复杂条件下深基坑支护组合型式在珠海机场项目中的选取

高全龙 宋春雷 张乐乐 桓忠雄 林师慧

【摘要】珠海机场改扩建项目基坑深度较深，地质条件复杂，地下水丰富，且周围靠近飞行区、航展馆、T1航站楼、国际楼及交通枢纽中心等，支护形式的选取受到一定条件的制约。本文基于工程地质条件和周边环境等介绍了珠海机场项目基坑支护组合型式的选取方法，在保证基坑安全的前提下，综合兼顾到了周边环境、施工进度、施工成本、结构稳定性及挡水防渗等因素。

【关键词】深基坑;复杂地质条件;淤泥质土;支护组合型式         【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.035

引言：

随着建筑业的迅猛发展，单一的支护型式在某些复杂条件下已经不能够完全满足施工需求。目前基坑支护组合型式被广泛应用到基坑设计中，相比较于单一的基坑支护型式能更好的融入到周围的环境中，既做到满足周围工况的施工条件，又能综合考虑到施工进度、成本及防渗漏等因素。本文详细介绍了在复杂条件下珠海机场改扩建工程项目深基坑中应用的组合式基坑支护形式的选取方法。

1、工程概况

珠海机场改扩建工程项目（见图1）位于广东省珠海市T1航站楼东侧，珠海国际航展中心西侧，机场路南侧。由图1可见，T2航站楼离海较近，地下水位较高。同时周边有正常运营的T1航站楼，根据不停航施工要求，T2航站楼在建设中需要考虑诸多周边环境的影响因素。本项目基坑设置1～2层地下室，基坑周长约2200m，基坑占地面积约为10.3万㎡，基坑深度约6.00～19.10m，坑中坑深度最大约11.20m。基坑区域划分如图2所示。根据基坑开挖深度及周边环境，本基坑A、N、Q、Y、AC区段属于一级基坑，基坑重要系数为γ=1.10。其余区段属于二级基坑，基坑重要系数为γ=1.00。

2、工程地质条件

珠海市位于珠江口伶仃洋西岸，地处低纬，冬夏季风交替明显，终年气温较高，偶有阵寒，但无严寒，夏无酷暑，属亚热带海洋性气候。

本地区在地质构造上位于F11三灶～横琴断裂南侧，拟建场地相距断裂较远，受其影响较小。拟建场地在区域上处于丘陵与三角洲冲积平原交汇接触地带，场地原始地貌属滨海平原地貌。此外，拟建场地经人工整平，地形大体平坦。场地内各地层厚度及层顶标高详见表1：

由上表可知珠海机场项目范围内地质条件主要为：第①1层及①3层素填土层、①2层杂填土层、②1层粉细砂层、②3层及③1层粉质黏土层、②2层及③4层淤泥质黏土层、②5层及③3层中粗砂层、④层砾质黏性土层，⑤层、⑥层、⑦层、⑦1及⑧层等各种风化程度的花岗岩层，基坑底开挖土层主要为粉细砂层、粉质黏土、淤泥质土，且砂层及淤泥质土层较厚。

砂层较厚遇水作用下会瞬间失去承载力，淤泥质土层具含水量高、孔隙比大、透水性差、高压缩性、低强度等特点，易发生蠕变和扰动，工程性质差，长期固结压缩会导致地面持续缓慢下沉。

3、基坑支护方案选取

本项目场地周边环境较复杂，地质条件较差，地下水丰富（水位标高为±0以下1m左右），若基坑支护及止水措施不当，基坑开挖将产生较大变形，对基坑的安全稳定及周边环境带来不利影响。因此，本基坑的成败关键在于能否控制位移及有效的止水，同时出土便利也是基坑支护设计必须考虑的重要因素。

