深基坑支护设计与岩土勘探技术

导语：深基坑支护设计与岩土勘探技术一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

1软质岩石基坑工程的勘察要点

1．1勘察工作的布工原则

对于软质岩石基坑工程，勘察深度显然不能以原来的条款作为依据．笔者认为：勘察深度应以满足基坑侧壁稳定性评价、稳定性计算及支护设计为前提，一般情况下，勘察深度可按开挖深度的，1．5~2倍考虑；若勘察范围受到场地狭小限制，那么勘探点的布里宜采取尽可能利用场地条件的原则，并辅以开挖边界以外的调查研究和资料搜集工作。勘察手段以钻探为主，并应辅以工程地质调查及室内土工试验等工作。

1．2岩土工程条件分析

应提供地层结构及分布特征、地质剖面、地基土物理力学性质指标、水文地质条件、场地水及岩土的腐蚀性等方面的资科，并应进行适当分析。因为它们是进行支护方案选型及基坑稳定性分析、内力变形计算不可缺少的资料，所以这些资料必须完整、可靠。

1．3周围环境分析

该项工作是选择基坑支护方案、确定围护结构位移、基坑稳定安全系数控制标准等工作的重要依据。应从以下几方面展开调查：①邻近建(构)筑物情况，主要包括其分布情况、结构形式及荷重、基础类型及埋深、建筑红线位置等；②周围道路情况，主要包括其分布及距离、动荷载情况；③周围管线、沟道情况，主要包括地下管道及电缆线、沟道等的构造、埋深、位，及使用情况；④浅层地下障碍物情况。

1．4基坑边坡稳定性评价

评价工作宜从岩土工程内因和工程环境外因两方面考虑，一般情况下，两方面缺一不可。岩土工程内因的评价内容主要包括地层结构及分布特征、水文地质条件、基坑侧壁岩石风化及软化程度、岩石节理裂隙发育程度及其产状要素、危险滑动面的分布及其产状要素、软弱夹层的产状要素和厚度、岩石开挖暴露与浸水时的抗风化及抗软化能力等方面；工程环境外因的评价内容主要包括周围环境的不利因子分析、潜在动荷载及外来水体的诱发边坡失稳分析等。

2工程实例

2．1工程概况

某项目为扩建改造工程，场地狭小，尤其是翻车机室～2#转运站之间更为突出，如图1所示，该段输煤系统平面布置形态呈L型，设计采用现浇混凝土箱型基础，场地零米标高为83．1rn，基础埋深一16．4—17．0m，翻车机室1#转运站总长近90m，宽近25m，1#转运站～2#转运站总长近40m，宽近17m。另外，拟建场地分布的岩石陡坎项部高程一般在89．00～93．00m之间，坎下地面标高一般在83．00m左右，由于地面起伏较大，基坑开挖将形成高达16～26m的基坑边坡。

2．2岩土工程条件

拟建场地地层结构简单，地表浅部分布有①杂填土层厚为0．4～2．0m，其下主要由第三系新统潞王坟组上段的⑦层泥灰岩和潞王坟组下段的⑨层砂质泥岩、泥质砂岩、泥岩等软质岩石组成。⑦层为强风化泥灰岩，层理不明显、节理裂除不甚发育，抗软化、抗风化能力较差，层底标离81．0～85．0m；⑨层上部为强风化的⑨亚层，长期受水漫泡，强度明显降低，用手可轻易折断、捏碎、用力可捏成团，间夹较硬的细砂岩，呈现软硬交错状，层厚4．5～10．0m，层底标高73．8～79．3m；⑨亚层向下渐变为中等风化层，岩层产状近于水平，胶结较差，裂隙、孔隙不发育，在外露时易风化，浸水时易软化，其岩性类别交错变化频繁，局部夹较硬的细砂岩、砾岩夹层或透镜体，揭露厚度大于26m地下水为基岩裂隙水，水位起伏较大，其项面标高一般在77．8～81．4m之间，而某工程围墙外的地下水位顶面标高在85．0m左右，地下水位表现出西高东低的特点。⑨层及⑨一亚层主要物理力学性质指标见表1。

2．3⑨层及⑨亚层地基土的工程特性评价

根据其岩性特点，依据《岩土工程勘察规范》GBS0021～2001附录A，可将易⑨层上部的⑨I¨亚层定性判定为极软岩，遭层可定性判定为软岩。同时，由岩石试验报告可知，⑨层的软化系数多在0．41～0．47之间，饱和抗压强度多在522～828MPa之间；⑨一，亚层的软化系数多在038～0．42之间，饱和抗压强度多在421～5．57MPa之间，因此，按《岩土工程勘察规范》GB50021～2001第31212第31214条款，可将⑨层定盆评价为软岩，遭⑨一，亚层则为极软岩。因此，综合定性、定最评价成果，将⑨层综合判定为软岩，⑨亚层综合判定为极软岩。

2．4诱发甚坑边坡失稳因素分析

(1)岩土工程方面的不利因素主要有：⑦层顶部有2～3m厚的泥灰岩，其岩性较脆，节理、裂隙发育，被切割的岩块在重力作用下易失稳滚落或塌滑；⑦层底部岩层和⑨层、⑨一亚层的抗软化、抗风化能力较差，尤其是⑨亚层结构不甚致密，其中还夹有较松软的土状软弱薄夹层，加之富含基岩裂隙水，⑨一亚层已被长期浸泡软化，成为基坑边坡潜在的危险滑动面；设计初定基础埋深大于地下水位埋深，基岩裂隙水成为基坑边坡失稳的诱滑因素，将加剧基坑边坡失稳，甚至发生突发性滑坡。

