鞍山某工程软土地基深基坑综合支护技术.doc

软土地基深基坑综合支护技术
一、工程概况
本工程位于市XX道与XX路路口交叉处，分为A、B二个区，地下均为3层。A区为27层XX大厦，结构形式为框架剪力墙结构，总高为99.9米（结构板上皮），室内外高差为0.3m；B区为框架结构，为6层，总高为30.6m（结构板上皮），室内外高差为1.2m。地上建筑面积为57515.51㎡,地下室建筑面积为15664.25㎡。
高层（A区）地下三层，地下室基础底板下皮相对标高-14.75m，基础选型采用后压浆钻孔灌注桩基础,满堂红布桩，筏板板厚2200mm。
XX广场（B区）地下三层，基础采用承台+十字交叉梁板，承台厚1500mm，主梁：800×1500,次梁：500×1000，板厚700mm。
本工程采用带三道支撑的灌注桩支护体系挡土，水泥搅拌桩及旋喷桩做止水帷幕，采用大口井基坑内降水。本工程±0.000同建筑标高，室外自然地面相对标高为-1.200；基坑侧壁安全等级为一级。
具体桩数量如下：
支护桩总计326根，分为三种桩型，桩顶标高均为-2.75m。
灌注桩1：143根，桩径ø800，有效桩长23.45m；
灌注桩2：121根，桩径ø800，有效桩长22.45；
灌注桩3：62根，桩径ø800，有效桩长25.45m。
支撑桩：35根，桩径ø800，桩顶标高-14.85m，有效桩长15.35。
水泥搅拌桩：807组，桩径ø700，桩顶标高-2.2m，有效桩长20m。
高压旋喷桩：807根，桩径ø600 桩顶标高-22.15m，有效桩长4.0m；122根，桩顶标高-14.15m，有效桩长12.05m。
格构柱：36根，尺寸为460×460（用L160×160×10角钢焊接而成）。
工程周边场地有限，基坑东侧为一期XX大厦，且本工程要与XX大厦连接（裙房及基础部位），基坑西侧为XX路,距围墙3m；南侧为XX公寓楼 ,距围墙约4米；北侧是XX主干道—XX道；本工程场地地下水位埋藏较浅，地下静止水位为1.5m，基坑土层的主要物理力学性能见表 1。
表 1 土层的主要物理力学性能层号土层名称
层号
土层
名称
重度
KN/ m 3
渗透系数
粘聚力（固结快剪） c(Kpa)
粘聚力（直剪快剪） c(Kpa)
垂直cm/s
水平cm/s
1
杂填土
18.8
/
/
/
/
2
粉质粘土
18.7
5.7×10-5
6.56×10-5
20.2
12.2
31
淤泥质粉质粘土
18.0
5.13×10-6
5.32×10-6
15.4
10.8
32
淤泥质土
18.6
5.52×10-6
5.75×10-6
17.2
14.3
4
粉土
19.6
5.55×10-6
5.81×10-6
19.9
16.3
二、基坑支护形式
采用单排钻孔灌注桩结合钢筋混凝土内支撑型式作为基坑挡土结构；在钻孔灌注桩外侧设置单排水泥搅拌桩并相互搭接形成基坑防渗止水帷幕，同时又可防止淤泥的挤入。（图 1）

图 1 基坑支护平面布置图
基坑四周采用单排Φ 800钻孔灌注桩间隔1000mm，桩外围采用单排Φ700mm水泥搅拌桩相互搭接300mm，水泥搅桩成桩后8小时之内在水泥搅拌桩底施工高压旋喷桩，形成止水带。钻孔灌注桩顶加设帽梁与桩形成整体。并在基坑开挖过程中，分别在-2.20m、-7.05m和-10.80m标高处设置三道钢筋混凝支撑（图1）。从而有效控制围护桩的侧向变形，合理改善了围护桩受力性能，更有效地控制基坑的变形，确保基坑的稳定。
三、基坑设计
1、钻孔灌注桩：

