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浙江省大成建设集团有限公司浙江杭州310012
[摘要]：软土地区深基坑支护技术的应用必须综合考虑工程特点、水文地质条件及施工。坡率法支护是沿海软土地区建筑深基坑支护安全可靠、技术经济、施工方便的最优方法之一，可实现节约资源、绿色施工的目标，值得在类似工程中进一步推广和应用。
[关键词]：沿海软土地区建筑深基坑坡率法支护设计施工技术经济
1. 工程概况
某行政中心办公楼工程位于沿海软土地区，结构形式为框架剪力墙结构，地上16层、地下1层，总建筑面积为68000平方米。工程±0.000相当于国家八五高程3.90m，场地标高为国家八五高程3.750m。
该工程地下室为多塔楼大底盘结构，由1#、2#、3#、4#楼构成，建筑面积为5600平方米，地下室土方开挖深度在6米左右，集水坑局部最大挖深达8.52m；5#、6#、7#、8#楼基础开挖深度为3.8m。
2. 场地工程地质与水文条件
2.1 土层分布及地质特性
根据勘察单位提供的《行政中心主楼岩土工程勘察报告》，该工程施工深度范围内，土层分布及地质特性如下：
①-1层素填土，灰褐色、灰色，松软不均匀，以粉质粘土、粉土为主要成分，含植物根茎，民宅区含少量建筑垃圾。此层层厚0.50-2.00m，平均层厚0.96m；
①-2淤泥，灰黑色，流塑，具腐臭，分布于明河底部。此层层厚0.70-1.80m，平均层厚1.20m；
②层粉质粘土夹粉土，灰褐—浅灰色，偶见灰白色，局部为流塑状淤泥质粉质粘土。软塑—流塑，夹少量高岭土，见铁锰质斑痕，摇振反应无，光泽反应稍有光滑，干强度中等，韧性中等。此层层厚0.30-4.50m，平均层厚2.97m；含水量34.8%，天然重度18.18kN/m3，抗剪强度内聚力14.3kPa，内摩擦角9.9°；
③层粉土夹粉质粘土，灰—青灰色，稍密，很湿。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。层厚1.00-4.80m，平均层厚2.50m；含水量32.0%，天然重度18.65kN/m3，抗剪强度内聚力14.8kPa，内摩擦角15.7°；
④层粉砂夹粉土，青灰色，饱和，中密，局部稍密，夹粉质粘土薄层。层厚5.60-8.60m，平均层厚7.62m。含水量28.6%，天然重度19.12kN/m3，抗剪强度内聚力7.8kPa，内摩擦角30.8°。
2.2水文地质条件
根据《行政中心主楼岩土工程勘察报告》，该工程场地地下水类型为孔隙潜水，主要来源为大气降水、地表迳流，水稳定水位在自然地面下0.50-0.70m，约相当于八五国家高程2.70m，水位常年变幅1.00m左右。
基坑开挖主要影响土层为①-1层素填土、②层粉质粘土夹粉土、③层粉土夹粉质粘土、④层粉砂夹粉土。
室内土工试验渗透系数如下表：
3. 基坑支护结构选型
根据基坑开挖所涉及到的土层地质特性与水文地质条件、周边环境以及基坑类别与基坑侧壁安全等级、基坑开挖深度、施工周期及施工季节等因素，并结合所在地区多个类似基坑工程的施工经验，该工程基坑支护结构采用最经济的放坡型式。
4. 边坡支护设计
4.1 设计原则
支护结构设计必须遵循“安全可靠，技术经济，施工方便”的原则，做到施工工艺合理可行，符合现场实际情况，确保基坑土方开挖、地下结构施工以及周边环境的安全。
4.2 支护结构设计
基坑支护结构边坡坡率采用1∶1，主樓地下室基坑南北两端采用二级边坡，东西两侧与裙楼基坑交界面采用一级边坡；裙楼基坑采用一级边坡。成型后的边坡采用钢丝网水泥砂浆护面，原河沟所在的坡面位置、与邻近高桩的距离小于2m的坡面位置、流塑淤泥质粉质粘夹层所在位置坡体采用Ф22Ⅱ级钢筋土钉、配置Ф6@250钢筋网、面层采用厚80mm 的C20喷射混凝土进行加固处理。
