维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第２８卷第２期 荆州软土基坑支护设计 林壮宏 ，夏银飞 （１．广东省航盛建设集团有限公司岩土分公司，广州５１１４４２；２．武汉理工大学土木工程 与建筑学院，武汉４３００７０） 摘 要： 根据国家相关规范以及场地地质勘擦资料，设计了开挖深度为６．９０ ｍ的淤泥质基坑的２排粉喷桩＋１排 钢管桩支护方式，坑壁止水问题由粉喷桩止水帷幕解决。具体计算了基坑的内桩顶位移，基坑的整体抗滑稳定性和抗 倾覆稳定性。 关键词： 软土基坑；粉喷桩；钢管桩； 支护 Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｏｆｔ Ｓｏｉｌ Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｊｉｎｇｚｈｏｕ Ｉ Ｉ Ｎ Ｚｈｕａｎｇ—ｈｏｎｇ Ｘｉａ Ｙｉｎ—ｆｅｉ （１．Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｂｒａｎｃｈ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｈａｎｇｓｈｅｎｇ Ｃｏ Ｌｔｄ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０２３０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｕｎｔｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｔｅ。ｓ ｇｅｏｌｏｇｙ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ，ｔｈｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｓ ｔｗｏ ｒａｎｇｅｓ ｏｆ ＤＪＭ ｐｉｌｅ ａｓ ６．９０ｍ ｄｅｅｐ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｌｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｎｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｔｕｂｅ ｐｉｌｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｄｅ ｗａｌｌ’Ｓ ｗａｔｅｒｔｉｇｈｔ ｑｕｅｓｔｉｏｎ ｗａｓ ｓｏｌｖｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ＤＪＭ ｐｉｌｅ。Ｓ ｗａｔｅｒｔｉｇｈｔ ｗａｌ１．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｉｎ ｓｉｄｅ ｔｈｅ ｐｉｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｌｅ。ｓ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ａｎｔｉ－－ｓｌｉｄｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ａｎｄ ａｎｔｉ－－ｃａｐｓｉｚｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ；ＤＪＭ ｐｉｌｅ；ｔｕｂｅ ｐｉｌｅ；ｒｅｔａｉｎｉｎｇ 随着经济发展，城市发展空间越来越狭小，基坑 该地区的基坑支护设计一些特点。 工程由于开挖深度、工程地质条件、支护方法以及周 边环境的影响，导致其事故率较高。