岩土工程中软质岩石基坑支护设计及应用研究

◎李自友

随着城市对地下空间的不断开发和利用，越来越多的工程在建设过程中涉及到基坑开挖与支护，为保证基坑施工、坑内作业及基坑周边环境的安全，需要根据基坑实际情况，结合现有地质、地形、场地施工条件，切实做好基坑支护设计。

一、工程概况

该工程位于长沙市雨花区黎托乡粟塘村，西临京珠高速公路，北接长沙明昇 壹城07B地块S0H0商务区、已使用的6#地块建构筑物及小区规划道路，东面与在建黎托路相邻，南接劳动东路及地铁4#线京珠东站，原始地貌为浏阳河冲积阶地，地形起伏较小，目前场地较平整，场地高程在36.00～39.50m之间。根据现场地形条件及甲方规划要求，该场地基坑支护分为南面、西面、北面、东面基坑，其中，南面基坑还可以细分为AB段、BC段、CD段和DE段。以基坑的重要性为依据，将其安全等级确定为I级，重要性系数取1.10，地基基础的设计等级确定为甲级，基坑使用年限为2年。现以该基坑的南面基坑为例，对其场地南面AB、BC、CD及DE段基坑支护设计做如下分析。南面基坑基坑顶标高为36.50～39.50m，基坑开挖底标高为26.90～29.50m，基坑开挖高度为7.00～12.60m。基坑采用悬臂桩、双排桩+预应力锚索及桩间三重管高压旋喷桩止水帷幕进行支护及止水措施。

二、基坑支护设计地层参数

基坑支护设计所需参数根据勘察报告并结合工程经验确定，工程地层参数如表1所示。其中支护结构嵌固段地层主要为软质岩石中泥质粉砂岩。以此为嵌固代表地层对基坑进行支护设计与分析应用。

表1 地层参数

三、基坑支护设计

1.AB、BC、CD段基坑支护设计。该三段基坑的顶部标高为37.50～39.50m，地下室基坑底部标高为29.50m，基坑的支护长度与高度分别为120.30m、9.00～10.00m。基坑的支护方法为悬臂桩结合土钉墙。采用单排桩，桩径1.20m，桩间距2.20m。桩的顶、底部标高分别为32.70m和18.00m，桩长为14.70m。在桩顶部设置1.30m×0.80m冠梁，桩芯与冠梁均采用C30混凝土进行浇筑。在桩间坡面按照要求挂设钢筋网，并喷射C20细石混凝土作为护面，面板的厚度按照80mm控制。在桩顶设置宽度为2.20m的平台，并在平台上部采用坡率法对坡面进行支护，按照1:1.25的坡比进行放坡，在坡表面按照1.50m×1.50m的网距设置4排土钉，最后在坡面喷射一层厚度为80mm的C20混凝土。详见图1。

图1 AB、BC、CD段基坑悬臂桩支护设计剖面图

2.DE段基坑支护设计。该段基坑的顶部标高为39.50m，地下室基坑的底部标高为26.90m，基坑的支护长度与高度分别为74.95m、12.60m。基坑的支护方法为双排桩结合预应力锚索，预应力锚索构造如图1所示。采用双排桩，桩径为1.20m，两排桩之间的距离与桩间距相同，仅为2.20m。双排桩中，后排桩的顶、底部标高分别为34.90m和16.00m，桩长为18.90m，前排桩的顶、底部标高分别为32.70m和16.00m，桩长为16.70m。在双排桩的桩顶均设置1.30m×0.80m冠梁，两排桩桩顶冠梁之间采用1.00×0.80m连梁相连，桩芯和冠梁均采用C30混凝土进行浇筑，并在桩上按照2.20m的间隔距离布置预应力锚索。在桩间坡面按照要求挂设钢筋网，并喷射C20细石混凝土作为护面，面板的厚度按照80mm控制。对于桩顶上部的坡面，设计采用坡率法进行支护，按照1:1.75的坡比进行放坡，并在坡面上按照2.00m×2.00m的网距布置短钉，最后在坡面喷射一层厚度为80mm的C20混凝土。详见图2。

图2 DE段基坑双排桩+预应力锚索支护设计剖面图

四、结语

现基坑已验收回填，根据第三方监测单位提供的基坑顶垂直、水平位移监测数据，支护桩的水平位移监测数据，锚索应力监测数据及基坑顶建构筑物沉降监测数据，各项监测指标均满足国家相关规范要求。

综上所述，在以软质岩石为主要支护结构嵌固地层的区域，对深基坑采用悬臂桩，对超深基坑采用双排桩+预应力锚索支护结构型式是一种能够很好的保证基坑施工安全的支护措施。该设计方案在对以软质岩石为主要下卧地层的地区进行基坑支护，可为类似工程提供参考借鉴。