浅谈基坑支护工程的加固方法

马 健

（广东省水文地质大队，广东广州510510）

1 概述

随着城市基础建设的发展，对地下空间的利用越来越重要，相应的在各种复杂地质条件下的基坑支护工程变的很困难，在开挖施工过程中可能会出现止水桩漏水、支护结构变形破坏、周边道路开裂等现象；为保证基坑稳定性，需采取一些加固方法控制基坑变形破坏，本文依据基坑支护的原理，以广东省某处的基坑工程为例，对预应力锚索、钢管桩等在基坑加固中的应用进行了分析研究。

2 工程概况

广东省某商业项目拟建1～2层地下室，场地西北侧均为市政道路，基坑边线距用地红线约3.3～5.0m，红线外为人行道及绿化带；场地东南侧为空地，基坑边线距用地红线约10.0～15.0m。基坑周长约835m，开挖深度为3.90～8.90m。基坑开挖深度范围主要为①-1素填土层、②-1粉质粘土层、②-2淤泥质土层、③残积粉质粘土层等，各岩土层主要设计参数见表1。

表1 基坑支护设计各岩土层建议参数表

3 基坑原支护方案

基坑支护采用如下支护方案：南侧一层地下室范围采用放坡+挂网喷砼的支护方式，北侧二层地下室范围采用放坡+土钉+搅拌桩止水帷幕+坑内加固土的支护方式，一层与二层地下室过度段采用放坡+挂网喷砼的支护方式。基坑支护平面布置图见图1。

现在主要分析基坑西侧靠近市政道路的2-2剖面的支护型式，此剖面为2层地下室，开挖深度为8.90m，坑顶人行道路基垂直下去0.5m再采用1∶0.5放坡2.60m，上部垂直加放坡的总深度为3.10m，平台宽度1.3m，平台上采用2排搅拌桩为∅550@400做止水帷幕，并插入16号工字钢增加竖向刚度并控制坑顶变形，搅拌桩需穿过淤泥层进入不透水层至少1m，并在坑底设置4.95m宽的∅550@400搅拌桩的坑内加固土，加固土桩长5m，共设置6排的土钉（锚管），具体见表2，剖面具体支护型式见图2。

4 基坑监测变形数据

2-2剖面虽然设计了搅拌桩+土钉+坑内加固的支护型式，但基坑底有近10m厚的淤泥质土层，坑内加固土未穿过淤泥质土层，对控制基坑变形效果较小，虽然土钉部分布置在粉质粘土中，但整体在填土及淤泥质土中能提供的抗拔力有限，并由于基坑底淤泥层太厚，基坑侧面土体可能在外部降雨，雨水渗透冲刷及坡顶道路车辆动荷载等因素下，导致基坑变形开裂；短时间内此基坑支护是相对稳定安全的，但随着基坑开挖到第五排土钉即基坑深度为5.4m时，监测数据显示2-2剖面基坑顶的W31监测点水平位移累积量为25.1mm，已经接近报警值；开挖到基坑底，基坑顶的水平位移量突然激增，位移速度最大到达13.6mm/d，坑顶的水平位移累积量已经超过控制值35mm，到达40.6mm；坑顶D7监测点道路累积沉降量由26.2mm增加到32.3mm，见图4；仅2d时间2-2剖面外市政道路上裂缝宽度局部增大到1cm，延伸长度约30m，基坑紧急采用砂包及填土回填，回填至离坑顶3m处，场地停止施工，基坑监测图见图3。

图1 基坑支护平面布置图

表2 2-2剖面土钉（锚管）设计数据

图2 基坑2-2剖面原支护图

图3 基坑北侧监测图

图4 坑顶水平及垂直位移累积值变化图

5 基坑加固处理方案

根据已有基坑支护方案，分析基坑失稳破坏原因是土钉长度未能穿过淤泥质土层，抗拔力不够，上部车辆动载及雨水冲刷等因素影响，导致基坑坑顶位移变形逐步增大，坑顶道路不均匀沉降而开裂。后根据基坑计算，采用预应力锚索及钢管桩来加固原有设计，在放坡位置增加一道锚管，基坑垂直支护第一道土钉调整角度为12°，长度为30m，尽量全部在粉质粘土层中来增大抗拔力，并增多一道预应力锚索3×7∅5钢绞线，抗拔力标准值150kN，锁定值120kN，长度L=30m，其中自由段6m，锚固段24m，锚索间距@1000mm，锚索与上部土钉错开布置，入完整微风化岩层4～5m，预应力锚索设置在中间部位能够很好地控制基坑的侧向变形，增加支护结构的整体稳定性。最后在基坑顶设置一道∅114×4.5钢管桩，桩长15m，间距@1000mm，与搅拌桩内工字钢一起增加基坑的侧向刚度，控制基坑顶的变形，具体加固后的支护型式见图5。基坑支护工程经加固处理后重新开挖施工，后期基坑监测数据趋于稳定，基坑工程顺利施工完成。

6 结束语

（1）基坑支护工程应根据不同的工程地质条件及周边环境采用合适的支护型式，需特别注意淤泥质土、松散砂层等软弱土层，开挖过程中注意观察周边道路及建筑物有无沉降开裂，并实时关注基坑监测数据，当接近报警值时及时通知各方并采取应急处理措施，停止施工、回填反压等。

图5 基坑2-2剖面加固处理图

（2）在基坑支护加固处理中可以增设预应力锚索及钢管桩等支护型式，并选择合理位置及间距，可以起到很好地控制变形，稳固基坑的作用。

[1] 王笃礼，华建新，等.工程地质手册[M].4版.北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2] 杨斌，黄强，等.JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[3] 程良奎，郑生庆，等.CECS22-2005岩土锚杆(索)技术规程[S].北京：中国计划出版社，2005.