嚴(yán)穩(wěn)平，李青煒，鄧學(xué)燈，劉艷麗

（1.中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司，武漢 430080；2.天津市地質(zhì)工程勘察院，天津 300191）

0 引言

昆明市城西南屬古滇池范圍，地質(zhì)時(shí)期沉積了深厚的湖沼相松軟沉積物，其中普遍存在著一層或幾層淤泥、淤泥質(zhì)黏土及草炭地層等有機(jī)質(zhì)土，與全國(guó)主要區(qū)域軟土相比，物理力學(xué)性質(zhì)差，孔隙比大，含水量高，有機(jī)質(zhì)含量高。在昆明滇池軟土區(qū)域，由于地層的軟弱復(fù)雜，基坑開(kāi)挖往往會(huì)產(chǎn)生較大的變形，嚴(yán)重影響基坑周邊建構(gòu)筑物、市政管線等的安全運(yùn)行，因此是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)性極大的工程。在昆明軟土區(qū)域深基坑工程中，采取何種支護(hù)方案即能確保基坑的穩(wěn)定性、合理控制基坑變形、減小深基坑開(kāi)挖對(duì)周?chē)h(huán)境的影響又能壓縮建設(shè)方投資，已經(jīng)成為昆明軟土區(qū)域深基坑工程設(shè)計(jì)和施工的重難點(diǎn)問(wèn)題。

本文通過(guò)某深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)例分析，揭示了在昆明軟土區(qū)域進(jìn)行深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及難點(diǎn)，并提出了設(shè)計(jì)、施工防止措施，驗(yàn)證了樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)方案的支護(hù)效果。

1 設(shè)計(jì)基坑的基本情況

1.1 工程概況

本工程擬建場(chǎng)地位于昆明市昌源中路西側(cè)，昌源花園北側(cè)，場(chǎng)地為拆遷場(chǎng)地?；?xùn)|側(cè)為昌源中路及西邊小河，道路邊線距基坑開(kāi)挖底邊線約為25m，西邊小河為一條排洪渠道，雨期水量較大，距基坑開(kāi)挖底邊線約為14m；污水管線距基坑開(kāi)挖底邊線約為13m；煤氣管線距基坑開(kāi)挖底邊線約為14m；加油站公用房及油罐區(qū)距基坑開(kāi)挖底邊線約為14.2m；基坑南側(cè)為昌源花園住宅小區(qū)，房屋為7層磚混結(jié)構(gòu)，為預(yù)制樁基礎(chǔ)，房屋基礎(chǔ)距基坑開(kāi)挖底邊線約為19m；基坑西側(cè)北部有一層磚砌倉(cāng)庫(kù)，淺基礎(chǔ)，距基坑開(kāi)挖底邊線7.8m；本基坑普遍開(kāi)挖深度約10.5m。

1.2 地質(zhì)概況

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)地地層自上而下依次為：①1雜填土，主要由建筑垃圾，少量碎石及黏性土組成，稍濕，結(jié)構(gòu)松散～稍密；①2素填土，以黏性土為主，夾少量碎石，稍濕，結(jié)構(gòu)松散～稍密；③1粉質(zhì)黏土，灰褐～褐黃色，濕，可塑狀態(tài)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，無(wú)搖震反應(yīng)，局部夾薄層黏土及少量碎石；④1有機(jī)質(zhì)土，深灰～灰黑色，濕，軟塑狀態(tài)，局部為流塑狀，稍有光澤，韌性高，干強(qiáng)度高，有干縮現(xiàn)象，局部夾有少量礫石及薄層粉土；④2粉質(zhì)黏土，灰～藍(lán)灰色，濕，可塑狀態(tài)，局部硬塑，夾有少量礫石及薄層粉土；④3黏土，灰黑～灰色，濕，可塑狀態(tài)，局部夾有少量礫石及薄層粉土；④4粉土，褐灰～藍(lán)灰色，濕，中密狀態(tài)，局部含礫石，礫石含量約10%～15%，粒徑一般10～20mm，礫石成分主要為砂巖，多為亞圓形，粉質(zhì)黏土、粉砂充填；④5泥炭質(zhì)黏土，深灰～灰黑色，濕，可塑狀態(tài)，局部為軟塑狀，局部夾有少量礫石及薄層粉土。各土層參數(shù)見(jiàn)表1。場(chǎng)地內(nèi)的地下水為上層滯水。上層滯水賦存于第四系人工填土層中，受大氣降水、及農(nóng)田灌溉生產(chǎn)用水的滲漏補(bǔ)給，無(wú)統(tǒng)一自由水面，水量小。

