石家庄市某基坑支护方案设计

刘楚婳 徐世光 杨溢 申秋

摘 要：随着我国经济的高速发展，高层建筑矗立于城市的各方各位。从而其基坑支护显得尤为重要。岩土性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性，往往给基坑支护工程的设计和施工增加了难度。本文将在对地质情况详细勘察及岩土工程评价后，给出较为合理的设计方案。

关键词：基坑;支护设计;放坡;土钉墙

中图分类号：TV551.4          文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）08-0146-03

1工程概况

拟建场地位于石家庄市裕华区贾村东侧，为城中村改造拆迁场地，东侧300m为青石路（308国道），交通便利。本工程主要包括高层住宅、商业网点、地下车库，各建筑物性质如表1。

本工程主体建筑[1]重要性等级为一级，场地复杂程度等级二级，地基复杂程度等级二级，综合确定勘察等级为甲级。附属建筑和地下车库勘察等级为乙级。

2工程地质条件

2.1地形与地貌

石家庄地区跨太行山和华北平原两大地貌单元，西部为太行山地，东部为华北平原，地势西高东低，拟建场地地处太行山山前冲洪积平原中部，地貌单元为滹沱河一级阶地。

拟建场地为拆迁场地，勘探过程中未发现对工程不利的地下埋藏物，地形较平坦，高差不大，交通便利，利于施工。

2.2土层分布与土质特征

本次勘探[2]最大深度50.00m，所揭露的地层主要为第四系冲洪积成因的黏性土、粉土、砂类土，依据其工程地质特征，自上而下分为12个工程地质主层及1个亚层。

依据现场地层性质鉴定，结合土工试验和原位测试结果，对本次勘察场地内各主要地基土层的工程特性评述如下：

素填土①：该层在场地内均有分布，厚度不一，压缩性高，一般厚度0.30m～3.80m。该层压缩性高，工程性质较差。

杂填土①1：该层在场地内分布较分散，一般厚度0.20m～2.10m。該层压缩性高，工程性质差。

新近沉积黄土状粉质黏土②：该层在场地内普遍分布，一般厚度0.30m～3.70m，强度较低，压缩性中等，具有湿陷性，工程性质较差。

黄土状粉土③：该层在场地内普遍分布，一般厚度1.00m～4.80m，压缩性中等，上部具有不均匀非自重湿陷性，工程性质较差。

黄土状粉质黏土④：该层一般厚度0.50m～3.30m，场地西侧及北侧和南侧部分钻孔缺失该层，其他地段该层分布较为普遍，压缩性中等，工程性质一般。

细砂⑤：该层在场地内普遍分布，层位连续稳定，一般厚度2.10m～8.40m，压缩性低，平均标贯击数17.8击，工程性质较好。

粉质黏土⑥：该层在场地内普遍分布，层位连续稳定，一般厚度1.10m～6.30m，压缩性中等，工程性质较好。

粉质黏土⑦：该层在场地内普遍分布，层位连续稳定，厚度较大，一般为4.90m～8.70m，压缩性中等，工程性质较好。

粉质黏土⑧：该层在场地内普遍分布，层位连续稳定，厚度较大，一般为4.50m～8.10m，压缩性中等，工程性质较好。

细砂⑨：该层在场地内普遍分布，仅在89号、92号、93号、94号钻孔缺失。一般厚度0.50m～4.00m，压缩性低，平均标贯击数30.2击，工程性质较好。

粉质黏土⑩：该层在场地内普遍分布，层位连续稳定，厚度较大，一般为4.80m～9.40m，压缩性中等，工程性质较好。

中砂   ：该层在场地内普遍分布，层位连续稳定，一般厚度3.80m～6.90m，压缩性低，平均标贯击数36.3击，工程性质较好。

粉质黏土   ：该层最大揭露厚度7.60m，在场地内普遍分布，压缩性中等，工程性质较好。

3水文地质条件

本次勘察深度范围内未见地下水。未发现场地周围存在污染物或污染源，参照石家庄地区经验，正常沉积土对建筑材料具有微腐蚀性。

4地基土湿陷性评价

根据探井取得的?级土样试验结果，新近沉积黄土状粉质黏土②层和黄土状粉土③层具有非自重湿陷性，湿陷系数最大0.045，湿陷程度轻微～中等，湿陷起始压力125kPa～166kPa，湿陷带下限为自然地表下5.0m。

