陳 勇

(福建省第四地質(zhì)大隊(duì)，福建 寧德 352100)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在工程建設(shè)過程中，對(duì)高層建筑和地下空間需求越來越高，在實(shí)際工程中，經(jīng)常會(huì)遇到基坑開挖。開挖深度超過5 m的基坑屬于深基坑，需要加強(qiáng)支護(hù)。同時(shí)，在深基坑施工前，掌握巖土勘察掌握巖土層分布與特點(diǎn)，對(duì)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工具有重要指導(dǎo)意義。本文結(jié)合某地區(qū)商業(yè)廣場(chǎng)的巖土工程勘察和深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，來說明在深基坑支護(hù)中設(shè)計(jì)與巖土勘察技術(shù)的重要意義。

1 工程概況

某地區(qū)商業(yè)廣場(chǎng)，場(chǎng)地總用地面積為15 604 m2，總建筑面積47 635.11 m2，地下室面積約8 625.11 m2。擬建建筑包括1棟11+2F酒店，1棟11+2F辦公樓，1棟3F商業(yè)樓，1棟9+3F辦公樓及一層整體地下室。擬建建筑采用框架結(jié)構(gòu)，對(duì)差異沉降敏感程度屬敏感，擬采用樁基礎(chǔ)。地下室底板底高程為15.70 m，場(chǎng)平標(biāo)高為20.90 m，基坑支護(hù)段開挖深度為5.2 m。地下室平面呈不規(guī)則的矩形?；又荛L約為466.13 m，基坑開挖面積約12 416 m2。在基坑工程設(shè)計(jì)及施工前，開展巖土工程勘察工作，查明擬建場(chǎng)地巖土工程條件，為擬建工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工提供所需的巖土工程資料。

2 深基坑巖土工程勘察技術(shù)

2.1 巖土工程勘察技術(shù)

(1)鉆探工藝：采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，土層鉆探回次進(jìn)尺控制在1.00 m以內(nèi)，巖層鉆探回次進(jìn)尺控制在2.00 m以內(nèi)。為滿足樣品采集的需要，開孔口徑一般為130 mm，終孔口徑不小于91 mm。

(2)采樣：原狀土樣采用取土器采集，巖、土樣品采集后密封移交實(shí)驗(yàn)室。各采取了2組水樣、2組土樣進(jìn)行腐蝕性指標(biāo)分析。取水試樣過程中，盡量減少水試樣的暴露時(shí)間，并及時(shí)移交實(shí)驗(yàn)室。

(3)水位測(cè)量：在鉆孔內(nèi)直接測(cè)量初見水位和穩(wěn)定水位，且穩(wěn)定水位在勘探結(jié)束后統(tǒng)一測(cè)量；水位測(cè)量精度不得低于±20 mm。

(4)本次勘察原位測(cè)試采用了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)等方法。在粉質(zhì)黏土層、粉砂層、中砂層、粗砂層中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；在雜填土層、礫砂層、強(qiáng)風(fēng)化砂巖中進(jìn)行重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)。

(5)工程測(cè)量：所有勘探孔均采用GPS放至實(shí)地，平面坐標(biāo)及高程以建設(shè)單位提供的基準(zhǔn)點(diǎn)為測(cè)量控制點(diǎn)。施工結(jié)束后，復(fù)測(cè)其坐標(biāo)及高程。

2.2 巖土層分布特征

通過全面的巖土工程勘察表明，擬建工程場(chǎng)地地層包括第四系人工填土層、第四系全新統(tǒng)沖積層及第三系新余群粉砂巖。按其巖性及其工程特性，從上到下依次劃分為①雜填土：以建筑、生活垃圾及粉黏粒為主，揭露層厚1.3～4.8 m；②粉質(zhì)黏土：可塑，以粉黏粒為主，韌性及干強(qiáng)度中等，層厚1.2～5.0 m，層頂標(biāo)高18.26～20.23 m；③粉砂：濕-飽和，松散，主要礦物成分為石英、長石等，含少量泥質(zhì)，分選性一般。實(shí)測(cè)標(biāo)貫錘擊數(shù)為6～8擊，經(jīng)桿長修正后平均擊數(shù)為5擊，揭露層厚0.90～3.70 m，層頂標(biāo)高12.53～17.47 m；④中砂：飽和，松散，主要礦物成分為石英、長石及云母等，分選性一般，底部顆粒逐漸變粗。實(shí)測(cè)標(biāo)貫錘擊數(shù)為9～10擊，經(jīng)桿長修正后平均擊數(shù)為8擊，層厚1.30～6.00 m，層頂標(biāo)高11.64～15.03 m；⑤粗砂：飽和，中密，主要礦物成分為石英、長石等，分選性一般，底部顆粒逐漸變粗。實(shí)測(cè)標(biāo)貫錘擊數(shù)為19～22擊，經(jīng)桿長修正后平均擊數(shù)為14擊，層厚6.60～12.90 m，層頂標(biāo)高8.68～13.63 m；⑥礫砂：飽和，中密，主要礦物成分為石英、長石、硅質(zhì)巖等，分選性一般，底部顆粒逐漸變粗，層厚1.90～5.90 m，層頂標(biāo)高-0.61～3.34 m；⑦強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀構(gòu)造，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖石質(zhì)軟，巖芯呈碎塊狀及短柱狀，層厚為0.80～1.60 m，層頂標(biāo)高-3.56～-2.15 m；⑧中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖：巖石風(fēng)化中等，節(jié)理裂隙稍發(fā)育，巖體較完整，巖芯呈短柱狀，局部含有青灰色鈣質(zhì)泥巖，鈣質(zhì)膠結(jié)，層厚1.70～9.70 m，層頂標(biāo)高-4.96～-3.23 m。

