惠州河南岸公园地下停车场基坑支护设计与施工

曾卫星 刘海 徐廷宇

摘要：惠州河南岸公园地下停车场所处的地理环境较为复杂，地下室共2层，开挖深度约9.10m，淤泥质土较厚，采用土钉墙与钻孔灌注桩加预应力锚杆相结合的支护方案，针对淤泥质土较厚区域，本项目另打入水泥搅拌桩加固基坑内桩侧土层。本文在施工过程中取得了较好的技术效益，可作为未来相似地质环境基坑支护设计和处理的依据和实用材料。

关键词：淤泥质土；水泥搅拌桩；旋挖灌注桩

1.工程简介

拟建工程位于惠州市惠城区河南岸公园内，场地北侧是银岭路六横街，东侧为银岭路，交通便利。本工程场地总规划用地面积共9603m2，拟建2层地下停车库，局部地上设单层配套用房，场地±0.00标高为14.40m，为1985国家高程基准（下同），地下室底板标高为6.00m。地下停车场拟采用筏板基础，筏板基础板厚0.60m，垫层0.10m，即地下室底板底标高5.30m，基坑开挖深度9.10m，基坑周长388m，面积7563m2。

该基坑场地原始地貌为冲积地貌，现为河南岸公园部分休闲场地及绿化地，场地总体较平整。基坑北侧地下室边界线外约10.00m为一层垃圾回收站，宽约30.00m，为天然地基，距银岭六横街约35.00m，基坑东侧地下室边界线外约10.00m为银岭路人行道，约14.00m为银岭路，基坑南、西侧为公园绿化地。场地北侧银岭六横街、东侧银岭路下埋设有电缆、光缆及给排水等管线，管线埋深在12.00m～14.00m之间。

2.工程地质条件与水文地质条件

2.1工程地质条件

基坑支护场地的岩土层类别从上到下分别为：1.第四系人工填土层（Q4ml）、2.第四系冲积层（Q4al）、3.第四系残积层（Q4el）和4.白垩系基岩（K）。各地层特征分述如下：

①素填土：灰色、灰黄色，稍湿，稍密，由粘性土混少量砂粒堆填而成，均匀性较差，层厚1.70m～5.90m。

②-1粉质黏土：褐黄色，硬塑，干强度、韧性中等，成分以粘粒为主，含少量砂粒。层厚1.6m～6.90m。

②-2粉质黏土：黄色，软可塑，干强度、韧性中等，成分以粘粒为主，含少量砂粒，层厚1.10m～5.30m。

②-3淤泥质土：深灰色，黑色，流—软塑，干强度、韧性较好，切面较光滑，成分以粘粒为主，富含有机质。层厚 0.70m～7.30m。

③粉质黏土：红褐色、褐黄色，硬塑，干强度、韧性中等，为泥质粉砂岩风化残积物，遇水易软化、崩解。层厚1.10m～ 5.80m。

④-1全风化泥质粉砂岩：红褐色，岩石风化剧烈，原岩结构基本破坏，但尚可辨，岩芯破碎呈坚硬土柱状，遇水易软化、崩解。层厚1.00m～9.70m。

④-2强风化泥质粉砂岩：为极软岩，红褐色，岩石风化强烈，岩体极破碎—破碎，岩体基本质量等级为V类，层厚0.80m～16.80m。

2.2水文地质条件

拟建场区地下水类型为：地下水类型主要为第四系土层中的孔隙水和基岩裂隙水，基岩裂隙水水量贫乏。拟建场地表层局部地段人工填土层较厚，存在上层滞水，主要以接受大气降水的入渗、地表水及周边居民生活排水补给为主，主要以蒸发的形式排泄。该场地地下水总体特点：①勘察期间测得钻孔初见水位埋深2.00m～2.30m，初见水位标高为11.82m～12.60m；钻孔施工后24h，测得稳定水位埋深为2.10m～3.50m，稳定水位标高为11.82m～12.54m。②地下水水位随季节性变化明显，地下水位年变化幅度约2.00m。

3.深基坑支护结构设计

按照基坑周边开挖影响范围2.0H考虑，基坑北侧和东侧周边为建筑物、道路，场地基坑安全等级为一级，侧壁重要性系数为1.1。基坑西侧周边为空地，场地基坑安全等级为二级，侧壁重要性系数为1.0。坡底距地下室边线不小于1.5m～2.0m；支护结构需避开周边的管线及周边建筑物的基础。

本設计图根据岩土勘察报告及相关规范进行计算，同时结合理正深基坑支护设计软件及理正岩土工程计算分析软件进行计算。根据现场地面的高度、地质条件以及周边环境，本基坑支护采用的基坑支护方式：

