一种新型基坑支护工艺应用分析

一种新型基坑支护工艺应用分析

顾磊磊

（上海淞泽置业有限公司，上海 200093）

摘要：近年来，随着经济的发展，人民生活水平的提高，对低碳环保，绿色岩土的需求也越来越大。常规地下空间开发需要做一到两道的内支撑，不仅工期漫长，挖土不便，在拆撑的时候还会造成环境破坏。本文以上海某典型软土区域的基坑工程为背景，结合项目要求，详细介绍了一种新型基坑支护工艺，即前撑式注浆钢管，该工艺可以极大的节约工期，绿色环保，同时，在挖土期可以支持岛式开挖，方便出土。应用结果表明，基坑工程新技术应用满足了项目要求，完成了造价控制，实现了工期要求，并保障了项目及周边环境安全，新技术应用效益显著。

关键词：软土；基坑工程；前撑式支撑；低碳环保；工期

中图分类号：文献标识码：文章编号：

作者简介：顾磊磊（1984-10），*，上海人，学士，工程师，主要从事施工管理工作。

0 引 言

近年来，随着经济的发展，人民生活水平的提高，对低碳环保，绿色岩土的需求也越来越大。常规地下空间开发需要做一到两道的内支撑，不仅工期漫长，挖土不便，在拆撑的时候还会造成环境破坏，因此针对规划地块，如何在一定的造价条件下，最大程度绿色环保，且高效挖土，节约工期，便成为近些年研究的课题之一。

针对上海这种软土地区，常用的支护形式包括放坡、重力坝、排桩结合支撑等[1]，各方案均有各自的优缺点。本文基于上海的软土地区地层，介绍一种新型基坑支护工艺，即前撑式注浆钢管，该工艺可以极大的节约工期，绿色环保，同时，在挖土期可以支持岛式开挖，方便出土。

1 工程概况

1.1 工程简介

本工程为新建住宅项目，项目占地面积25753.9平方米。本次住宅项目主要由8幢7F~24F及配套建筑组成，地块北侧设一层地下车库，南侧设两层地下车库。基坑总面积约23200m²，总周长约610m。北侧B1地下一层区域，基坑开挖面积约12100m²，基坑周长约450m，挖深5.05m~5.75m；南侧B2地下二层区域，基坑开挖面积11100m²，基坑周长约420m，挖深8.65m~9.65m；高低差区域基坑长度约130m。采用桩筏基础。

拟建场地周边环境条件较简单：基坑东侧基坑开挖边线与该侧用地红线距离约为3.3m，红线外为东育路，东育路宽约32.0m，东育路下有管线分布；南侧距用地红线约5.6m，红线南侧为红线外为规划凌兆西路；基坑西侧开挖边线距离红线约2.5m，红线外为规划钟晓路；基坑北侧与用地红线距离最近约4.6m，红线外为在建润林路。

1.2 工程地质

根据本工程岩土工程勘察报告，拟建场地属长江三角洲冲积平原，地貌为滨海平原类型。对本工程基坑围护设计、施工影响较大的土层情况如下：

（1）第①层填土：场地内均有分布，①1-1杂填土厚度在0.50～3.70m之间，①1-2素填土厚度在0.40～3.20m之间，土质不均匀，松散欠固结。基坑围护结构施工前应做好必要的换填、清障等工作，确保基坑围护结构顺利施工，保证围护桩施工质量。

（2）第②层粉质粘土：场地内局部缺失，厚度在0.40～2.60m之间，土性较好，属于上海地区典型的 “硬壳层”，是良好的天然地基持力层。

（3）第③层淤泥质粉质粘土：场地内均有分布，厚度在2.70～5.30m之间，抗剪强度较差的流塑状粘性土，土质极为软弱，具有高压缩性、高灵敏度、低强度的特性，在动力作用下强度降低易产生侧向位移，对基坑踢脚稳定不利，基坑围护时需考虑该层土易流变和触变的特性。

（4）第③夹层粘质粉土：场地内均有分布，厚度在0.50～2.70m之间，透水性较强，易产生流砂、管涌现象，对基坑稳定不利，开挖前应辅以降水隔水措施以确保基坑稳定性；

（5）第④层淤泥质粘土：场地内均有分布，厚度在7.80～10.60m之间，与③层土一样，高压缩性，流塑状，工程力学性质差，基坑围护时需考虑该层土易流变和触变的特性。

