基坑支护中刚性支护和柔性支护的结合

钟斌

摘要：根据工程地质条件、周边环境以及经济安全的要求，合理选择基坑支护型式，基坑支护可以采用刚性支护和柔性支护相结合。

关键词：基坑支护;地质条件;刚性;柔性;设计变更

1.工程概况

拟建工程场地位于广州市增城区，拟建2栋高层办公楼及商业裙房，东部地块地上17层，西部地块地上22层。东部地块附设1层地下室，开挖深度4.00～4.35m，基坑周长约239m;西部地块附设2层地下室，基坑开挖深度约7.75m，基坑周长约301m。

场地东侧为6层民房（基坑设计为3-3剖面位置），距离基坑边线约12m，西侧为4层住宅楼（基坑设计为4-4剖面位置），距离基坑边线约5m。本基坑3-3、4-4、5-5剖面按一级基坑设计，其他剖面按二级基坑设计。

2.地质条件

场地内岩土层白上而下划分为人工填土（Q4ml）、第四系冲积层（Q4nl）及古近系（E）基岩共3个工程地质层。现分述如下：

2.1人工填土层

广布于场地地表，层厚平均2.21m，土性为杂填土。

2.2第四系冲积层

（1）粉质粘土。分布不连续，一般分布于填土层之下，层厚平均0.69m，一般呈深灰色，很湿，软塑，具粘性。（2）淤泥、淤泥质土。分布较连续，层厚平均2.29m，呈深灰色，饱和，呈流～软塑状，一般含较多中粗砂，局部夹薄层粉土或砾砂。（3）粗、砾砂。分布较不连续，层厚平均2.63m，呈深灰、浅灰色，饱和，松散，成分主要为石英，大部分钻孔揭露见含淤泥质。

2.3古近系沉积岩

场地下伏基岩为古近系沉积岩，岩性为砂砾岩，按钻孔揭露深度范围内风化程度划分为强风化、中风化和微风化三个风化岩带。

（1）强风化砂砾岩。分布较连续，层厚平均3.75m，呈暗红色，岩石风化强烈，岩芯呈半岩半土状，一般以土为主。（2）中风化砂砾岩。分布较不连续，揭露层厚平均2.16m，呈暗红、棕红等色，泥质、铁质胶结，砂砾质结构，岩芯呈块状一短柱状，其风化程度不均。（3）微风化砂砾岩。分布连续，揭露层厚平均5.39m，呈暗红、棕红、浅灰等色，泥质、铁质胶结，砂砾质结构，岩芯呈短～长柱状。

3.设计概况

东部地块附设l层地下室，开挖深度4.OOm～4.35m，分为1-1、2-2、3-3剖面;西部地块附设2层地下室，基坑开挖深度约8.lm，分为4-4、5-5、6-6、7-7剖面。本基坑拟采用大放坡+土钉墙的支护方式，局部区域（3-3、4-4剖面）采用桩锚进行支护，基坑止水采用φ550@400水泥搅拌桩。各支护段的具体支护体系如下：

1-1剖面：上部2.5m按1：2放坡采用喷锚支护，下部采用钢管桩+四层钢筋土钉。

2-2剖面：上部2.5m按1：2放坡采用喷锚支护，下部采用放坡喷锚+五层钢筋土钉支护。

3-3剖面：上部1.65m按1：1放坡采用喷锚支护，下部桩锚支护主要由φ1000@1200旋挖桩和一排3x7φ5预应力锚索组成，旋挖桩桩长约9m。

4-4剖面：采用桩支护主要由φ800@1000旋挖桩和两排水泥搅拌桩组成，旋挖桩桩长约10米。

5-5剖面：采用钢管桩+三层钢筋土钉，钢管桩桩长约6m。

6-6剖面：采用1：1.5放坡喷锚支护。

7-7剖面：采用水泥搅拌桩+三层钢筋土钉。

4.施工重点难点

4.1施工重点

搅拌桩、支护桩以及锚索施工质量是本工程的施工重点，也是确保基坑安全的根本保证。

4.1.1搅拌桩质量保证措施

（1）搅拌桩施工前应沿搅拌桩中心线进行排障，挖除杂填土层中体积较大石块或砼块，再用较好的土体回填并压实，回填后的地面应比原地面低约50cm作为搅拌桩施工时的导槽。（2）测定搅拌桩的中心线，将搅拌桩中心线引至搅拌桩施工工作面以外的龙门架上，并用φ6钢筋定放孔位，每隔5m引出控制桩，并在施T过程中做好保护措施。（3）搅拌桩桩径φ550mm，桩中心间距400mm，桩间搭接为150mm。（4）浆液采用32.5R复合硅酸盐水泥浆，每米水泥掺量大于15%（约63kg），水灰比0.5—0.6。（5）为保证桩体均匀完整，本工程搅拌桩采用四搅四喷成桩。（6）主要技术措施：确保桩的垂直度及桩径，并结合土层情况分析设计桩长是否穿过砂层，滿足止水需要。

