土岩混合地层基坑支护选型分析

土岩混合地层基坑支护选型分析
摘要：土岩混合地层基坑在基坑工程中属于较特殊的类型之一。

在基坑支护时需根据土岩分布情况及周边环境，采取针对性支护结构，特别是施工的可行性、合理性需重点考虑。

本文结合部分深圳基坑工程实例，对该类基坑工程支护选型进行了分析。

关键词：土岩混合；基坑；竖向锚杆；土钉墙；复合土钉墙
引言
随着城市建设在山区地带的广泛开展，越来越多的地下工程面临着复杂的地质条件，特别是在地下室基坑开挖时往往面临着土岩混合地层。

此类地层的基坑工程不能按照常见的土层基坑来进行支护，需要特殊情况特殊处理。

深圳属于地貌类型多样化的城市，针对它的主要地貌带有山地地貌带、台地地貌带和海岸地貌带。

因此，许多基坑工程在地层组合上属于土岩混合地层。

对此类基坑工程，找到安全可行、经济合理的支护方法至关重要。

基坑支护选型分析
根据深圳近年来的土岩混合地层基坑工程的支护设计及施工经验，归纳出以下4种主要支护选型。

（1）坡率法
坡率法，在边坡设计中，如果通过控制边坡的高度和坡度而无须对边坡进行整体加固就能使边坡达到自身稳定的边坡设计方法，主要应用于周边环境好，没有建（构）筑物及地下管线等影响。

在支护时可根据不同地层采用不同坡率。

其典型支护方法如图1。

（2）土钉墙、复合土钉墙
土钉墙、复合土钉墙，是一种原位加固土基坑支护技术，它由原位土体、设置在土中的土钉和喷射砼面层组成，主要应用于周边空间放坡不够，土层部分相比基坑深度来说厚度不大，岩层部分相对较厚，且对周边环境影响较小的情况。

其典型支护方法如图2。

（3）土层部分采用排桩+锚杆（索），岩层部分采用坡率法
该方法主要应用于土层部分相比基坑深度来说厚度较大，岩层部分厚度相对较小，且对周边环境有一定影响的情况。

该方法设置的排桩主要对土层部分进行支护。

而岩层部分则根据岩体完整性情况，通过设置岩钉、挂网喷砼等简易方法处理。

其典型支护方法如图3。

（4）排桩+桩内竖向锚杆
图1坡率法图2土钉墙
在实际工程中，还会遇到岩层顶面与基坑底面接近的情况。

此时，排桩虽能嵌入基坑底一定深度，但按基坑稳定性计算，嵌入基坑底深度在入岩情况下，一般需大于3m，实际施工中排桩入岩深度较大时，难度会较大，特别是基岩为花岗岩之类的硬质岩时，进度慢，成本高。

此时，可考虑在接近坑底位置设置锁桩锚杆（索），若无条件施工锚杆（索），如采用内支撑支护结构的基坑，也可考虑在排桩内预留竖向锚杆（索）孔，待排桩施工完后，再在预留孔内施工锚杆（索），将锚固段设置在基坑底稳定岩层中，从而和原排桩共同形成支护结构。

其典型支护方法如图4。

图3排桩+锚杆（索）图4排桩+桩内竖向锚杆
工程实例
深圳市某基坑开挖深度约15.00m，安全等级为一级，基坑支护采用排桩+内支撑结构，基坑侧壁为杂填土、含有机质粘土、中粗砂。

由于基坑底与中风化花岗岩岩面基本平齐，因此排桩嵌固深度要达到稳定计算要求，则需入坑底岩层中约4m，但考虑施工难度太大，最后采用排桩嵌入坑底2m，排桩施工完后再在排桩预留孔内植入竖向预应力锚杆，每根桩植入4根HRB400，直径32的钢筋锚杆。

其支护结构剖面图如下图5。

基坑开挖后根据监测结果，桩顶累计水平位移最大约15mm，周边地表沉降最大约20mm，包括其它监测指标均满足一级基坑变形要求。

图5基坑支护剖面图
结语
土岩混合地层基坑作为基坑工程特殊类型之一，在基坑支护设计、施工阶段都需考虑其特殊性。

重点要考虑以下几方面。

（1）土岩地层的分布情况，包括厚度、深度，岩石类型，土岩所占比例等。

（2）周边环境条件，主要查明是否有建（构）筑物等，特别是周边是否分布有地铁之类的公共设施、重要的地下管线等。

（3）在满足安全的前提下，尽量减少对岩石的开挖，有排桩的减少入岩量，从而达到工期短、经济合理的目的。

当然，基坑工程受多种因素影响，特别是地下不确定性因素较大。

在基坑设计、施工中还需具体工程具体分析，结合工程经验找到最佳的支护选型。

参考文献：
[1] 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012，中华人民共和国行业标准.
[2] 《深圳市基坑支护技术规范》SJG05-2011，深圳市标准.
[3] 吴燕开，牛斌.   土岩组合地层深基坑支护技术实例探讨[J].山东科技大学学报，2013.08，V ol .32 No.4.
[4] 祝文化, 刘毅, 夏元友等；土岩基坑开挖变形相关因素与规律[J].武汉理工大学学报，2012.05.。