被动区留土在基坑支护中的应用

杨 涛，张 梅

（1. 中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南 250000；2.山东大卫国际建筑设计有限公司，山东 济南 250000）

基坑被动区留土本身具有一定强度和抵抗水平变形的能力，可作为基坑支护结构的一部分，同时可作为超载增加其下土层的侧向压力，增强被动区土体对竖向支护构件的嵌固作用，合理的设置被动区留土可有效降低支护结构的内力和位移。当基坑采用垂直开挖，竖向支护构件外围无施工锚杆(索)结构条件时，采用基坑内被动区留土相较于内支撑体系，不存在拆除内支撑的噪声和环境污染，可节约大量基坑支护投资，并缩短施工工期，具有良好的社会效益和经济效益[1]。

1 工程概况

德州市某地下商城位于德城区东方红西路和解放中大道，地下一层，框架结构，筏型基础，基坑开挖深度6.8～7.2m。基坑周边地物复杂，施工场区内及周围管线密布。

拟建地下商城东方红西路西北角处基坑深度为7.2m，坡顶为人行通道，基坑外侧紧邻旧的地下人防通道，通道宽约2.0m，采用砖砌结构，混凝土底板，底板埋深约3.0m。

根据本次勘察报告，该场地地层主要为第四系全新统冲积黏性土、粉土和粉砂组成，地下水埋深约2.0m。

2 支护设计

2.1 设计难点与要求

(1) 拟建地下商城坡顶为人行道，施工现场无放坡空间，基坑需直立开挖。

(2) 场地地层为第四系全新统冲积黏性土、粉土和粉砂组，地下水位较高，钻孔灌注桩施工过程中常遇塌孔，基坑在闹市区，不宜采用对环境影响较大的泥浆护壁施工工艺。

(3) 基坑外侧地下紧靠旧的砖砌地下人防通道，地下通道底板埋深约3.0m，宽约2.0m，无法施工锚杆(索)结构。

(4) 地下商城沿街布置，长度较长，基坑采用分段开挖，该段施工完毕回填后进行下一段，基坑使用时间相对较短。

综上考虑，结合需要设置截水帷幕的要求，该位置基坑支护形式采用高压旋喷桩内插钢管补强作为截水及竖向支护构件，并在基坑底被动区留设土墩。

2.2 支护设计方案

基坑周边高压旋喷桩设计桩长15.5m，成桩直径700mm，桩间距450mm，固化材料宜采用普通硅酸盐水泥P.O 42.5，水灰比1.0；要求帷幕的渗透系数小于10-6cm/s[2]。内插钢管时采用钻机成孔，成孔直径150mm，无缝钢管直径114mm，壁厚不小于3.5mm，孔内采用水灰比为0.5的水泥浆灌注。

基坑下部3.2m深度范围内留设土墩，土墩顶宽不小于1.5m，底宽不小于3.0m。土墩留坡坡率不小于1∶0.5，喷素砼防止雨水冲刷。喷射混凝土强度等级C20，喷层厚度80mm，细骨料宜选用中粗砂，含泥量应小于3%；粗骨料宜选用粒径不大于20mm的级配砾石；水泥与砂石的重量比宜取1∶4，砂率宜取45%，水灰比宜取0.45。

图1 支护段剖面图

2.3 支护结构施工

施工顺序：放线清障→旋喷桩施工→内插钢管施工→降水井施工→抽水→开挖土方→预留土墩→喷射混凝土面层。

帷幕桩施工，高压旋喷桩的施工作业顺序应采用隔孔分序方式，相邻孔喷射注浆的间隔时间不宜小于24h；喷射注浆后，当浆液析水、液面下降时，应进行补浆。高压喷射注浆的施工偏差：孔位的允许偏差应为50mm，注浆孔垂直度的允许偏差应为1%。

钢管桩采用钻机成孔，桩位的允许偏差应为50mm，垂直度的允许偏差应为0.5%，孔底沉渣不大于50mm。钢管桩孔内采用水灰比为0.5的水泥浆填充密实。

基坑上部贴帷幕桩内侧垂直开挖，下部3.2m留设土墩，土墩顶宽不小于1.5m，坡率不小于1∶0.5，喷射素混凝土面层防止雨水冲刷。喷射作业分段依次进行，同一分段内应自下而上均匀喷射，喷头与坡面保持垂直，其距离宜为0.6～1.0m，喷射混凝土终凝2h后应根据气温喷水养护5～7天，气温低于+5℃时不得喷水养护，应采取保水养护。

3 监测

在支护结构施工、基坑开挖及使用过程中进行了基坑监测，监测内容包括：基坑坡顶水平位移、竖向位移，周边地表竖向位移，周边建筑物位移、倾斜，周边建筑、地表裂缝，周围地下管线变形、地下水位等。

根据监测结果，在基坑使用期间，支护结构工作状况良好，变形轻微，边坡最大水平、竖向位移均在规范允许范围内。基坑在开挖、使用过程中一直处于稳定、安全状态。截止目前该位置地下商城已施工完毕，基坑已回填。

图2 基坑支护施工现场图

4 结语

通过在旋喷桩内置无缝钢管的方式来增强旋喷桩体的抗弯能力，在无法施工锚杆(索)结构时，利用被动区留土本身具有一定强度和抵抗水平变形能力，同时达到止水和控制基坑变形的目的，方便大面积土方开挖，加快施工工期，节约工程造价。通过实际工程应用对该支护形式的特点及施工技术进行了阐述，为类似基坑支护设计和施工项目提供一定的借鉴。