1、软弱土层深基坑的支护设计摘要:东莞市地处珠江三角洲,东江象一条彩带穿梭而过,地质成因属冲积地层,淤泥、淤泥质土、砂砾石分布范围广,土层平均达2040 米厚而且较软,给深基坑的支护设计工作带来了困难,在保证基坑安全的同时要将造价降到最低。 中图分类号:S611 文献标识码: A 一、基坑概要 南方物流电商项目基坑位于东莞市南城科技大道宏二路 1 号,拟建场地西北侧为宏图路、东南侧为法仕路、西南侧为宏二路、东北侧为规划支路;拟建物 336F/5 栋,地下室 2 层,基坑开挖深度至底板底,挖深为 11.3012.80m,属深基坑支护,基坑周长为 602m,基坑面积为24550m2 ,基坑支护安全等级
2、为一级,有效使用期限至基坑开挖到设计标高后为一年。 二、场地周边环境及工程地质条件 1、场地周边环境 周边环境复杂,西北侧的宏图路共布设 9 条管线,其中 5 条光纤电信管线,距基坑顶边线最近为 4.47m,1 条光纤电力管线,距基坑顶边线为 6.29m,1 条铸铁给水管道,距基坑顶边线为 11.85m,1 条混凝土污水管,距基坑顶边线最近为 15.02m,1 条混凝土雨水管,距基坑顶边线为17.73m;西南侧的宏二路共布设 4 条管线,其中 2 条混凝土雨水管,距基坑顶边线最近为 4.55m,1 条光纤电力管,距基坑顶边线为 7.0m,1 条光纤路灯管线,距基坑顶边线为 9.92m;东南侧法
3、仕路共布设 3 条管路,其中 1 条铸铁给水管,距基坑顶边线为 6.18m,1 条光纤电信管,距基坑顶边线为 7.04m,1 条混凝土雨水管,距基坑顶边线为 9.8m;东北侧为规划路和灌注桩基础 26 层楼房,楼房距基坑顶边线最近为 15 米;2 倍基坑距离范围内管线众多,对基坑水平位移和垂直沉降得出了高的要求。 2、工程地质条件 在钻孔控制深度范围内,与基坑支护开挖有关的地层有人工填土层、淤泥质粘土层、粉质粘土层、砂质粘性土层、全风化花岗片麻岩层,各岩土层工程地质特征如下: 素填土:灰黄色,灰色,灰黑色。稍湿,松散,以粘粒为主,含有砂、植物根茎,揭示层厚为 1.707.80m,平均 4.14
4、m; 淤泥质粘土:灰色、灰黑色,饱和,软塑状,成份以粉粘粒为主,富含有机质,土面有光泽,干强度及韧性高,揭示层厚为 0.605.50m,平均 2.68m; 粉质粘土:褐红色,灰黄色,湿,可塑。成份以粉粘粒为主,含有砂,揭示层厚为 1.5011.80m,平均 5.11m; 砂质粘性土:浅红色、灰黄色,灰白色,湿,可-硬塑。成份以粘粒为主,含有少量的石英砂,为花岗片麻岩风化残积土,揭示层厚为5.0024.20m,平均 13.55m; 全风化花岗片麻岩:灰黄色,灰白色,褐色,湿,坚硬状,成份以粘粒为主,已全部风化为土状,含有石英砂,其遇水崩解的特点。揭示层厚为 0.5014.60m,平均 4.72m
5、; 场地内地下水属第四系孔隙潜水和基岩裂隙水,除填土层为中等透水性外,其它岩土层均属弱透水层;下部基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中,赋水性相对较弱,水量较小,一般与裂隙的发育程度有关。场地地下水水量主要受季节性降水量补给的影响而变动。 三、基坑支护设计方案比较 根据拟建场地周边环境以及地质勘察的土质情况,在满足基坑安全的前提下,做到经济和便于施工,因没有天然放坡的场地,最经济的天然放坡无法实现,土钉墙因位移太大无法控制而放弃,地下连续墙因造太高而淘汰,最终定在桩锚支护与 SMW 工法桩之间进行比选,这二种支护方式均能有效的控制位移和沉降,保护周边众多管线,满足周边环境和地质条件的要求。 1、桩锚
6、支护 考虑到地质条件差,全场均分布有 1.707.80m 的填土和0.605.50m 的淤泥质土,采用上部放坡下部垂直开挖,四周沿基坑边线设单排 1000 水平间距为 1200 的钻孔灌注桩,桩身进入基坑底以下 5米,桩后设单排 700 水泥搅拌桩止水,水平间距 450,进入基坑底以下2 米以上,钻孔桩上设 1000*800 的冠梁,共设 3 排 75 预应力锚索,二条桩设一道锚索,桩间内挂 8200200 钢筋网,喷射 C20 细石砼护面。优点:1、桩锚支护是一种成熟而稳固的支护型式,被社会广范认可和接受,2、施工设备易取得,质量能得到保证;缺点:造价高,钢筋和水泥不能回收。 2、SMW 工
7、法 四周沿基坑边线设单排 850 水平间距为 600 的三轴三相大直径搅拌桩做止水,桩身进入强风化层 1 米或入基坑底以下 6 米以上,搅拌桩施工下沉速度不大于 0.8m/分钟,提升速度不宜大于 1m/分钟;搅拌桩采用 42.5R 普通硅酸盐水泥,水泥掺入比 20%(约 220kg/m),水灰比为1.52.0,保证地下水不渗入基坑。搅拌桩内插 H 型钢,采用H7003001324,钢材等级为 Q235。搅拌桩机器就位前应根据搅拌桩的轴线开挖导向沟,在沟槽边设置搅拌桩定位型钢。定位型钢间距比型钢宽度增加 30mm,定位桩间距 6m,长度 10m,型钢在搅拌桩施工结束后30min 内插入,插入前应
8、检查其平整度和接头焊缝质量。型钢的插入必须采用牢固的定位导向架,在插入过程中应采取措施保证型钢垂直度。型钢插入到位后应用悬挂构件控制型钢顶标高,并与已插好的型钢牢固连接。在型钢表面涂抹减摩材料前,必须清除其表面铁锈和灰尘。基坑按设计要求回填完毕后方可进行型钢的拔出及回收。按先短边后长边的顺序对称拔出型钢,型钢起拔采用专用液压起拔机。支撑采用 H 型钢角撑的内支撑方式。优点:1、使用内支撑的形式,不影响周边众多管线,2、型钢使用后可以回收,大大降低造价;缺点:1、未被社会广范接受,2、施工设备较少。 经过以上一种支护型式的比选,最后从本领域发展的角度和经济的角度出发,选择了 SMW 工法桩的支护型式,现基坑已完全回填,实践证明,当时的选择是正确的,基坑是安全的,质量是可靠的,而且为甲方节省了投资 480 万。 参考文献: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/T15-20-97) ; 锚杆喷射混凝土支护技术规范 (GB50086-2001) ; 混凝土结构设计规范 (GB 500102010) ;