（1）本基坑开挖深度9.10m，上坡面采用1∶1.5放坡+挂网喷砼支护，下坡面采用旋挖灌注桩支护，设置腰梁+两排锚索，平台宽1m。

（2）基坑施工车道采用1∶5.0放坡，坡面铺设碎石土200mm厚，车道两侧土体采用1∶5放坡，施工车道土体采用塔吊配合挖土机开挖。

（3）鉴于现场部分区域深约8m位置出现5m左右厚淤泥质土，遂采用水泥搅拌桩进行坑底加固，加固基坑内桩侧土层，提升支护桩稳定性。水泥搅拌桩内径600mm，间距500mm，长5.00m，群桩宽约3.1m。

4.深基坑地下水控制

由于本场地地下水总体水位较高，水量丰富，设计上层坡面设置搅拌桩止水，坡底集水明排的地下水控制措施。当实际开挖时，发现水量较大，宜增加一些集水坑降水井，确保坑中坑、基础承台顺利施工。具体如下：

（1）坡顶及坡底设排水沟，排水沟和集水井距离坑壁在0.4m～0.5m之间，排水沟截面为300×300mm，按0.5%坡度，坡向集水井。基坑底按间距20m设置集水井，地下水经集水井、沉砂池再排出场地外。

（2）在基坑周边设3.0×1.5×1.5m沉淀池。

（3）坡面按间距@2500×1500设置PVC泄水管。坑内积水，土方及基坑分层开挖过程中，在距离基坑边线4m外挖临时集水坑，将地下水汇集后再抽排。

5.土钉墙、支护桩、锚索及土方施工

该基坑支护施工工序工种较多、土方开挖量大、工期较紧。基坑支护施工流程如下：

基坑顶截水沟施工→水泥搅拌桩施工→土方开挖+挂网喷砼→灌注桩施工→冠梁施工→土方开挖+挂网喷砼施工→预应力锚索施工→腰梁施工→土方开挖+挂网喷砼施工→排水沟及集水井施工。

6.基坑监测和结果分析

鉴于该建筑场地地质条件和环境条件，为确保该项目地下工程安全、顺利地完成，在基坑开挖及地下室施工过程中，采用信息发施工，即运用多手段的联合监测，为设计与施工提供依据。

本基坑监测按《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）、《建筑基坑支护工程技术规程》（DBJ/T15-20-2016）等规范标准执行。监测内容包括支护结构位移与沉降、基坑周边建筑沉降等。

6.1基坑顶位移、沉降监测

本基坑在施工阶段始终进行不间断监测，对特殊时间段监测数据进行特别关注，比如施工过程中的土方开挖至冠梁、腰梁、底板位置的时间前后。这是由于这一过程中基坑土方开挖深度的变化将会影响周边土体侧压，基坑支护结构需要承受更大的侧压，其自身结构和周边建筑物可能发生较开挖前更大的位移、沉降变化。现场施工的特殊时间点分别为：

（1）土方开挖至冠梁位置：2020年8月1日；

（2）土方开挖至腰梁位置：2020年8月15日；

（3）土方开挖至基坑底板位置：2020年9月20日。

6.1.1基坑顶位移变化

由图4可知，该基坑在开挖期间近两个月内基坑周边顶部位移变化最大值约25mm，低于设计要求，现场未发现明显开裂现象，基坑支护结构较为稳定，而在特殊时间点后，位移变化折线未出现较大的陡升现象。可见，本基坑支护设计较为合理，而部分区域出现一定位移变化不等，这是人员、车辆走動、地下水流动等因素影响下造成的，在误差允许范围内。

6.1.2基坑顶沉降变化

由图5可知，该基坑在开挖期间将近两个月时间内基坑周边顶部沉降变化最大值约-15mm，低于设计要求，现场未发现明显地面沉降现象，基坑支护结构较为稳定，而P17号点在9月15日～9月25日出现12mm的沉降变化，但之后趋于稳定，由于沉降变化不大，在设计允许范围内，整体施工未受到影响。而其他监测点位置在特殊时间点后，位移变化折线未出现较大的陡降现象。

6.2基坑周边建筑物沉降监测

由图6可知，该基坑在开挖期间近两个月内基坑周边建筑物沉降变化最大值约-12mm，低于设计要求，现场建筑物周边未发现明显地面沉降现象，基坑支护结构较为稳定，图中出现一定的突升，变化量5mm左右，是测量时水准标尺偏移误差或读数误差导致。并且监测点位置在特殊时间点后，位移变化折线未出现较大的陡降现象。鉴于整体沉降未产生较大变化，可认为该基坑周边建筑物较为稳定。

7.结论

基于本基坑在采用土钉墙与钻孔灌注桩加预应力锚杆相结合的支护方案后，并且在淤泥层较厚部位打入水泥搅拌桩进行坑底加固，随着基坑开挖深度的逐步加大，依据现有基坑位移、沉降监测及周边建筑物沉降监测数据，其位移、沉降都在设计允许范围内，并未产生较大的形变，说明本设计工艺满足基坑支护要求，可作为未来相似工况和地质环境的处理方式，也起到实例参考作用。

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