4.3 边坡稳定性分析
该基坑边坡所在土层主要为第②层粉质粘土夹粉土层、第③层粉土夹粉质粘土层和第④层粉砂夹粉土层。第②层土的粘聚力C为14.3kpa，内摩擦角Ф为9.9°，天然重度为18.18kN/m3；第③层土的粘聚力C为14.8kpa，内摩擦角Ф为15.7°，天然重度为18.65kN/m3；第④层土的粘聚力C为7.8kpa，内摩擦角Ф为30.8°，天然重度为19.12kN/m3。
经采用理正基坑计算软件进行分析计算，基坑1∶1放坡坡率满足边坡稳定性要求。
4.4 坡面保护与坡体加固
基坑坡面采用18号钢丝网，其上加双向Ф6@500钢筋网，面层采用M5水泥砂浆护坡，1m长Ф12钢筋锚固。坡面随着土方开挖同时采用人工修坡，并及时进行护坡施工。基坑顶面2m范围内用100厚C10混凝土覆面保护。
为防止坡面土体坍塌，原河沟所在的坡面位置、与邻近高桩的距离小于2m的坡面位置、流塑淤泥质粉质粘土夹层所在位置的坡体采用土钉加固，土钉采用Ф22Ⅱ级钢筋，土钉长3m、双向间距1.5m呈梅花型分布，面层采用厚80mm 的C20喷射混凝土并配置Ф6@250钢筋网，坡面上下段搭接长度不小于300mm；土钉钻孔直径为100mm，注浆材料采用强度等级为M10的水泥砂浆，水泥砂浆配合比为1∶1，水灰比为0.45。
5. 降水和排水设计
5.1 降水设计
该工程场地地下水稳定水位在自然地面下0.50-0.70m，设计开挖面位于地下水位以下，因此基坑土方开挖前必须先降低地下水位。
根据《行政中心主楼岩土工程勘察报告》提供工程地质特性和水文地质参数，以及基坑开挖深度、周边环境等因素，结合所在地区基坑工程施工的成功经验，基坑降水采用管井降水，地下水位应降至开挖设计面以下0.5m，深坑及管井降水未达设计要求高程的部位采用轻型井点作二级井点降水。
管井选用内径为400的混凝土管，全滤管长为18米，管口露出地面20-30cm；潜水泵选用QD10-26/2-1.5小型多级潜水泵，其流量为10m3/h，扬程26m。
按15-20m的降水影响半径，基坑内外共布置25口管井，管井井点布置位置详见图。
为防止水位降深过大，地下室基坑四角与中间的管井作为观察井，每天由专人观察、记录地水位降低情况，保持地下水位控制在所要求的降深。
5.2 排水设计
地下室与基础施工期正值梅雨季节，为防止雨水、地表水渗入边坡坡体，有效保护坡面与坡脚稳定，及时排除基坑内雨后积水，分别在基坑顶面距边坡顶边2m处设300×500的排水沟，在基坑底距坡脚30cm处设300×500的排水沟，排水坡度为1‰-2‰，排水沟做到环通，在坑底沿排水沟每隔30m设1200×1200×600集水坑，在基坑顶面沿排水沟每隔30m设1200×1200×600沉淀池。排水沟与集水坑采用淤质烧结普通砖砌筑、30厚M5水泥砂浆粉面。
6. 支护结构施工
6.1边坡成型
边坡随基坑土方开挖，自上而下初步成形，在边坡平台与坡底应加强挖土标高控制测量，特别接近坑底时，必须增加测控频率，确保不超挖，以避免扰动地基土。机械开挖初步成形后，人工跟随进行修坡，并按设计要求进行坡面保护及坡体加固施工。
6.2 工程桩保护
由于部分工程桩位于基坑边坡位置，开挖前要求桩基施工单位提供实际桩基施工记录，同时派人对桩位、顶标高、偏移情况安排专人核对、定位，配合土方开挖与基坑支护施工。
由于先行开挖主楼地下室基坑，为防止基坑开挖后对东西两侧裙楼基桩产生不利影响，在主楼地下室与裙楼基础交界的部位按1∶6的坡度做成长斜坡，以消除土压力对工程桩的推移影响，减小地下室基坑边坡高度。对南侧坡面距室外平台承台基础工程桩较近的部位采用土钉加固边坡土体，防止边坡土体位移、坍塌。