本工程基坑支护采用Φ 800@1000mm钻孔灌注桩，有效桩长约24m，桩身混凝土强度等级为C30，灌注桩顶部钢筋锚入压帽梁的长度为600mm。
2、止水帷幕水泥搅拌桩＋高压旋喷桩：
　　在钻孔桩外侧施工一排Φ700@400水泥搅拌桩止水，有效桩长约20m；水泥掺入量为15%,为使水泥土桩搅拌均匀，按设计要求应进行全程复搅、复喷。即再次将搅拌机边旋转边沉入土中，到设计深度后喷浆再将搅拌机提升出地面，即“两喷四搅”； 深搅桩成桩后8小时之内在水泥搅拌桩底部施工高压旋喷桩，Φ600@400，水泥掺量40%，水灰比为1，有效桩长4m。
3、帽梁、环梁及支撑：
　　帽梁、环梁及支撑采用现浇混凝土结构 ,混凝土等级为C30,帽梁为1000×600mm,顶标高-2.20m；环梁为1200×600mm，连梁600×600mm，对撑600×1000，在坑内形成上中下三道支撑(上中下两道支撑的梁底标高分别位于-2.20m、-7.05m和-10.80m，如图2所示)，用于支撑灌注桩，减小坑体侧移。

图 2 坑壁支护剖面
4、格构桩：

　竖向立柱上部为钢结构格构柱，下部为钻孔灌注桩（支撑桩），钢格构立柱伸入桩内 2.5m,钢构柱穿过地下室底板处，应加焊止水钢板。挖土施工时应避免机械碰撞格构柱。竖向立柱搁混凝土梁支撑处应加焊钢托架。（图3）

图 3 格构柱支护详图
四、基坑工程施工
（1）进行围护桩施工，埋设测斜管，降水井和观察井。严格施工，确保围护体质量；

（2）基坑开挖必须在钻孔灌注桩强度达到设计强度的80%以上，同时水泥搅拌桩强度达设计值80%以上方可进行第一阶段土方开挖，挖土至第一道支撑梁底标高,施工第一道钢筋混凝土帽梁、环梁和支撑，埋设钢筋应力表；
（3）待第一道全部水平支撑结构混凝土强度达设计强度90%后，方可进行进行第二阶段土方开挖，挖土至第二道支撑底标高，施工第二道钢筋混凝土腰梁和支撑，埋设钢筋应力表，同理进行下一阶段挖土必须待第二道、第三道全部水平支撑的混凝土强度达到设计强度的90%；基坑开挖应分层分段分块进行：先开挖基坑四角的土，再开挖基坑中间的土，在施工完-7.05m、-10.8m的混凝土腰梁、支撑后，在基坑西南角及东南角回填部分土方形成运输通道，便于土方外运。在基坑开挖到坑底以上20cm处以及承台局部深处应采用人工开挖修整，开挖完毕后应及时浇筑垫层。
（4）基坑开挖应严格控制基坑土方开挖的土坡高度及坡度，防止挖土过程中挤斜基坑支护桩,严禁挖土机直接碾压帽梁、环梁、腰梁和支撑；
（5）在地下室基础底板和地下室楼板施工完成后，在底板和支护桩之间填1：9灰土分层夯实，在基坑支护桩及各层地下室楼板之间均打设150mm后C15素混凝土，当支护桩与底板及各层地下室楼板之间距离大于3m时，打设150mmφ6@200双向单层钢筋混凝土板,形成坑底传力带。
（6）待地下室基础底板与支护桩之间传力带强度完全达到设计强度的90%后方可拆除第三道支撑；
（7）同理施工地下二层、地下一层楼板及该层楼板于基坑支护桩之间的传力带,并待其强度达到设计的90%后，拆除第二道、第一道支撑，进而施工以上部分。
五、基坑开挖监测方案
基坑开挖支护是项风险性极大的地下工程，在基坑开挖整个过程中进行全过程监测，实行信息化管理，对指导开挖施工，确保安全是很有必要的。
1、监测内容
（1）围护体沿深度的侧向位移监测，特别是坑底以下的位移大小和随时间的变化情况；
（2）基坑内外的地下水位观测；
（3）周围道路，路面沉降，裂缝的产生与发展；
（4）坑内水平支撑的轴向力随基坑开挖的变化情况；
（5）竖向立柱的垂直位移与侧移；
2、监测要求:

（1）基坑支护监测由专业队伍进行，对周围环境的监测应在工程桩及围护桩施工前进行，并将原始数据及现状记录在案,以便以后对照；
（2）一般情况下开挖期间每天观测一次，如遇险时，应增加观测次数；
（3）专人负责，及时将信息反馈各方，便于分析处理；
（4）每天的数据应控制成相关曲线，根据其发展趋势分析整个基坑稳定情况。如遇有变形过大等情况，应及时通知各部门以便采取应急补救措施。
六、结论
本方法适用于类似软土地基的支护。现场监测表明：基坑结构安全可靠，最大土体侧移 12mm，对周围环境影响较小，在基坑施工过程中，未发现附近地面下沉，地下水渗流较小。