4.1.2灌注桩施工质量保证措施

（1）防止堵管。使用合格的软质隔水塞（如球胆），直径比导管内径小lcm～2cm：每车混凝土都进行质量检查，不合格混凝土严禁人孔;在大料斗上安置过滤筛，防止大块骨料或异物进入导管;导管使用前进行水密性试验，使用时经常检查导管，上好密封圈，连接丝扣上紧;保证混凝土供应，尽量缩短混凝土灌注时间。（2）防止导管漏水。下导管时注意检查密封圈，不合格的密封圈不得使用，经常检查导管，发现磨损立即修理或更换;由专人负责导管埋深的计算，技术人员经常检查施工记录，防止计算错误;严格按计算初灌量进行施工。（3）防止钢筋笼不居中。在钢筋笼顶部增设垫块，并适当增大垫块直径，使垫块紧贴护筒，以此固定钢筋笼的平面位置;两人以上检查吊环长度，保证计算正确;使用双吊环固定钢筋笼，防止钢筋笼掉落。（4）防止钢筋笼上浮。控制好灌注前泥浆比重，及时进行混凝土灌注并控制好灌注速度。（5）防止塌孔。在松散易坍的土层中，适当加长护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和黏度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。尽可能缩短钢筋笼沉放时间，成孔后，待灌时间不应大于3小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。（6）防止缩径。采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泥浆循环量，适当加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，四周土体也不会引起膨胀。适当增加泥浆比重，也是预防措施之一。（7）防止桩底沉渣过多。成孔后，将冲击钻头提出孔，使用捞渣桶进行清孔，采用性能好的泥浆，控制泥浆的比重和黏度。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。下完钢筋笼后，检查沉渣厚度，如沉渣厚度超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。

4.1.3锚索施工质量保证措施

（1）锚索成孔需穿过淤泥、淤泥质土及砂层等不良地层，故采用跟进套管钻进技术。（2）锚索成孔需人岩，为确保达到设计孔深，采用潜孔锤冲击岩层成孔。

4.2施工难点

西部地块基坑场地东侧为6层民房（基坑设计为3-3剖面位置），距离基坑边线约12m，施工过程中，施工3-3剖面北段（长约46m）时，旋挖桩钻至孔深4m—6m处遇微风化岩，造成该段旋挖桩成孔困难，无法钻至设计孔深，后经补充勘察确认该段的地层微风化岩面深度为4m～6m，为加快施工进度，缩短工期，该段原桩锚附性支护设计变更为组合式喷锚柔性支护，采用钢管桩φ114@800+_层锚索3×7φ5+三层钢筋土钉φ25，钢管桩桩长约8m。

5.基坑监测

基坑监测是深基坑施工过程中一种重要的安全保障措施，在基坑施工期间，设立合理有效的监测系统，并严格按规范要求进行观测，能及时了解基坑的位移、沉降等变化情况，通过对观测数据的分析研究，及时发现基坑位移、沉降量过大或变化速度过快等异常现象，从而能及时与设计等有关单位进行研究并采取快速有效的加固处理措施，真正做到信息化设计与施工，确保基施工安全。

在本基坑工程各监测项目变形报警值及控制值如下：

截止于西地块基坑底浇筑完底板混凝土，该基坑采用刚性支护的南侧累计最大水平位移值为- 0.5mm，沉降值为-0.2mm，采用柔性支护的西侧3-3剖面北段累计最大水平位移值为16.3mm，沉降值为24.6mm，均满足设计要求。

6.结束语

通过对比刚性支护和柔性支护两种基坑支护型式的监测数据可知，不同的支护型式对基坑的稳定会产生不同的影响，实践证明只要能确保基坑处于稳定、安全状态，不同的基坑支护型式可以结合使用。