2.3 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

勘察場(chǎng)地勘探深度內(nèi)地下水主要為上層滯水、第四系松散巖類孔隙水及基巖裂隙水三種類型。其中上層滯水主要賦存于上部雜填土中，連通性一般，季節(jié)性存在，水量小，主要接受大氣降水的垂直入滲補(bǔ)給，水位及水量季節(jié)性變化大，強(qiáng)降雨及持續(xù)降雨后水位上升，預(yù)測(cè)水位最高可達(dá)地表，無降水時(shí)水位下降?？辈焓┕み^程中未見上層滯水。第四系松散巖類孔隙水賦存于下部第四系全新統(tǒng)砂礫層中，局部具微承壓性。粉質(zhì)黏土為相對(duì)隔水層頂板，下伏基巖為相對(duì)隔水層底板。實(shí)測(cè)地下水穩(wěn)定水位埋深5.5～6.6 m，穩(wěn)定水位標(biāo)高為14.77～15.79 m；含水層一般厚度為18 m左右。含水層滲透性強(qiáng)，水量豐富。結(jié)合本區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，建議含水層綜合滲透系數(shù)采用80 m/d?；鶐r裂隙水賦存于下部紫紅色泥質(zhì)粉砂巖中，但由于其大多呈閉合狀或被泥質(zhì)充填，富水性較差，水量有限，對(duì)基礎(chǔ)施工影響小。勘察施工期間，鉆孔內(nèi)未出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

3 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 基坑周邊環(huán)境與巖土條件

擬建場(chǎng)地設(shè)一層整體地下室，基坑開挖深度5.2 m，擬建場(chǎng)地整平標(biāo)高為20.30～20.90 m，地下室底板標(biāo)高為15.10～15.70 m。擬建地下室東面為城市道路，地下室外邊線距用地紅線最近處約為11 m，且城市道路下有地鐵區(qū)間隧道通過，用地紅線離區(qū)間隧道邊線約為11 m；北面為街道，地下室外邊線距離用地紅線最近處約為25 m；西面為安置小區(qū)(高層住宅樓)，地下室外邊線距小區(qū)住宅樓最近約為19 m；南面為進(jìn)入小區(qū)道路，地下室外邊線距用地紅線最近約為12 m。場(chǎng)地按設(shè)計(jì)標(biāo)高整平后，在基坑開挖深度內(nèi)涉及的地層：主要為雜填土、粉質(zhì)黏土、粉砂。基坑邊坡土層自穩(wěn)性較差，基坑開挖后若無支擋坑壁易垮塌，因此基坑開挖時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行支護(hù)。

3.2 基坑設(shè)計(jì)控制關(guān)鍵點(diǎn)

擬建工程基坑支護(hù)段開挖深度為5.2 m，開挖深度一般；場(chǎng)地地下室輪廓線距用地紅線約7～24.5 m，場(chǎng)地范圍較開闊，局部地段較狹窄；基坑開挖影響深度范圍內(nèi)，主要的巖土層為雜填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土及粉砂層，地層分布較平穩(wěn)，均勻性一般，局部差異變化較大；孔隙潛水主要賦存于下部砂礫石層中，粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土為其相對(duì)的隔水頂板，下伏基巖為相對(duì)隔水底板，主要接受相鄰含水層的側(cè)向補(bǔ)給及降雨入滲補(bǔ)給，場(chǎng)地內(nèi)含水層滲透性強(qiáng)，水量豐富，水位隨季節(jié)變化；基坑場(chǎng)地周邊環(huán)境地質(zhì)條件總體復(fù)雜，對(duì)周邊已有建筑物和地鐵區(qū)間隧道的位移及沉降控制，周邊地下管線，地下水控制以及對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)自身變形的控制是本次基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的控制主要關(guān)鍵點(diǎn)。