据统计，有的地 １ 工程概况 区基坑工程成功率大体仅为１／３，另有２／３是出了工 荆州某大楼地上为３Ｏ层住宅楼，高度９２．９５ ｍ， 程事故的或多少有点毛病的［１］。基坑施工开挖导致 地下为停车库。基坑重要性等级为２级，工程重要性 周围土体变形的主要原因表现在支护结构的特征 为２级。基坑开挖深度６．９ ｍ。拟建场地地面标高为 （墙体刚度、厚度、插入深度、支撑间距、预应力大小、 ３１．２３～３２．９６ ｍ，相对高差１．７３ ｍ，自然地面标高 施工技术及施工工艺等）、基坑开挖时序、基坑内土 平均约为３２．６０ ｍ，±０．００的高程为３２．５０ ｍ，可以 体性能的改善、止水帷幕的效果等［２ ］。荆州市位于 认为自然地面标高即为±０．００的高程，基坑底板顶 长江中游、湖北省中南部，坐落于江汉平原。因此，软 面标高２６．９０ ｍ；基坑承台高１．３ ｍ，则基坑承台底 粘土分布较为普遍，而且软粘土层较厚，在该地区进 标高与±０．００标高关系为一６．９ ｍ。 行基坑支护设计有一定的难度。同时在荆州市中心 进行基坑支护设计时，由于临近的建筑和人员、车辆 ２场地岩土工程条件 荷载较大，也为该地区的基坑支护带来了一定的难 ２．１地形地貌 度。论文以荆州某大楼的基坑支护设计为例来说明 其场地东侧距１ 楼基抗边线约１３．８ ｍ为８层 ８８ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年住宅楼，南侧约２８．０ ｍ为９层住宅楼，西侧约２９．０ ｍ为４层办公楼，东南角１７．３ ｍ为８层住宅楼，西北 角２１．５ ｍ为５层办公楼，东北角６．５ ｍ为２层砌体 第２８卷第２期 质粘土单层厚约１０ ｃｍ，粉土单层厚约５～７ ｃｍ，粉砂 单层厚约２～４ ｃｍ。单层厚度为１～１０ ｃｍ。该层分布 稳定，但土本均匀性较差。厚２．９～１２．２ ｍ，平均厚 度为７．６１ ｍ。 ４）层粉砂 第四系全新统冲洪积沉积 建筑物。２ 楼东侧距其基抗边线约８．５ ｍ为６层住 宅楼 ，南侧约１８．６ ｍ为８层住宅楼，北侧约１２．５ ｍ 为８层住宅楼。１ 楼与２ 楼间距约为１３．０ ｍ。 场地地貌属长江北岸一级阶地。勘察期间，１ 楼东北角有一栋二层配电房未完全拆除，地表堆填 有大量建筑垃圾及遗留有原房屋地坪，使该处地势 （Ｑｉ ｍ），灰色，粒度均匀，饱水，多呈稍密至中密状， 具摇震析水现象，局部夹薄层粉土。该层分布稳定， 但均匀性较差，普遍勘探孔见有中密至密实砂夹层， 该层高层范围钻孔均穿透，由所穿透该层钻孔统计， 层厚５．８～１１．６ ｍ，平均厚度为８．７５ ｍ。 ２．３水文地质条件 较高。２ 楼南部场地地形较低，且有一水塘，虽勘探 前进行简单的整平处理，但场地中部地形仍然较低， 地面高程３０．８３～３２．９６ ｍ。受地质条件、结构规模 １）含水层与隔水层根据勘探揭露，按各土层 及周围环境的限制，其周边建筑多砌体或框架结构， 基础多采用人工地基或复合地基。 ２．２工程地质条件 的岩性及其含水、透水性可划分为相对隔水层和含 水层２大类：（１）层杂填土孔隙大，含上层滞水，属强 透水层。（２）层粉质粘土为相对隔水层。（３）层淤泥 场区自更新世初至晚更新世中期堆积了近百米 厚的卵砾石层，本次勘察深度仅属其上部，地层单元 为上更新统冲洪积层后期至全新统早期冲积层地 层。 质粉质粘土、粉土及粉砂互层为弱含孔隙水，微承 压。（４）层细砂和（５）层卵石、砾层富含孔隙承压水， 与区域强透水性承压含水层连通，属强透水层。 ２）地下水动态地区深层孔隙承压水的水头主 要受长江水位影响，即随长江水位变化而变化，一般 每年一、二、三、四、五、十、十一、十二月为地下水枯 经勘探，已查明场地土体结构、性状、分布等工 程地质特性，现就各土层岩土特性自上而下分述如 下： 水期，水位低。而六、七、八、九月为丰水期，尤其七、 第四系人工堆积（Ｑ叭），多呈 １）层 杂填土八２月正值长江汛期高水位期地下水位亦较高。本 次勘察期间时值洪水期，勘探期间测得上层滞水水 位高程为３Ｏ．７７～３１．