巖土工程中基坑支護技術的應用與實踐

1   概述
　　近年來，隨著地下工程建設的迅猛發(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、主體地下結構和基坑周邊環(huán)境的安全，對基坑側壁、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。基坑支護常常受土質條件、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，土質不均等雜物，該層土土質不均，結構松散;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，土質不均勻。
　?。?）第②層粉質粘土，呈可塑狀態(tài)，中等壓縮性，土性較好，場地內均有分布。
　?。?）第③層淤泥質粉質粘土和第④層淤泥質粘土，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部?；訃o設計參數見表1。
　　3   基坑支護方案設計與驗算
　　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，對基坑圍護結構的變形及整體穩(wěn)定性控制不利，圍護結構需適當加強。密排鉆孔灌注樁作為擋土圍護墻，外側采用水泥土攪拌樁作為止水帷幕，是當今最具豐富設計和施工經驗的擋土止水結構型式之一，且是上海地區(qū)近年來用得最為廣泛的支護結構型式，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。止水帷幕根據工程特點及基坑開挖深度，以及經濟性等綜合因素，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生的影響及范圍要大得多，因此防止圍護結構的滲漏是確保本工程環(huán)境安全的關鍵因素之一。本工程基坑挖深在6m左右，特別是基坑東側有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）筑物側（東側和南側），根據以往工程經驗，鉆孔灌注樁能有效控制圍護結構變形，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構內力及變形驗算。計算剖面圍護結構的最大水平位移為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，應根據監(jiān)測資料及時控制和調整施工進度和施工方法。在施工期間對該基坑的周邊環(huán)境和圍護結構進行了動態(tài)監(jiān)測，當基坑開挖到底時，圍護結構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。基坑在開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。