.5m以下采用地下连续墙+钢撑支护，地下连续墙接头部位

采用高压旋喷止水，采取周底隔渗。即在基坑四周及坑底设置全封闭的隔渗帷幕和底板。基坑开挖时，此法可以避免坑外地下水位变化，因此对环境影响小。

基坑底部隔水层为中风化粉砂岩，埋深在坑底8m左右，周边隔渗帷幕需进入中风化粉砂岩一定深度，构成自成体系的竖向隔渗帷幕，截断地下水补给来源。同时坑底中风化粉砂岩作为底部隔水层，隔断底部渗水路径。基坑开挖时在坑内设置一定数量的明排集水井，及时抽排地下水，保持坑底干燥。由于周边隔渗帷幕和坑底隔水层阻隔了坑外、坑底地层的渗流路径，从而减少了坑外地下水位降深，进而减少周边地面沉降。

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