０３ ｍ，承压水水头高程为 ３Ｏ．１１ ｍ。 黄褐色、灰黑色，土体结构松散，场地南部主要成分 为建筑垃圾，含大量碎砖、石子，北部除表层为原建 筑物拆除时遗留有大量建筑垃圾及水泥地坪外，其 下部以粉质粘土为主，含有少量碎砖渣。 ２）层粉质粘土 第四系全新统冲洪积沉积 （Ｑ：Ｈ ），褐黄色、灰褐色，湿，软塑至可塑状。含较多 铁锰质及钙质结核。无摇震反应，干强度中等，韧性 中等。该层分布不均匀，厚度变化较大，在１ 楼南部 局部缺失，厚度为０．６＂－－６．０ ｍ，平均厚度为３．０１ ｍ。 ３）层淤泥质粉质粘土、粉土及粉砂互层第 四系全新统冲洪积沉积（Ｑ：Ｈ以），灰色，湿，淤泥质粉 质粘土呈软塑状态，干强度较低，韧性中等。粉砂、粉 ２．４地层概化及各土层设计参数选取 该基坑地形平坦，地基土层面在水平方向上起 伏不大，地层分布稳定层面坡度小于１Ｏ ，场地土属 于均匀地基土。坑壁上东北角地面标高最大，为 ３２．９６ ｍ，南北角地面标高最低，为３１．２３ ｍ，地面标 高最大相差１．７３ ｍ，详见基坑周边地层展开图。 根据该场地岩土工程勘察报告，结合本场地附 近基坑支护经验，并参照《湖北省深基坑工程技术规 定３ＤＢ４２／１５９－－１９９８附录二的参考数据，该场地各 土，饱水，呈多呈松散状，具摇震析水现象。淤泥质粉 土层基坑支护设计参数按表１选取。 表１ 基坑支护设计基坑支护设计参数建议值 ８９ 维普资讯 http://www.cqvip.com 国外建材科技 ３ 支护方案 基坑自然地面标高为３２．５０ ｍ，基坑内基础底 板垫层标高２５．６０ ｍ，基坑开挖深度６．９ ｍ，支护总 长度约２４４ ｍ，按概化柱状图设计。 ３．１支护方案一 支护段包括ＡＢＣ、ＦＧＨ、Ｄ点、Ｅ点、Ｉ点、Ｊ点。 基坑坑壁０～一３ ｍ按１：０．５放坡开挖，平台 宽度为０ ｍ，一３～一６．９ ｍ竖向支护，２排粉喷桩＋ １排钢管桩，喷锚支护。设定土层锚杆为开孔直径 ＋１２０ ｍＥ、钢筋，ｂ２２的预成孔注浆土层锚杆，倾角 １５。，水平间距１．５ ｍ，土层锚杆布置为４排，竖向间 距分别为自然地面下１．５ ｍ、３ ｍ、４．５ ｍ、６ ｍ。 计算结果参见计算单。基坑喷锚支护设计中，面 网为 ６．５＠２００×２００钢筋网，加强筋为＋１４纵横双 向设置。加强筋在土层锚杆头部通过，土层锚杆头必 须与加强筋牢固焊接。土层锚杆头处，在钢筋网与加 强筋之上，用１ １４Ｉ ３００钢筋与土层锚杆头及加强 筋牢固焊接。喷射砼面层必须覆盖住土层锚杆头。喷 射砼为Ｃ２５细石砼，砼面层厚１００ ｍＥ。喷射砼内水 泥与砂石重量比为１：４～１：４．５，砂率４５ ９，６～５０９，６。 喷射砼内掺速凝剂，喷射砼所用水泥为Ｐ・Ｏ ３２．５ 水泥，喷射砼内粗骨料最大粒径不宜超过１５ ｍＥ。 本基坑喷锚支护设计中的土层锚杆均为预成孔 注浆土层锚杆，注浆浆液为纯水泥浆，水泥浆采用 Ｐ．Ｏ ３２．５水泥现场配置，水灰比为０．４５～０．５０。注 浆量为３０～４０ ｋｇ水泥／ｍ，注浆压力约为０．３ ＭＰａ 左右。 ３．２支护方案二 支护段包括ＣＤ、ＤＥ、ＥＦ、ＨＩ、ＩＪ、ＪＡ段。 基坑坑壁０～一３ ＩＴＩ按１：０．５放坡开挖，平台 宽度根据各段的具体设置，详见附后，…３ ６．９ ＩＴＩ竖向支护，２排粉喷桩＋１排钢管桩，土层设置４ 层锚杆。竖向间距分别为自然地面下１．０ ＩＴＩ、２．０ ＩＴＩ、 ３．８ ＩＴＩ、５．３ ＩＴＩ。 喷射砼面层为Ｃ２５细石砼，砼面层厚１００ ｍＥ。 喷射砼内水泥与砂石质量比为１：４～１：４．５，砂率 ４５ ９，５～５０ ９，５。喷射砼内掺速凝剂，所用水泥为Ｐ・Ｏ ３２．５水泥，内粗骨料最大粒径不宜超过１５ ｍＥ。 ３．３地下水处理设计 该基坑上部的上层滞水主要赋存于上部填土层 中，补给来源为大气降水、地表散水，水量有限，自由 水面标高３０．１１ ｍ，水量同季节、周边排泄条件关系 密切。