通过综合对比分析，以安全可行、经济合理、方便施工为设计原则，综合分析研究本工程的有利和不利因素进行选取支护型式。珠海机场项目选取的支护型式如下：

珠海机场项目北侧（A-AA区）由于场地比较开阔附近无施工在建建筑物等情况，综合对比分析后该区选用了三轴搅拌桩止水帷幕+三级放坡开挖的支护形式。放坡开挖支护型式一般适用于场地比较开阔，临边无重要建筑物及地下管线、土质较好的工况，且在基坑支护施工中一般多采用分级放坡的方式，其优势为可以大幅度加快施工进度，并且造价也相对比较便宜。

珠海机场项目东指廊东侧（A-A区及B-B区）考虑到靠近航展馆，主楼西侧（K-L区）及西指廊南侧（L-M区）靠近在建国际楼，对基坑的变形比较敏感，综合对比分析后选用了大直径搅拌桩止水帷幕+灌注桩+锚索施工的支护形式。灌注桩+锚索支护型式适用于地下室的基坑支护设计且一般多用于2层及2层以上坑深在8～20m的地下室，土质较差的环境及周围对基坑变形比较敏感的地段，其优势为支护墙身强度较高、刚度较大、变形小、稳定性较好。

珠海机场项目东指廊南侧（B-C区）、主楼东侧（C-D区）及南指廊（D-J区）考虑到靠近飞行区，对挡水防渗及噪声等要求比较高，综合对比分析后选用了SMW工法桩+锚索的支护方式。SMW工法桩+锚索支护型式适用于以淤泥质土、粘土、粉细砂为主的松软地质，其优势为施工基本无噪音、结构强度高、对环境影响较小、防渗挡水效果较好、无需另外设置止水帷幕。

珠海机场项目西指廊西侧（M-AA区）考虑到毗邻在建国际楼不具备放坡开挖及锚索等施工的条件，且支护之间宽度较小，综合对比分析后选用了灌注桩+钢筋混凝土内支撑的支护方式。灌注桩+钢筋混凝土内支撑支护型式适用于基坑开挖较深、周围临近在施项目、不具备放坡开挖及锚索施工等条件的工况环境中，其优势为基坑通过内支撑可形成稳定的传力体系，不占用支护外部空间。

珠海机场项目主楼及南指廊西侧交接处（J-K区）考虑到靠近T1航站楼，不具备锚索施工条件且无法形成内支撑传力体系，综合对比分析后选用了双排灌注桩+大冠梁的支护方式。双排灌注桩+大冠梁支护型式适用于场地较小，较难形成桩+内支撑支护型式及较难施工锚索的工况环境中，其优势为墙身强度高、支护稳定、可用于无法进行放坡开挖、锚索施工及无法形成内支撑传力体系的工况中。

珠海机场项目主楼坑中坑（Y-Y区）考虑到在主楼大基坑范围内，基坑较深，不适宜采用放坡、等支护型式，综合对比分析后选用了三轴搅拌桩内插型钢（SMW工法桩）止水帷幕+钢管内支撑的支护方式。三轴搅拌桩内插型钢（SMW工法桩）止水帷幕+钢管内支撑支护型式适用于工期紧、基坑较深、场地较狭小、基坑宽度较狭窄等环境中，其优势为自重较轻、造价较低、可回收利用、施工速度较快、对环境无污染。珠海机场改扩建项目基坑支护各区段方案选取总平面图如图3所示。

结语：

本文介紹了复杂条件下珠海机场项目的深基坑组合型式，包括“灌注桩+大直径搅拌桩止水+预应力锚索+上部放坡、三轴搅拌桩内插型钢+预应力锚索+上部放坡、双排灌注桩+大直径搅拌桩止水+上部放坡、灌注桩+大直径搅拌桩止水+钢筋混凝土内支撑+上部放坡、三轴搅拌桩内插型钢+钢管支撑+上部放坡、大直径搅拌桩+三级放坡”等多种支护型式。组合深基坑支护形式在珠海机场项目中应用较好，基坑边坡稳定，能够适应周围复杂环境。本文的基坑选取原则和方法可为后续机场类及其它类项目提供借鉴及参考，值得推广及应用。

参考文献：

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基金项目：

中国建筑第二工程局有限公司科技资助计划（24296D 20 0012）。