复杂地质条件下超大不规则基坑支护施工研究_刘文开.pdf

复杂地质条件下超大不规则基坑支护施工研究刘文开（贵州省地质矿产勘查开发局 一一五地质大队，贵州 贵阳）摘 要：不规则基坑支护设计是工程建设的重要分部分项工程，须查明建设区复杂地质条件、周边工程环境影响，设计监测、监控布置等方案，以保证基坑稳定性能够满足设计及符合规范，确保工程建设施工安全及设备使用安全。本文主要以超大不规则基坑支护施工为研究对象，同时结合复杂的地质条件，分析施工要点，制订合理施工方案，应对复杂的地质条件。关键词：复杂地质条件；超大不规则基坑支护开挖；基坑支护施工技术中图分类号：文献标识码：文章编号：（）本文以贵阳美的广场项目高架桥车道及三标酒店基坑支护工程”为例，全面分析支护施工区的工程地质条件、水文地质条件、施工环境条件及监测、监控条件等，归纳并及时预判存在的工程问题对施工的影响，制订支护施工安全技术措施方案。工程概况该基坑支护工程位于贵阳市观山湖区观山东路南侧，长岭南路东侧，本次基坑边坡支护区域南侧为小湾河，施工红线距小湾河 ，西侧为长岭南路，施工点距长岭南路人行道。此基坑边坡支护设计平面布置如图 所示。图 贵阳美的广场项目高架桥车道及三标酒店基坑支护工程施工总平面布置图 永久性边坡 段：垂直支护，抗滑桩桩间板冠梁，长约，填方边坡高 ，坡顶为拟建配套道路，坡底为自然地形，填方边坡。边坡安全等级为二级。需满足二标交付的消防环路验收条件，两排桩需同时施工并使用，该段抗滑桩需先施工完成地下部分，地上需接桩，边坡为永久性边坡。经建设单位及设计单位确认，、段，地上架空抗滑桩的桩间不再回填，采用架空设计。段：垂直支护，重力式 挡土墙，长约.，填方边坡高，坡顶为拟建配套道路，坡底为自然地形，填方边坡，边坡安全等级为二级，边坡与主体使用年限相同，边坡为永久性边坡。经建设单位及设计单位确认，、段，地上架空抗滑桩的桩间不再回填，采用架空设计。临时性边坡 段：垂直支护，双排抗滑桩桩间板支撑梁。长约，填方边坡高约，坡顶为拟建配套道路，坡底为拟地下室，填方边坡，边坡安全等级为二级，坡为临时性边坡，使用时间不超过。段：垂直支护，抗滑桩桩间板。长约，填方边坡高约，坡顶为拟建配套道路，坡底为拟地下室，填方边坡，边坡安全等级为二级，坡为临时性边坡，使用时间不超过。段：垂直支护，抗滑桩桩间板预应力锚索。长约，填方边坡高，坡顶为自然地形，坡底为拟地下室，挖方边坡，边坡安全等级为二级，使用时间不超过。场地工程地质条件 地质构造条件支护施工区位于黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区，场地内未发现规模较大的区域性活断层，岩体完整性主要受裂隙等影响。支护施工区下伏基岩为三叠系松子坎组（）灰黄、灰白色薄中厚层状泥质白云岩。经地质调查及本次钻探证实，场地内地层连续，岩层产状平稳，岩层各层间偶见岩块、岩屑充填，层面起伏粗糙，结构面张开度，结合一般。岩层呈单斜构造，地层产状为；场区内发育两组节理：分别为节理（产状）、节理（DOI:10.13487/ki.imce.022861），节理倾向变化较小，总体以直立陡倾为特征，节理裂隙发育，节理线密度一般 条，节理裂隙面间距 不等，张开度，节理面起伏粗糙，为岩块、岩屑充填，结合一般。