表1 土層參數(shù)

2 支護(hù)方案設(shè)計(jì)

由于基坑周邊環(huán)境條件限制，特別是基坑周邊加油站和地面下2m深度內(nèi)埋設(shè)的煤氣管、污水管線影響，基坑開(kāi)挖前不能預(yù)先施工一排相互搭接的水泥攪拌樁進(jìn)行防滲止水，排樁＋內(nèi)支撐、雙排樁、排樁＋豎向斜撐支護(hù)方案均因場(chǎng)地條件、造價(jià)、工期等因素被業(yè)主方排除，最終確定排樁＋錨索為主要支護(hù)形式。

2.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基坑頂部放坡，基坑北側(cè)采用二級(jí)放坡＋土釘＋噴射混凝土支護(hù)；東側(cè)、西側(cè)、南側(cè)采用φ800＠1200鉆孔樁排樁擋土＋預(yù)應(yīng)力錨索＋樁間設(shè)φ500單管旋噴樁作為止水帷幕的支護(hù)形式，南側(cè)局部靠近昌源花園小區(qū)采用φ800＠1200雙排鉆孔樁擋土＋預(yù)應(yīng)力錨索＋樁間設(shè)φ500單管旋噴樁作為止水帷幕的支護(hù)形式。

圖1 典型剖面圖

2.2 基坑止水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程場(chǎng)地在基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)及坑底相當(dāng)深度范圍內(nèi)均為不透水層，故不需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)降水設(shè)計(jì)，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的排水即可。根據(jù)場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件，本次支護(hù)設(shè)計(jì)采用排水溝＋集水井系統(tǒng)進(jìn)行排水。為避免地表水及地下水對(duì)土體產(chǎn)生影響，在坡腳設(shè)置一圈排水溝，坡頂根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置。排水溝尺寸：500mm×500mm×500mm（頂寬×底寬×高），坡腳排水溝匯集邊坡排出的水，坡頂排水溝攔截坡頂雨水，并用于接受坑底抽水。坡頂排水溝以明溝形式排泄，基坑頂四周排水溝范圍以內(nèi)采用掛網(wǎng)噴砼以防地表水滲入?；拥撞考绊敳棵扛?5～30m設(shè)置一個(gè)集水井以匯集坑頂坑底排水溝排出的地表水和地下水。排入市政管道的集水井前設(shè)應(yīng)做五級(jí)消力沉砂池。

2.3 基坑監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

由于地下工程有許多不可抗拒和難以預(yù)測(cè)的因素，可能使圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，甚至造成基坑坍塌。通過(guò)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)掌握基坑變形、圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀況及相關(guān)因素，掌握基坑開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境影響程度，對(duì)施工控制和指導(dǎo)施工起重要的作用。綜合考慮基坑支護(hù)方案、擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件等，本工程施工期間布置的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：

a.支護(hù)結(jié)構(gòu)：包括支護(hù)樁、錨索、冠梁等；

b.基坑底部及周邊土體：主要是指基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)的基坑內(nèi)、外土體；

c.周邊建筑：主要至基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)的建筑物和構(gòu)筑物；

d.周邊道路：主要至基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)的城市道路；

e.周邊管線：包括供水管道、排污管道、通訊、電纜及煤氣管道等。

2.4 基坑支護(hù)施工效果分析評(píng)價(jià)

