大厚度填石层基坑支护设计实例

周 勇

(深圳市岩土工程有限公司，广东 深圳 518028)

大厚度填石层基坑支护设计实例

周 勇

(深圳市岩土工程有限公司，广东 深圳 518028)

以珠海某大厦基坑工程为例，从设计和施工两方面，介绍了大厚度填石层基坑支护设计的难点，设计要点以及基坑止水措施，对类似项目在以后工程中的应用有一定的借鉴作用。

大厚度填石层，深基坑支护，基坑止水

0 引言

深基坑支护体系中，常采用混凝土灌注、地下连续墙、土钉墙、重力式水泥土墙等围护结构，但是由于工程地质和水文地质条件不同，基坑支护设计和施工都要因地制宜。在大厚度填石层区域，受制于围护结构施工方案的可行性和止水措施的有效性，在支护设计时围护结构的选型以及止水措施的选用往往都是重点和难点。本文结合珠海某基坑工程实例，着重介绍了大厚度填石层区域的支护设计和应用情况。

1 工程概况

拟建项目包括1号，2号两栋高层及商业等附属设施。其中1号高层办公楼地上31层；2号高层公寓地上30层；商业裙房地上3层～6层；地下均为3层。高层及裙房均采用钢筋混凝土结构；基础形式拟采用桩基础。建设用地面积约21 921 m2。基坑南北宽91.0 m×东西长202.0 m，深度15.0 m。

基坑北侧为市政道路，距离约8.5 m，西侧为市政道路，距离约10 m，东侧为市政道路，距离约8.5 m～15.8 m，南侧为城市排洪渠，距离约10.5 m。排洪渠为钢筋混凝土结构，深度4.3 m，宽度10.0 m。

勘察深度范围内，地基土岩性构成及分布自上而下依次描述如下：

第①层，人工填土层(Qml)：分为素填土①-1、人工填土(填石)①-2及人工填土(吹填砂)①-3三个亚层，分述如下：

1)素填土①-1：杂色，主要成分为粘性土，不均匀混砖块、混凝土块、块石等硬杂质30%～50%，硬杂质一般粒径5 cm～40 cm，含少量生活垃圾及石英质砂，局部地段以砖块、混凝土块等建筑垃圾为主，多呈松散状态，未完成自重固结，局部位于临时道路、停车场部位呈稍密状态。

2)人工填土(填石)①-2：褐灰、灰白色，主要成分为花岗岩块石，一般粒径20 cm～50 cm，含量50%～70%，多者达90%；次要为花岗岩碎石，一般粒径5 cm～15 cm，含量20%～30%，间夹少量粘性土及石英质砂，稍密状态。

3)人工填土(吹填砂)①-3：褐灰、褐黄色，主要成分为吹填粉细砂，含少量粘性土及贝壳碎屑，呈饱和、松散状态。

第②层，包括淤泥②-1、粗砂②-2、粘土②-3、粘土②-4及砾砂②-5共五个亚层，分述如下：

1)淤泥②-1：褐灰、灰黑色，主要成分为粘粒，见有黑褐色腐殖质及贝壳碎屑，具腥臭味，摇震反应缓慢，光泽反应有光泽，干强度高，韧性低，呈饱和、流塑状态。

2)粗砂②-2：褐灰、深灰色，颗粒成分多为石英质，颗粒形状以棱角形为主，不均匀混有贝壳等生物碎屑10%～30%，含少量粘粒，呈饱和、稍密状态。

3)粘土②-3：灰黄、褐红、灰白色，主要成分为粘粒，局部含中粗砂10%～30%，摇震无反应，光泽反应有光泽，干强度及韧性较高，呈饱和、可塑状态。

4)粘土②-4：深灰色，主要成分为粘粒，局部见有黑褐色腐殖质，摇震无反应，光泽反应有光泽，干强度高，韧性较高，呈饱和、软塑状态。

5)砾砂②-5：灰白、褐黄色，颗粒成分多为石英质，颗粒形状棱角形为主，含少量粘粒，呈饱和、中密状态。

第③层，分为全风化花岗岩、强风化花岗岩及中风化花岗岩三带：

1)全风化花岗岩③-1：属极软岩，褐黄、褐灰等色，大部分矿物已风化成土，有一定残余结构强度，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类，岩芯呈密实土状，遇水易软化、崩解，饱水泥化，合金钻具易钻进。

2)强风化花岗岩③-2：属极软岩，褐黄、褐灰色，岩体结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙很发育，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类，岩芯多呈密实土状，合金钻具可钻进。

3)中风化花岗岩③-3：属较软岩，褐黄、灰白、灰白间肉红色，粗粒结构，块状构造，风化裂隙发育，岩体完整程度多为较完整，少数为较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ类，岩芯多呈柱状、短柱状、部分块状，岩块较难击碎，金刚石钻具方可钻进。