6.3护坡质量控制
坡面成型后，应及时进行钢丝网水泥砂浆护坡施工，防止暴露时间过长，或雨后流塌现象。
基坑开挖施工期处在雨季，为防止雨水渗透及冲刷边坡，引起塌方，现场准备塑料薄膜或彩条布，下雨时用以遮盖护面未完成的边坡。
7. 基坑变形监测
基坑监测是为了确保在地下工程施工期间边坡和邻近工程桩的安全,通过对基坑变形的监测,验证基坑开挖方案的正确性,并通过对工程环境变化因素的趋势分析,对基坑支护体系的稳定性、可靠性、安全性进行预测预报,掌握在施工中不同工况下边坡结构保护,同时根据现场实际情况,科学、合理地调整施工步骤,实现信息化施工管理。
7.1监测点布设
（1）监测内容
基坑安全监测：边坡顶部沉降监测；边坡顶部位移监测；
（2）测点布设
在主楼地下室基坑南北两侧边坡顶部布设4个监测点，沉降位移共用。
7.2测控要求
该基坑按三级基坑类别要求进行基坑变形监控，地面最大沉降监控值不大于10cm，坡顶位移不大于8cm，坡面位移不大于10cm。
监测周期为基坑土方开挖至地下室外围回填。
8. 结束语
经近两个月的工期与雨期考验，所采取的深基坑支护满足了地下工程施工的质量与安全要求，未发生滑坡、裂缝、变形等异常现象。通过施工实践，沿海软土地区高层建筑深基坑采用坡率法支护是安全、经济的深基坑支护成功方法之一，在类似工程中值得进一步推广应用。
主要参考文献
[1] GB50330-2002 建筑边坡工程技术规范[S] 北京:中国建筑工业出版社.
[2] 高大钊主编 土力学与基础工程[M] 北京:中国建筑工业出版社.
[3] 汤康民主编 岩土工程[M] 武汉:武汉工业大学出版社.
[4] JGJ120-99 建筑基坑支护技术规程[S] 北京:中国建筑工业出版社.
[5] GB50007-2002 建筑地基基础设计规范[S] 北京:中国建筑工业出版社.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
[摘要]：软土地区深基坑支护技术的应用必须综合考虑工程特点、水文地质条件及施工。坡率法支护是沿海软土地区建筑深基坑支护安全可靠、技术经济、施工方便的最优方法之一，可实现节约资源、绿色施工的目标，值得在类似工程中进一步推广和应用。
[关键词]：沿海软土地区建筑深基坑坡率法支护设计施工技术经济
1. 工程概况
某行政中心办公楼工程位于沿海软土地区，结构形式为框架剪力墙结构，地上16层、地下1层，总建筑面积为68000平方米。工程±0.000相当于国家八五高程3.90m，场地标高为国家八五高程3.750m。
该工程地下室为多塔楼大底盘结构，由1#、2#、3#、4#楼构成，建筑面积为5600平方米，地下室土方开挖深度在6米左右，集水坑局部最大挖深达8.52m；5#、6#、7#、8#楼基础开挖深度为3.8m。
2. 场地工程地质与水文条件
2.1 土层分布及地质特性
根据勘察单位提供的《行政中心主楼岩土工程勘察报告》，该工程施工深度范围内，土层分布及地质特性如下：
①-1层素填土，灰褐色、灰色，松软不均匀，以粉质粘土、粉土为主要成分，含植物根茎，民宅区含少量建筑垃圾。此层层厚0.50-2.00m，平均层厚0.96m；
①-2淤泥，灰黑色，流塑，具腐臭，分布于明河底部。此层层厚0.70-1.80m，平均层厚1.20m；
②层粉质粘土夹粉土，灰褐—浅灰色，偶见灰白色，局部为流塑状淤泥质粉质粘土。软塑—流塑，夹少量高岭土，见铁锰质斑痕，摇振反应无，光泽反应稍有光滑，干强度中等，韧性中等。此层层厚0.30-4.50m，平均层厚2.97m；含水量34.8%，天然重度18.18kN/m3，抗剪强度内聚力14.3kPa，内摩擦角9.9°；
