工程项目的基坑支护降水方案设计

李良成　赵继涛　罗浩

摘 要：本项目位于河南省洛阳市瀍河回族区，北临九都路，东临夹马营路，南临滨河北路，西临瀍河。基坑深度为9.0～11.5 m，东侧距离管网较近，其中电信管中线距离东侧坡顶最近约3 m;热力管线中线距离东侧坡顶最近约5.6 m;给水管道中线距离西南角坡顶最近约9 m;雨水管距离坡顶12 m，其他区域均比较空旷;水位降深为8.5 m，综合渗透系数为120 m/d。通过综合对比分析，邻近既有建筑物的区域采用复合土钉墙支护（预应力土钉+微型桩），其他区域采用土钉墙支护。降水采用管井降水+明排的方式。目前，该项目已施工并回填完毕，各项监测指标均满足规范的要求，该设计方案安全、合理、经济，为以后类似环境条件的基坑支护降水提供了宝贵的经验。

关键词：基坑支护降水;复合土钉墙;管井降水

中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）31-0107-03

Design of Dewatering Scheme for Foundation Pit Support of

Engineering Project

LI Liangcheng1 ZHAO Jitao1 LUO Hao2

（1. SCIVIC Engineering Corporation， Luoyang Henan 471000;2. China Automobile Zhicheng （Luoyang） Geotechnical Engineering Corporation， Luoyang Henan 471000）

Abstract： This project is located in the Chanhe Hui District of Luoyang City， with Jiudu Road in the north， Jiamaying Road in the east， Binhe North Road in the south， and Qianhe River in the west. The depth of the foundation pit is 9.0 ～ 11.5 m， and the east side is relatively close to the pipe network， and the center line of the telecommunication pipe is about 3 m away from the top of the slope on the east side; the center line of the heating pipeline is approximately 5.6 m away from the top of the slope on the east side; the center line of the water supply pipeline is approximately 9 m away from the top of the southwest corner slope; the rainwater pipe is 12 m away from the top of the slope， and other areas are relatively open; the water level drop is 8.5 m， and the comprehensive permeability coefficient is 120 m/d. Through comprehensive comparative analysis， composite soil nail wall support （prestressed soil nail + micro-pile） is used in the area adjacent to the existing building， and soil nail wall support is used in other areas. The dewatering adopts the method of tube well dewatering + open drainage. At present， the project has been constructed and backfilled， and all monitoring indicators have met the requirements of the specification， the design scheme is safe， reasonable and economical， which provides valuable experience for the support and precipitation of foundation pits under similar environmental conditions in the future.

Keywords： foundation pit support dewatering;composite soil-nailed wall;tube well dewatering

某工程項目位于河南省洛阳市洛瀍河回族区，北临九都路，东临夹马营路，南临滨河北路，西临瀍河，交通便利。其支护项目的保护对象为地下车库（地下2层），该车库基础形式采用的是柱下独基+防水板，基坑东侧距离建筑物比较近，其他区域较空旷。该支护项目支护区域的室内地坪±0设计标高为129.5 m，坑底标高为118.5 m，基坑深度为9.0～11.5 m。根据基坑深度和基坑周边环境，结合本地区类似工程经验，临近建筑物区域采用复合土钉墙支护（预应力土钉+微型桩），其他区域采用土钉墙支护，而降水采用管井降水+明排的方式[1-2]。距坡顶1.5 m的范围内禁止堆载，距离基坑上边缘1.5～2.0倍基坑深度距离的范围内地面设计荷载为20 kPa，道路荷载取40 kPa。本基坑边坡设计使用期限为12个月[3]。

1 场地岩土工程性质

1.1 地形及地貌

已建场地位于洛阳盆地，洛阳盆地是中生代末期形成的北東向断陷盆地，控制其发育的构造主要有东西向、北东向、北西向三组断裂构造。已建场地地貌单元属于洛河高河漫滩。

1.2 地层结构

场地上层为厚度不均的杂填土，下伏第四纪冲、洪积形成的黄土状粉土，中砂、卵石，区域内断裂构造呈深部隐伏状态，在地表露出不明显，中更新世以来处于稳定状态，不存在全新活动断裂，是对工程建设场地稳定性无影响的非全新活动断裂。自上而下来看，各土层设计参数如表1所示。