3.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案

對(duì)于深基坑，常用的支護(hù)方法有樁錨支護(hù)、樁撐支護(hù)、地下連續(xù)墻、噴錨掛網(wǎng)(土釘墻)技術(shù)等。地下連續(xù)墻由于造價(jià)較高，施工要求高，目前擬建地區(qū)僅在地鐵車站基坑使用，其他工程應(yīng)用較少；樁撐支護(hù)施工較復(fù)雜，造價(jià)較高，施工工期較長；噴錨掛網(wǎng)(土釘墻)技術(shù)施工簡單，工期短，造價(jià)低，但對(duì)深基坑工程應(yīng)用中有一定的局限性；排樁工程在深基坑工程中應(yīng)用較多，可有效控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的彎矩和變形，具有較好的適用性、可靠性。雙排樁的優(yōu)點(diǎn)是剛度大，施工簡便，對(duì)場(chǎng)地要求較低，對(duì)周邊環(huán)境的影響較小,缺點(diǎn)是造價(jià)較高，南昌地區(qū)目前使用此種支護(hù)形式經(jīng)驗(yàn)較少，施工工藝不是很成熟。

綜合考察現(xiàn)場(chǎng)的周邊環(huán)境、地下管網(wǎng)及巖土層組合等條件，根據(jù)建設(shè)單位對(duì)基坑支護(hù)工程的具體要求，為盡可能避免基坑開挖對(duì)周圍道路、地下管線及建筑物的影響，本著"安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行，方便施工"的原則，經(jīng)過細(xì)致分析、計(jì)算和方案比較，最終確定排樁+土釘墻+管井降水的支護(hù)方案。設(shè)計(jì)方案如下：

AB剖面：位于基坑?xùn)|面，安全等級(jí)為一級(jí)。地下室外墻邊線距離用地紅線最近處約為11.2 m，紅線外為城市道路。此段采用放坡+排樁(坑內(nèi)加固土)進(jìn)行圍護(hù)處理。整平地面至樁頂按1∶1.5自然放坡，坡高1.5 m，坡面采用素噴混凝土支護(hù)，采用Φ1200@1600旋挖圍護(hù)樁，樁長為10.7 m，嵌固深度為7.0 m，樁頂設(shè)置冠梁。

BC剖面：基坑?xùn)|面，安全等級(jí)為一級(jí)。地下室外墻邊線距離用地紅線最近處約為10.6 m。紅線外為城市道路。此段采用放坡+排樁進(jìn)行圍護(hù)處理。整平地面至樁頂按1∶1.5自然放坡，坡高1.5 m，坡面采用素噴混凝土支護(hù)，采用Φ800@1200旋挖圍護(hù)樁，樁長為10.7 m，嵌固深度為7.0 m。

CD剖面：基坑北面，安全等級(jí)為二級(jí)。地下室外墻邊線距離用地紅線最近處約為24.7 m。此段采用土釘墻進(jìn)行圍護(hù)處理。整平地面至樁頂按1∶1.5自然放坡，坡高5.2 m，坡面采用土釘墻支護(hù)，土釘為鋼管土釘。

DE剖面：基坑西面，安全等級(jí)為二級(jí)。地下室外墻邊線距離用地紅線最近處約為7.0 m。紅線外為幼兒園及高層住宅。此段采用放坡+排樁進(jìn)行圍護(hù)處理。整平地面至樁頂按1∶1.5自然放坡，坡高1.5 m，坡面采用素噴混凝土支護(hù)，采用Φ800@1200旋挖圍護(hù)樁，樁長為10.7 m，嵌固深度為7.0 m。

EA剖面：基坑北面，安全等級(jí)為二級(jí)。地下室外墻邊線距離用地紅線最近處約為11.1 m。此段采用土釘墻進(jìn)行圍護(hù)處理。整平地面至樁頂按1∶1.5自然放坡，坡高5.2 m，坡面采用土釘墻支護(hù)，土釘為鋼管土釘。

4 結(jié)束語

在建筑工程施工中，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與巖土工程勘察技術(shù)是關(guān)鍵，對(duì)保證基坑工程安全施工具有重要意義。必須采用合理的勘察技術(shù)，準(zhǔn)確勘察巖土特性，為深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。優(yōu)秀的基坑設(shè)計(jì)不但能保證施工的安全，還能為建設(shè)方節(jié)省基坑支護(hù)費(fèi)用，促進(jìn)建設(shè)工程行業(yè)健康發(fā)展。