③层粉土夹粉质粘土，灰—青灰色，稍密，很湿。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。层厚1.00-4.80m，平均层厚2.50m；含水量32.0%，天然重度18.65kN/m3，抗剪强度内聚力14.8kPa，内摩擦角15.7°；
④层粉砂夹粉土，青灰色，饱和，中密，局部稍密，夹粉质粘土薄层。层厚5.60-8.60m，平均层厚7.62m。含水量28.6%，天然重度19.12kN/m3，抗剪强度内聚力7.8kPa，内摩擦角30.8°。
2.2水文地质条件
根据《行政中心主楼岩土工程勘察报告》，该工程场地地下水类型为孔隙潜水，主要来源为大气降水、地表迳流，水稳定水位在自然地面下0.50-0.70m，约相当于八五国家高程2.70m，水位常年变幅1.00m左右。
基坑开挖主要影响土层为①-1层素填土、②层粉质粘土夹粉土、③层粉土夹粉质粘土、④层粉砂夹粉土。
室内土工试验渗透系数如下表：
3. 基坑支护结构选型
根据基坑开挖所涉及到的土层地质特性与水文地质条件、周边环境以及基坑类别与基坑侧壁安全等级、基坑开挖深度、施工周期及施工季节等因素，并结合所在地区多个类似基坑工程的施工经验，该工程基坑支护结构采用最经济的放坡型式。
4. 边坡支护设计
4.1 设计原则
支护结构设计必须遵循“安全可靠，技术经济，施工方便”的原则，做到施工工艺合理可行，符合现场实际情况，确保基坑土方开挖、地下结构施工以及周边环境的安全。
4.2 支护结构设计
基坑支护结构边坡坡率采用1∶1，主樓地下室基坑南北两端采用二级边坡，东西两侧与裙楼基坑交界面采用一级边坡；裙楼基坑采用一级边坡。成型后的边坡采用钢丝网水泥砂浆护面，原河沟所在的坡面位置、与邻近高桩的距离小于2m的坡面位置、流塑淤泥质粉质粘夹层所在位置坡体采用Ф22Ⅱ级钢筋土钉、配置Ф6@250钢筋网、面层采用厚80mm 的C20喷射混凝土进行加固处理。
4.3 边坡稳定性分析
该基坑边坡所在土层主要为第②层粉质粘土夹粉土层、第③层粉土夹粉质粘土层和第④层粉砂夹粉土层。第②层土的粘聚力C为14.3kpa，内摩擦角Ф为9.9°，天然重度为18.18kN/m3；第③层土的粘聚力C为14.8kpa，内摩擦角Ф为15.7°，天然重度为18.65kN/m3；第④层土的粘聚力C为7.8kpa，内摩擦角Ф为30.8°，天然重度为19.12kN/m3。
经采用理正基坑计算软件进行分析计算，基坑1∶1放坡坡率满足边坡稳定性要求。
4.4 坡面保护与坡体加固
基坑坡面采用18号钢丝网，其上加双向Ф6@500钢筋网，面层采用M5水泥砂浆护坡，1m长Ф12钢筋锚固。坡面随着土方开挖同时采用人工修坡，并及时进行护坡施工。基坑顶面2m范围内用100厚C10混凝土覆面保护。
为防止坡面土体坍塌，原河沟所在的坡面位置、与邻近高桩的距离小于2m的坡面位置、流塑淤泥质粉质粘土夹层所在位置的坡体采用土钉加固，土钉采用Ф22Ⅱ级钢筋，土钉长3m、双向间距1.5m呈梅花型分布，面层采用厚80mm 的C20喷射混凝土并配置Ф6@250钢筋网，坡面上下段搭接长度不小于300mm；土钉钻孔直径为100mm，注浆材料采用强度等级为M10的水泥砂浆，水泥砂浆配合比为1∶1，水灰比为0.45。
5. 降水和排水设计
5.1 降水设计
该工程场地地下水稳定水位在自然地面下0.50-0.70m，设计开挖面位于地下水位以下，因此基坑土方开挖前必须先降低地下水位。
根据《行政中心主楼岩土工程勘察报告》提供工程地质特性和水文地质参数，以及基坑开挖深度、周边环境等因素，结合所在地区基坑工程施工的成功经验，基坑降水采用管井降水，地下水位应降至开挖设计面以下0.5m，深坑及管井降水未达设计要求高程的部位采用轻型井点作二级井点降水。