1.2.1 第①杂填土（Q₄^ml）。杂色，松散，其由黏性土、砖块、碎石等建筑垃圾组成，局部含少量耕土，属近期堆积，未完成自重固结，该层土分布不均，最大堆积厚度为3.9 m。

1.2.2 第②层黄土状粉土（Q₄^1al+pl）。黄褐色，稍湿，稍密。局部见少量针、虫孔，见植物根茎。局部见黏性土及细砂，细砂厚度不均，厚度介于0.5～1.2 m。该层土压缩系数平均值为0.20 MPa^-1，最大值为0.43 MPa^-1，具中压缩性。湿陷系数大于0.015，小于0.030，具轻微湿陷性，自重湿陷系数小于0.015，不具有自重湿陷性[4]。标准贯入试验实测平均锤击数为7.5击，修正后7.1击，层厚0.7～8.1 m。

1.2.3 第③层卵石（Q₄^1al+pl）。杂色，稍密，呈次圆状、次棱角状。成分以石英岩、石英砂岩、安山岩为主。卵石含量约为55%，以中细砂及黏性土充填。不均匀系数为55.62，曲率系数为4.88，级配不良。N120动探修正后平均锤击数为5.5击，呈稍密状。层厚介于0.5～9.8 m。

1.2.4 第③₁层中砂（Q₄^1dl+pl）。杂色，湿，成分以石英、长石等矿物为主，可见云母片。该层呈透镜体，分布于第③层卵石中。不均匀系数为5.80，曲率系数为0.62，级配不良，磨圆度较差。标准贯入试验实测平均锤击数为13.8击，修正后12.3击，呈中密状。层厚为0.3～1.2 m。

1.2.5 第④层卵石（Q₄^1dl+pl）。杂色，稍密-中密，呈次圆状、次棱角状。成分以石英岩、石英砂岩、安山岩为主。以中细砂及黏性土充填。不均匀系数为46.24，曲率系数为5.77。N120动力触探修正后平均锤击数为6.7击，呈中密状。该层未揭穿，最大揭露厚度为12.0 m。

1.3 地下水

地下水初见水位与稳定水位一致，地下水的稳定水位埋深在自然地面下4.8～7.4 m，该地下水类型为潜水，含水层主要为卵石层。地下水主要受大气降水、地下径流和灌溉水补给，水量丰沛，水位年变化幅度在3 m左右，其地下水的稳定水位受洛河水位影响比较大，尤其是洛河橡皮坝的蓄水、放水直接影响地下水位的高低。根据有关观测资料得知，场区地下历史的最高水位可达126.50 m。

2 基坑支护降水方案设计

该支护方案共分为8个类型。

2.1 类型1

基坑深度为10.5 m，采用1.0∶0.6放坡，设7排土钉。前五排土钉采用HRB400级钢，直径20 mm，后二排土钉采用锚管Q235，直径48mm，壁厚3.5mm;面层混凝土强度等级为C20，厚度100 mm[5]。

2.2 类型2

基坑深度为10.0 m，采用1.0∶0.6放坡，设7排土钉。前五排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm，后二排土钉采用锚管Q235，直径48 mm，壁厚3.5 mm;面层混凝土强度等级为C20，厚度100 mm。

2.3 类型3

基坑深度为9.5 m，采用1.0∶0.6放坡，设6排土钉。前四排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm，后二排土钉采用锚管Q235，直径48 mm，壁厚3.5 mm;土钉竖向距离均为1.5 m;前四排土钉水平间距为1.5 m，后二排土钉水平间距为1.0 m;土钉长度从上到下分别为6.0 m、7.5 m、9.0 m、6.0 m、4.0 m、3.0 m。面层混凝土强度等级为C20，厚度100 mm。