场地水文地质条件：拟建场地地下水主要赋存的地层为填土层、淤泥②-1、粗砂②-2、粘土②-3、粘土②-4、砾砂②-5中，勘探测得场地地下水稳定水面埋藏深度介于地表下1.14 m～2.30 m。基坑支护设计参数见表1。

表1 基坑支护设计参数表

2 基坑围护结构选型

本工程基坑侧壁安全等级为一级，按临时支护结构设计，使用期限为12个月。基坑周边环境及地质情况较为复杂，对周边环境的保护较严格，且用地红线以外限制使用锚索，结合场地施工布署情况，本基坑采用上部放坡、下部密排灌注桩+内支撑的支护形式，支护桩直径1 500 mm，支撑结构在平面上包括四个角撑及中间段南北向两个对撑桁架，其中西北角设三道混凝土支撑(以下称断面1)，其余角撑及对撑桁架均为两道混凝土支撑(以下称断面2)。在四个角撑及南北向两个对撑桁架上均设置了一榀栈桥板，用于基坑土方开挖及外运。

3 支护设计计算

支护设计采用北京理正深基坑支护软件计算方法，断面1和断面2计算简图分别如图1，图2所示，断面1计算结果如图3，图4所示，断面2计算结果如图5，图6所示。

4 支护方案

基坑支护结构与建筑地下室外墙净距不小于1.5 m。

上部1.5 m采用放坡，坡率1∶1，基坑开挖后，坡面及时挂网喷面，网片采用φ6.5(HPB300钢筋(Ⅰ级钢))钢筋@200 mm×200 mm，喷射C20细石混凝土护面，护面厚100 mm。

支护桩采用C40灌注桩，桩径1 500 mm，桩间距1 600 mm和1 700 mm两种，桩顶埋深1.5 m，桩端进入中风化1.0 m。基坑开挖后，桩间及时挂网喷面，网片采用φ8.0(HPB300(Ⅰ级钢))钢筋@200 mm×200 mm，喷射100 mm厚C20细石混凝土面板。

喷射混凝土原材料采用P.C42.5复合硅酸盐水泥，喷料应搅拌均匀，随拌随用，水灰比为0.4～0.45，喷射混凝土干拌合料经验配比为水泥∶砂∶石=1∶2∶(2～2.5)，现场具体施工应根据试验室配合比参数及现场喷射情况进行适当调整。

基坑北侧和东侧采用一排水泥搅拌桩作为止水帷幕，桩径700 mm，桩距450 mm，桩顶埋深1.5 m，桩长22.0 m。搅拌桩采用“四喷四搅”工艺，按“喷浆法”施工。水泥掺入比20%，对应的水泥用量140 kg/m，水泥均采用P.C42.5复合硅酸盐水泥，水灰比0.5～0.7。

基坑南侧和西侧为大厚度填石层区段，在支护桩之间，支护桩中轴线前后200 mm位置各采用一根双重管高压旋喷桩作为桩间止水，桩径600 mm，桩顶埋深3.0 m，桩长25 m。在紧贴支护桩后采用一排双重管高压旋喷桩作为止水帷幕，主要用于截断填石层渗流路径，桩径600 mm，桩距400 mm，桩长15 m。旋喷桩采用双管旋喷的施工方法，旋喷桩浆液采用复合硅酸盐42.5R水泥，配合比为水泥∶水∶水玻璃=1∶1∶0.005，注浆压力20 MPa～30 MPa，水泥用量为250 kg/m～300 kg/m。

旋喷桩正式施工前宜进行现场成孔喷射试验，桩数为3条，桩身完成后在桩身边缘进行抽芯检验，保证成桩直径不小于600 mm，正式施工应根据成桩试验所确定的技术参数进行施工。

5 结语

在本工程设计中，针对不同地质情况，分区段采用不同止水措施，基坑开挖到底，基坑侧壁基本没有渗水现象，基坑外侧水位稳定不变，大厚度填石层的止水效果良好。支护结构上有针对性对基坑薄弱段采用三道支撑加强设计，更加经济、合理。在大厚度填石层区域采用冲孔与旋挖相结合的施工工艺，在冠梁层支撑桁架上设置栈桥板挖土、出土，节省工期1个多月。

[1] JGJ 120—2012，建筑基坑支护技术规程[S].

[2] 龚晓南.深基坑支护手册[M].北京：中国机械出版社，2011.

[3] 史 林，田泽刚，曾华健.关于深基坑漏水问题的讨论[J].山西建筑，2013,39(8)：46-47.

The foundation pit supporting design example of large thickness backfilled stone layer

Zhou Yong

(ShenzhenGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Shenzhen518028,China)

Combined with the engineering example of a mansion in Zhuhai, from two aspects of design and construction, introduces the difficult points of the design of foundation pit supporting of large thickness backfilled stone layer, design essentials and foundation pit water measures, had certain reference to the application in future similar projects.

large thickness backfilled stone layer, deep foundation pit support, foundation pit water seal

1009-6825(2017)22-0088-03

2017-05-23

周 勇(1986- )，男，助理工程师

TU753.8

A