对该基坑整个周边采用喷砼护面支护后，由于 喷射砼面层的密闭性，上层滞水即被有效地阻隔于 ９０ ２００７年第２８卷第２期 ＡＢＣ、ＦＧＨ、１）点、Ｅ点、Ｉ点、Ｊ点段喷锚支扩荆而图 Ｉ 璺 ＱＱ Ｉ 图ｌ荆州某大楼基坑支护设计 基坑外。 为防止地表水或雨水渗（流）人基坑内，沿基坑 四周喷锚网上口线外应作１．０ ｍ宽地面硬化，硬化 层为８Ｏ ｍＥ厚ＣｌＯ素砼，硬化层外设以方便基坑内 向外排水。 为防止粘性土边坡浸水软化导致边坡破坏，边 坡喷砼护面的面层及面网反包至坡顶外１．ｏ ＩＴ１，距 坡顶外１．０ ＩＴ１每隔１．５ ＩＴ１设置一根长１．０ ＩＴ１（钢筋 ，ｂ２２）超前短锚杆，所有短锚杆用＋１４钢筋横向通长 连接，所有面网及面网加强钢筋固定于短锚杆及坡 顶＋１４钢筋之上。反包的硬化层宜作成反坡，反包硬 化层外设４００ ｍＥ×４００ ｍＥ排水沟，排水沟外再设 置２．０ ＩＴＩ宽的ＣｌＯ素砼硬化层，素砼硬化厚度１００ ｍＥ。坡脚处设排水沟集水坑，并形成排水系统。 由于基坑底面下粘性土层较薄，下层为淤泥质 粘土和粉砂，所以该基坑存在底板突涌或冒砂的可 能性。本工程应采用降水措施。 维普资讯 http://www.cqvip.com ‘国外建材科技 ２００７年第２８卷第２期 ４稳定性验算 案。目前基础施２１１已顺利完工。现场监测的实际桩 顶位移最大值为７．８ ｃｍ。表明本方案是成功的。 基坑整体抗滑稳定性验算采用瑞典条分法，土 条宽度取为０．４０ ｍ。计算结果：１）支护方案一，圆弧 参考文献 划裂面半径为Ｒ一１２．５ ｍ，圆心坐标（ｍ）为（一３．８， ［１３ 曾宪明，林润德．基坑与边坡事故警示录［Ｍ］．北京：中 ０．５），整体稳定安全系数Ｋ 一１．９５０，基坑抗隆起安 国建筑工业出版社，１９９９． 全系数Ｋ－－５．９７＞１．８０。２）支护方案二，圆弧划裂面 ［２］ＤＢ４２／１５９－－１９９８，湖北省深基坑工程技术规定Ｉｓ］． 半径为尺一１２．０ ｍ，圆心坐标（ｍ）为（一４．６，１．０）， ［３］ＪＧＪ１２Ｏ－－１９９９，建筑基坑支护技术规程Ｉｓ］． 整体稳定安全系数Ｋ。一２．０７１，基坑抗隆起安全系 ［４］ ＧＢ５０２０２－－２００２，建筑地基基础工程施工验收规范 数Ｋ＿－７．３６＞１．８０，满足规范要求。 ［Ｓ］． ［５］陈希哲．土力学地基基础［Ｍ］．北京；清华大学出版社， ５ 结 语 ２ＯＯＯ． 本基坑支护方案是２排粉喷桩＋１排钢管桩。计 收稿日期：２００７—０２—２５． 算结果显示，由于桩顶有着较厚的杂填土，桩顶位移 作者简介：林壮宏（１９７５一），工程师． 略微偏大。因此要充分保证支护桩施工质量，加强施 Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｉａｙｆ２００５＠１２６．ｃｏｍ 工过程监测及相关应急措施的情况下实施上述方 法国建材中小企业唱主角 法国经济部工业研究和统计处 大气环境污染，及减少对地球产生的温 （Ｓｅｓｓｉ）刚刚公布的有关法国建筑业建 室效应，建筑领域对企业的环境质量要 材市场的调研结果显示，尽管国际上， 求也越来越严：从生产到消费环节，譬 建筑及公共工程市场持续稳步发展，但 如建筑建材的生产、成品的运输、建筑 建筑材料的生产和供应一般都由大企 垃圾的处理都必须严格遵循ＣＯ 排放 业集团垄断，法国ＢＴＰ市场仍以中小 的各种法规和新标准。 企业和手工作坊为主，产品出口量相对 据Ｓｅｓｓｉ的数据显示，２ＯＯ４年，法 有限，法国企业生产的建筑材料绝大多 国在欧洲建材生产大国中排列第４，在 数在本国市场上消费。 世界水泥生产大国中排名第１８位。法 Ｓｅｓｓｉ的调研显示，全球建筑市场 国建材部门有５８００家生产企业，带薪 对企业的技术要求、环境质量要求，及 员工共９．５万人，年营业额为２００亿欧 工程工期和生产周期的要求越来越高， 元。这些建材生产厂商中多半为员工不 随着建筑技术和建材质量的不断提升， 足２０人的小型企业，但都拥有自己专 市场的各种需求、新的标准、新的规定 项生产技术和高级技工。 （钟燕萍） 应运而生。此外，为了减少工业生产对