（6）第⑤2层砂质粉土夹粉质粘土：场地内均有分布，厚度在6.30～9.90m之间，中等压缩性，力学性质较好。

根据地勘报告显示，本场地勘探范围内地下水类型主要有潜水和（微）承压水，潜水水位埋深一般为0.30～1.50m，补给来源主要为大气降水。勘察期间所测潜水稳定水位埋深为0.32～2.37m，相应水位标高为2.12～4.05m，受降雨影响，以致于局部地下水位偏高。由计算可知⑤2层微承压水存在突涌的问题，对本工程基坑地下二层开挖有影响，基坑围护采用三轴搅拌桩将⑤2层隔断。第⑦、⑨层承压水承压水埋深较深，对本工程无影响。

基坑围护设计参数如下表1。

表1 基坑围护设计参数一览表

2 支护方案

2.1 支护方案选型

本项目跨越疫情，工期要求高，地块规划条件限制较大，地下室外墙离红线仅3米。另外还需结合考虑综合造价等因素。

结合项目建筑结构设计图、周边环境情况、工期要求等各因素，对不同支护方案进行对比分析，如表2。

表2 不同支护方案对比

由上表对比可知，地下两层区域若采用常规工艺，灌注桩+两道水平支撑，不仅造价较高，且挖土不便，工期较长；前撑式支撑体系简单，其紧随围护桩流水施工，在土方开挖之前全部完成，不占用总工期，后续整个基坑可敞开式挖土，对应底板无需分块施工，管理简单，施工效率高，工期节省明显，且造价一般，变形控制好，安全性高。相比而言，前撑式支撑最适用。

2.2 支护方案

综合上述分析，确定的本项目支护方案为：地下一层采用SMW工法+前撑式注浆钢管桩，地下二层采用灌注桩+角撑+前撑注浆钢管。具体地下一层围护采用一排H500×300×11×18型钢挡土，型钢长度13.0m，插二跳一，采用3Φ650@900三轴搅拌桩为止水帷幕，有效长度为12.3m，水泥掺量20%，坑内设置一道前撑钢管桩，前撑钢管桩采用Φ325×8钢管，有效长度28.0m，水平倾角50度，单根桩水泥注浆要求不少于5吨。地下二层围护采用双排钻孔灌注桩挡土，前排采用Φ900@110钻孔灌注桩，后排采用Φ900@2200钻孔灌注桩，灌注桩有效长度均为20.0m；前排灌注桩外侧止水采用3Φ850@1200三轴搅拌桩，为隔断砂质粉土层，进入下方相对不透水层长度不少于1.5m，有效长度29.0m，水泥掺量20%，坑内设置一道前撑钢管桩，前撑钢管桩采用Φ377×10钢管，有效长度36.0m，水平倾角45度，单根桩水泥注浆要求不少于7吨。本项目支撑平面布置如下图1所示，典型剖面图如下图2所示。

图1 基坑支撑平面布置图

图2 基坑典型剖面图

3 项目实施情况

截至2022年7月，本工程基坑工程已全部出正负零。基坑开挖阶段部分区域现场照片见下图4。

图3 基坑开挖照片

在整个施工过程中，对基坑工程周边环境及支护体系进行了多方面监测。围护墙测斜的典型监测变形曲线如图5所示。

图4 基坑典型测斜监测曲线

本基坑工程监测数据显示：自围护施工开始到前撑拆撑完成，基坑侧向最大位移满足设计要求，保障了周边环境的安全。

4 新技术应用效益

本项目基坑工程采用了工法桩结合新技术前撑式支撑方案，满足了项目需求，应用效益显著：

（1）响应绿色低碳，节能环保的政策要求，极大的减少碳排放量，保护环境。

（2）前撑式支撑紧随围护桩和圈梁流水施工，在土方开挖之前全部完成，不占用总工期，并且整个基坑实现了敞开式挖土、底板一体施工等，多方面节省工期，预计最终交房日期可提前3~4个月，社会效益显著。

（3）直接造价节省300万元，经济性较好。

（4）实现了南北地下一层和地下二层同步施工，地下一层区域不受地下二层基坑施工限制，第一时间完成地下一层区域主楼的预售条件，为建设单位提早开盘销售创造条件。

（5）开挖过程变形控制好，保障了项目及周边环境的安全。

5 结  语

本文结合某项目基坑工程方案的选型过程，对比分析了不同支护形式的优缺点，并最终采用了新技术前撑式支撑方案，满足了项目要求，完成了造价控制，实现了工期要求，并保障了项目及周边环境安全，新技术应用效益显著。

参考文献(References)：

[1]DG/TJ08—61—2018 基坑工程技术标准[S]. 上海: 上海市城乡建设和交通委员会, 2018.

[2]陈学成.前撑注浆钢管支护体系在基坑工程中的应用［J］.广东土木与建筑，2021，28（5）：62-64.