(2)工程环境方面的不利因素主要有：新建翻车机室基础埋深比老厂翻车机室基底深3．7m，两个翻车机室基础之间的水平距离仅5m，加之老厂翻车机室的基坑回填土密实性较差，这对基坑东侧边坡的稳定性将造成不利影响；拟建翻车机室～1#转运站西侧10．0～30．0m范围内，分布有一条公路、老厂排水渠、水泥厂铁路专运线和货场，潜在动荷载及老厂排水渠的渗漏因素将加剧基坑西侧边坡的失稳；拟建1社转运站～2#转运站北侧约15m处建有老厂二级灰渣泵房和浓缩池，这对基坑东侧边坡的稳定性将造成不利影响。

2．5基坑支护方案选型

根据工程特征、场地周围环境特点及岩土工程勘察报告，基坑A、B、C、D、H边坡需采取适宜的支护措施，而E、F、G、l边坡附近场地较开阔，具备放坡条件，可按岩体边坡容许坡度值(高宽比)放坡开挖：坡高在8m以内宜按1：0．75～1：1．00考虑，坡高8-15m宜按，：1．00～1：1．25考虑，坡高15～30m宜按1：1．25～1：1．75考虑。该项目具有工程环跪要求较高、开挖深度大、基坑边坡高度达l6～26m等特点，按照类似工程经验及各支护结构形式的适用条件分析，本工程可采用锚喷网、土钉墙、护坡灌注桩等支护结构形式，但考虑到基坑A、B、c、D、H边坡的放坡条件有限、对周围建(构)筑物的保护必须万无一失，以及D边坡上部岩土体较破碎等因素，同时还结合计算类比和技术经济综合比较，最后确定A、B、C、H边坡采用锚喷网支护；D边坡采用排桩一锚喷网联合支护，其上部边坡采用锚喷网支护，下部边坡采用钻孔灌注护坡桩并结合桩问预应力锚杆联合支护，桩顶设置钢筋混凝士圈梁(也称冠梁)。基坑支护平面布置示意图见图1。

2．6基坑支护设计

2．6．1基坑D段边坡排桩——锚喷网联合支护设计

(1)上部边坡锚喷网支护。锚杆参数：锚杆孔用人工或机械成孔，孔径100ram，水平倾角为8～16。，依实际情况和需要调整，采用梅花型布置。锚杆材料采用+22螺纹钢筋，水平间距1．2m，垂直间距1．2m，长度9m。水泥浆：锚杆孔内压力注浆，水泥采用P．0．32．5级水泥，水灰比O．45～0．6，注浆压力0．4～0．6MPa；加强筋：材料采用中12钢筋，菱形布置在锚杆上；钢筋网：材料采用由6．5钢筋，间距250mmx250mm；喷射混凝土：水泥采用P．0．32．5级水泥，强度C20，厚度100mm。

(2)桩问预应力锚杆。锚杆参数：锚杆孔用人工或机械成孔，孔径，150mm，水平倾角为l5。，采用矩形布置。锚杆材料采用2+25螺纹钢筋，水平间距1．5m，垂直间距3．0m，长度18m；水泥浆：锚杆孔内压力注浆，水泥采用P．0．32．5级水泥，水灰比0．45…06注桨压力0．4～0．6MPa；锚杆与桩连接采用枯钢腰梁和高强度螺栓；当浆体强度达到70％后可施加预应力，施加预应力均为100kN；要求桩问预应力锚杆极限抗拔力为300kN，设计抗拔力200kN，正式施工前先做一组(3根)试验锚杆。

2．6．2施工过程应注意事项

(1)施工前应详细调查、分析场地周围环境状况，避免盲目施工引发不安全事故；

(2)基坑开挖、支护顺序合理，一般宜先施工护坡桩，后按分层放坡开挖、分步支护要求，安排合理的挖土、支护工序，保证支护作业及时跟进土方开挖，避免随意超挖、欠挖，以及坡面暴露时间过长现象发生：

(3)基坑开挖时，应考虑适宜的施工降、排水措施，并且在施工期间，应在基坑上部及内部修建截、排水沟，禁止雨水流入基坑，对渗入的水体必须及时排出；

(4)开挖土体必须及时运走，坑周严禁堆载；

(5)在正式施工前，锚杆的现场抗拔试验必不可少，一般情况下，每组试验锚杆应保证3根，施加的最大荷载宜为锚杆工作状态设计拉力的1．2～1．3倍；

(6)在施工护坡桩、冠梁、锚喷网及预应力锚杆等支护结构时，施工工序、技术及质量要求、安全措施和工程验收等方面必须按设计和施工组织文件要求执行；

(7)机械开挖到离基底标高300mm后改用人工开挖，确保基底原状地基土不被扰动；

(8)基坑开挖、支护及后续地下工程施工、基坑回填过程中，宜进行必要的监测，并采取必要的监控报普措施，发现坡体及周边建筑物出现异常变形时，必须立即停止施工，查清原冈并采取有效措施后方可继续施工。

3结论

在软质岩石基坑工程勘察前，必须初步了解场地周围环境条件，搜集足够的区域地质资料，然后根据已掌握的信息，按照软质岩石基坑工程的勘察要点布置工作量，但不能只在划定的建筑物轮廓线以内开展勘探工作，还应对周边环境进行详细的调查了解。支护方案确定后，应在施工前编制详细的施工组织计划，务必使基坑开挖和支护顺序安排合理，还需对施工中应注意事项进行重点分析，避免突发性不安全事故发生。