拟建1#～8#住宅及二层地下车库基础埋深均已穿过湿陷带，设计可按一般地区考虑;拟建一层地下车库基础埋深部分未穿过湿陷带，需考虑土层湿陷性的影响;商业网点等附属的轻型建筑物及附属设施有浅埋基础时，按自然地表下1.50m起算，湿陷量计算值Δs=3.00mm～148.5mm，根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025-2004）中有关规定，场地为非自重湿陷场地，湿陷等级为Ⅰ级。

5场地类型判别与地震效应

5.1场地土类型类别

本次勘察波速测试孔8个，测试深度均为50.0m。根据测试成果，计算地表以下20.0m深度范围内土层的等效剪切波速Vse为162.7m/s～191.7m/s。根据地区经验，场地覆盖层厚度大于50.0m，根据钻孔单孔弹性波测试成果，按《建筑抗震设计规范》[3]（GB 50011-2010）（2016年版）第4.1.3条及第4.1.6条判定，场地土类型为中软土，建筑场地类别Ⅲ类，特征周期0.55s。

5.2地震效应

建设场地地处山前平原区，地势平坦开阔，无不良地质作用，地下水位埋藏深度大，场地土以中软土为主，属对建筑抗震一般地段。按国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）（2016年版）的有关条文，场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第二组。

6地基基础分析与评价

6.1场地稳定性、适宜性

区域资料显示，拟建场地基底为元中古界变质岩地层，上覆巨厚层第四系堆积物，本区历史上未发生大于5级的地震，地质构造活动微弱，经勘察，周边无不良地质作用存在，场地稳定，适宜建设。

6.2地基基础方案分析

1#～8#住宅设计层高为24层～27层，属高层建筑，基底压力设计为440 kPa～500kPa，经计算，场地天然地基不能满足设计要求。建议采用素混凝土桩复合地基方案。

综合分析该场地地层分布及性状[4]，桩端持力层可选用粉质黏土⑦层或其下土层，桩长、桩径按设计要求而定，所需设计参数可按表7.2所列数值采用。

7基坑支护方案

基坑边线距离红线7m～16m，具备一定放坡空间，因东侧存在高压变电室及架空高压线，南侧15#地块即将施工，对变形要求较高，参照本地区基坑支护的经验，建议采用土钉墙方案。基坑支护的设计参数见表3。

8结论与建议

（1）拟建场地及其附近未发现影响工程稳定的不良地质作用，无对工程不利的埋藏物，场地稳定，可以进行建筑。

（2）场地抗震设防烈度7度，設计基本地震加速度值为0.10g，建筑场地类别Ⅲ类，特征周期0.55s。

（3）场地50.0m深度范围内未见地下水。地基土对建筑材料具有微腐蚀性。场地标准冻结深度0.60m。

（4）拟建地下车库可适当加大基础埋深，采用筏板基础，既可穿过湿陷带，亦能满足承载力和变形要求。拟建商业网点建议采用夯实水泥土桩复合地基。

（5）拟建住宅楼建议采用素混凝土桩复合地基，以粉质黏土⑦层或其下地层为桩端持力层。

（6）基坑开挖应采取支护措施，建议采用土钉墙方案进行支护。

参考文献：

[1] 张鹏.基于岩土勘察的地质工程基坑支护设计[J].世界有色金属，2019（20）：252+254.

[2] 戈宁宇.浅谈高层建筑深基坑支护技术[J].江西建材，2017（11）：65+70.

[3] GB 50011-2010， 建筑抗震设计规范[S].

[4] 蒋少武，张涛.基坑支护设计中合理选取岩土参数[J].中华建设，2014（01）：106-107.