管井选用内径为400的混凝土管，全滤管长为18米，管口露出地面20-30cm；潜水泵选用QD10-26/2-1.5小型多级潜水泵，其流量为10m3/h，扬程26m。
按15-20m的降水影响半径，基坑内外共布置25口管井，管井井点布置位置详见图。
为防止水位降深过大，地下室基坑四角与中间的管井作为观察井，每天由专人观察、记录地水位降低情况，保持地下水位控制在所要求的降深。
5.2 排水设计
地下室与基础施工期正值梅雨季节，为防止雨水、地表水渗入边坡坡体，有效保护坡面与坡脚稳定，及时排除基坑内雨后积水，分别在基坑顶面距边坡顶边2m处设300×500的排水沟，在基坑底距坡脚30cm处设300×500的排水沟，排水坡度为1‰-2‰，排水沟做到环通，在坑底沿排水沟每隔30m设1200×1200×600集水坑，在基坑顶面沿排水沟每隔30m设1200×1200×600沉淀池。排水沟与集水坑采用淤质烧结普通砖砌筑、30厚M5水泥砂浆粉面。
6. 支护结构施工
6.1边坡成型
边坡随基坑土方开挖，自上而下初步成形，在边坡平台与坡底应加强挖土标高控制测量，特别接近坑底时，必须增加测控频率，确保不超挖，以避免扰动地基土。机械开挖初步成形后，人工跟随进行修坡，并按设计要求进行坡面保护及坡体加固施工。
6.2 工程桩保护
由于部分工程桩位于基坑边坡位置，开挖前要求桩基施工单位提供实际桩基施工记录，同时派人对桩位、顶标高、偏移情况安排专人核对、定位，配合土方开挖与基坑支护施工。
由于先行开挖主楼地下室基坑，为防止基坑开挖后对东西两侧裙楼基桩产生不利影响，在主楼地下室与裙楼基础交界的部位按1∶6的坡度做成长斜坡，以消除土压力对工程桩的推移影响，减小地下室基坑边坡高度。对南侧坡面距室外平台承台基础工程桩较近的部位采用土钉加固边坡土体，防止边坡土体位移、坍塌。
6.3护坡质量控制
坡面成型后，应及时进行钢丝网水泥砂浆护坡施工，防止暴露时间过长，或雨后流塌现象。
基坑开挖施工期处在雨季，为防止雨水渗透及冲刷边坡，引起塌方，现场准备塑料薄膜或彩条布，下雨时用以遮盖护面未完成的边坡。
7. 基坑变形监测
基坑监测是为了确保在地下工程施工期间边坡和邻近工程桩的安全,通过对基坑变形的监测,验证基坑开挖方案的正确性,并通过对工程环境变化因素的趋势分析,对基坑支护体系的稳定性、可靠性、安全性进行预测预报,掌握在施工中不同工况下边坡结构保护,同时根据现场实际情况,科学、合理地调整施工步骤,实现信息化施工管理。
7.1监测点布设
（1）监测内容
基坑安全监测：边坡顶部沉降监测；边坡顶部位移监测；
（2）测点布设
在主楼地下室基坑南北两侧边坡顶部布设4个监测点，沉降位移共用。
7.2测控要求
该基坑按三级基坑类别要求进行基坑变形监控，地面最大沉降监控值不大于10cm，坡顶位移不大于8cm，坡面位移不大于10cm。
监测周期为基坑土方开挖至地下室外围回填。
8. 结束语
经近两个月的工期与雨期考验，所采取的深基坑支护满足了地下工程施工的质量与安全要求，未发生滑坡、裂缝、变形等异常现象。通过施工实践，沿海软土地区高层建筑深基坑采用坡率法支护是安全、经济的深基坑支护成功方法之一，在类似工程中值得进一步推广应用。
主要参考文献
[1] GB50330-2002 建筑边坡工程技术规范[S] 北京:中国建筑工业出版社.
[2] 高大钊主编 土力学与基础工程[M] 北京:中国建筑工业出版社.
[3] 汤康民主编 岩土工程[M] 武汉:武汉工业大学出版社.
[4] JGJ120-99 建筑基坑支护技术规程[S] 北京:中国建筑工业出版社.
[5] GB50007-2002 建筑地基基础设计规范[S] 北京:中国建筑工业出版社.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。