2.4 类型4

基坑深度为10.0 m，采用1.0∶0.2/0.6放坡。1.0∶0.2坡段设2排土钉，第一排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm，第二排土钉采用HRB400级钢筋，直径22 mm;1.0∶0.6坡段设4排土钉，第一排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm，第二排土钉采用HRB400级钢筋，直径22 mm;后二排土钉采用锚管Q235，直径48 mm，壁厚3.5 mm;面层混凝土强度等级为C20，厚度100 mm。其中两坡段第二排土钉均施加30 kN预应力，在基坑开挖前打微型桩，并做冠梁，桩长13.5 m，桩径150 mm，间距1.5 m。

2.5 类型5

基坑深度为10.5 m，采用1.0∶0.2/0.6放坡。其中，1.0∶0.2坡段同类型4;1.0∶0.6坡段设5排土钉，第一排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;第二排土钉采用HRB400级钢筋，直径22 mm;第三排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;后二排土钉采用锚管Q235，直径48 mm，壁厚3.5 mm;面层混凝土强度等级为C20，厚度100 mm。其中两坡段第二排土钉均施加30 kN预应力，在基坑开挖前打微型桩，并做冠梁，桩长13.5 m，桩径150 mm，间距1.5 m。

2.6 类型6

基坑深度为11.5 m，采用1.0∶0.2/0.6放坡。其中1.0∶0.2坡段同类型4;1.0∶0.6坡段设6排土钉，第一排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;第二排土钉采用HRB400级钢筋，直径22 mm;第三排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;第四排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;后二排土钉采用锚管Q235，直径48 mm，壁厚3.5 mm;面层混凝土强度等级为C20，厚度100 mm。其中两坡段第二排土钉均施加30 kN预应力，在基坑开挖前打微型桩，并做冠梁，桩长13.5 m，桩径150 mm，间距1.5 m。

2.7 类型7

基坑深度为11.5 m，采用1.0∶0.6放坡，设8排土钉。第一排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;第二排土钉采用HRB400级钢筋，直径22 mm;第三排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;第四排土钉采用HRB400级钢筋，直径22 mm;第五排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;后三排土钉采用锚管Q235，直径48 mm，壁厚3.5 mm。面层混凝土强度等级为C20，厚度100 mm。其中第二排土钉和第四排土钉均施加30 kN预应力。

2.8 类型8

基坑深度为11 m，采用1.0∶0.6放坡，设7排土钉。第一排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;第二排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;第三排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;第四排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;第五排土钉采用HRB400级钢筋，直径20 mm;后二排土钉采用锚管Q235，直径48 mm，壁厚3.5 mm。间距为9.0 m。面层混凝土强度等级为C20，厚度100 mm。

基坑降水深度为8.5 m，基坑按照临近洛河含水层很大潜水非完整井计算，按环形井点系统计算，渗透系数按照120 m/d考虑。经计算，单井理论出水能力为2 118.0 m3/d。共需布置降水井224眼，其中基坑的四周布置128眼，基坑内布置96眼疏干井，基坑内疏干井的数量可根据基坑的开挖快慢进行相应的增减。

3 监测结果分析

根据基坑支护设计方案和相关的规范要求，确定本基坑的5项监测内容，分别是75个位移观测点（水平和竖向）、12个周边道路沉降观测点、9个周边地表沉降观测点、9个深层水平位移（测斜）观测点、5个水位观测点[6]。监测时间共计9个月，监测次数为75次。各项监测内容的最大变形值均未超过预警值，如表2所示。

从表2分析可知，变形的最大值均未超过预警值，变形的最大值和最小值的差值也很小。当变形发生突变时，及时加密监测频率并加强现场巡视检查，对存在的隐患点提出預警，能够很好地指导现场施工。由此可见，对基坑的监测是很有效的，达到了方案要求。监测表明，该基坑在整个使用过程中是安全的。

4 结语

本项目采用的方案设计不仅安全，还节约了成本，缩短了工期，为以后类似环境条件下复杂的基坑支护降水设计积累了宝贵的经验。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.复合土钉墙基坑支护技术规范：GB 50739—2011[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]中国工程建设标准化协会.基坑土钉支护技术规程：CECS 96：97[S].北京：中国标准出版社，1997.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑基坑支护技术规程：JGJ 120—2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程：JGJ 167—2009[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构设计规范（2015年版）：GB 50010—2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[6]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑基坑工程监测技术标准：GB 50497—2019[S].北京：中国建筑工业出版社，2019.