通過(guò)位移和沉降監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)在樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)施工完工后，沒(méi)有位移和沉降繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)，基坑趨于穩(wěn)定。未發(fā)現(xiàn)坡體位移和變形形成的張性裂縫，基坑坡面上經(jīng)多次搜查，也未發(fā)現(xiàn)裂縫。坡腳處，未見(jiàn)土體隆起，未見(jiàn)裂縫。整體從表面上未見(jiàn)坡體滑移跡象，說(shuō)明該基坑已進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。

（1）周邊住宅樓變形控制

在昌源花園1棟四周設(shè)置8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，最大沉降為19.5mm，最小沉降為6.6m；在昌源花園2棟四周設(shè)置6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，最大沉降為8.5mm，最小沉降為1mm；在美麗新世界31棟四周設(shè)置12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，最大沉降為5.3mm，最小沉降為0.3mm。各樓房主體結(jié)構(gòu)均未出現(xiàn)裂縫或明顯傾斜。昌源花園1棟距基坑邊較近，所受影響比較大，但從沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，均在控制范圍之內(nèi)，解決了周邊住宅樓的變形問(wèn)題。

圖2 昌源花園1棟沉降監(jiān)測(cè)曲線

圖3 美麗新世界31棟沉降監(jiān)測(cè)曲線

（2）加油站公用房及油罐區(qū)域地面變形問(wèn)題

在加油站公用房及油罐區(qū)地面沿基坑邊布置5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，Y－4監(jiān)測(cè)點(diǎn)施工過(guò)程中被破壞。最大沉降發(fā)生在Y－3監(jiān)測(cè)點(diǎn)，最大沉降為60.6mm；Y－1、Y－2監(jiān)測(cè)點(diǎn)最大沉降比較接近，最大沉降在11mm以內(nèi)。Y－3監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于基坑的陽(yáng)角處，為受力不利點(diǎn)，所受影響比較大。雖然油罐區(qū)域地面沉降比較大，但并未影響加油站的正常使用，加油站公用房及油罐區(qū)變形問(wèn)題得到了有效控制。

（3）西邊小河河堤變形問(wèn)題

沿河堤布置6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，最大水平位移發(fā)生在HSC5監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為40.9mm，其余各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移均在35mm以內(nèi)，河堤水平位移得到了有效控制。

3 結(jié)語(yǔ)

圖4 加油站公用房及油罐沉降監(jiān)測(cè)曲線

圖5 西邊小河河堤沉降監(jiān)測(cè)曲線

圖6 西邊小河河堤水平位移監(jiān)測(cè)曲線

本文結(jié)合昆明某軟土深基坑工程的特點(diǎn)，雖然樁錨支護(hù)體系在其他軟土地區(qū)應(yīng)用控制變形效果不甚理想，但經(jīng)過(guò)筆者多年來(lái)在昆明多個(gè)基坑工程設(shè)計(jì)的技術(shù)積累對(duì)各種支護(hù)方案進(jìn)行比較，本工程最終選擇了排樁＋錨索支護(hù)方案。該基坑通過(guò)樁錨支護(hù)措施加固，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的基坑監(jiān)測(cè)和后期運(yùn)營(yíng)，基坑已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)于錨索不能超過(guò)紅線區(qū)域可以采用可回收錨索工藝解決，驗(yàn)證了昆明軟土區(qū)域深基坑工程采用樁錨支護(hù)方案是最經(jīng)濟(jì)適用的支護(hù)方案，為以后昆明軟土區(qū)域類(lèi)似深基坑工程提供了參考依據(jù)。

［1］劉國(guó)彬，王衛(wèi)東編著.基坑工程手冊(cè)（第二版）［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

［2］王晨，孫正鵬.某深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的選型分析［J］.科技信息，2011（20）：311－312.

［3］蔡曉英.軟土基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案比選［J］.廣東土木與建筑，2003（12）：24－26.