地形地貌施工区属侵（溶）蚀谷丘地貌，抗滑桩支护工程 段，建 筑 场 地 南 高 北 低，场 地 地 面 高 程 为，最大高差。抗滑桩支护工程、，建筑场地西高东低，场地地面高程为 ，最大高差，施工区属缓坡地形。岩土结构 土层素填土（）：杂色，主要由平场碎石及黏土组成，结构松散，碎石含量，粒径.，成分不均匀，场地内素填土为现场平场时堆填形成，堆填时未经过分层夯实，为无序堆填，堆填时间 ，属新近填土，场地内均分布素填土，分布厚度，平均厚度。红黏土（）：褐黄色，残坡积成因，拟建场地内部分地段缺失。按其状态主要为可塑状，埋藏于素填土之下，强风化成分为泥质白云岩，大部分地段缺失，分布于基岩顶面和溶槽（沟）及岩溶洞隙。分布厚度，平均厚度。基岩三叠系松子坎组（）灰白色，薄 中厚层泥质白云岩，细粒至粗粒结构，块状构造，节理裂隙发育，偶见方解石细脉，根据钻探显示，该层上部地段泥质含量较大，钻进速度快；按风化程度可以划分为强风化状泥质白云岩、中风化状泥质白云岩两个亚层。强风化状泥质白云岩（）：细粒至粗粒结构，块状构造，胶结较差，岩质较软，岩芯多呈沙状、少量呈碎块状。场地内大部分地段揭露，少量地段缺失，厚，平均厚，岩芯采取率小于，岩石质量指标 值为零。根据现场钻探岩芯的直观鉴定及工程经验，并结合岩土工程勘察规范 附录 表，强风化状泥质白云岩坚硬程度为极软岩，岩体完整程度为破碎，故岩体基本质量等级为级。中风化状泥质白云岩：灰白色，薄中厚层状构造，细粒至粗粒结构，块状构造，隐节理发育，胶结一般，岩芯呈短柱状，少量呈块状，碎块状。整个场地均有揭露，岩芯采取率，岩石质量指标 值。根据岩石单轴饱和抗压强度标准值 和现场钻探岩芯的直观鉴定及工程经验，属较软岩岩体，岩体较破碎，基本质量等级级。水文地质条件 地表水拟建场地南侧约 处有一条小湾河通过，自北向西流；勘察期间为枯水期，根据实测水位约为，水深平均，根据走访调查，该河流临近拟建场区段历年来的最高洪水位低于，主要补给源为上游来水及大气降水。地下水 上层滞水上层滞水主要赋存于第四系土层，主要接受大气降水垂直下渗及周边居民生活用水排泄补给，水量随季节及用水量变化而变化，贫乏。岩溶裂隙水根据区域水文地质资料及本次勘察得知场地下伏基岩属区域性可溶岩组，地下水类型主要为岩溶裂隙水，大气降水可通过岩溶漏斗、溶蚀裂隙直接渗入补给，为地下水赋存提供了空间条件。地下水主要为大气降水补给形成，其水位受降雨量影响变化迅速，峰值滞后时间短，属潜水。地下水受季节性控制，多以汇入地表河流的方式排泄，场区地下水由北向东南径流。不良地质作用 素填土根据设计施工图可知，拟建场地素填土分布厚度为，平均厚度。素填土结构松散，碎石含量，粒径，成分不均匀，场地内素填土为现场平场时堆填形成，堆填时未经过分层夯实，为无序堆填，堆填时间，属新近填土，拟建场地地下水标高为 左右，地下水埋深小，钻进成孔时易塌孔，浇筑混凝土时，孔内水位急速提升易形成孔壁渗流及孔口溢流从而污染环境，边坡开挖时易发生垮塌及零星塌落。红黏土根据勘察报告所述，红黏土分布于素填土下，基岩顶面和溶槽（沟）及岩溶洞隙，施工区地下水埋深浅，施工钻进时，红黏土易因机械扰动，地下水浸蚀软化，呈软塑及流塑状，易发生塌孔、缩径等工程问题。岩溶根据勘察报告所述，场区岩溶为覆盖型。遇洞隙率。部分地段基岩面溶蚀沟槽呈竖向发育，基岩层面坡度大于、小于，岩溶属中等发育地段。工程环境条件施工区位于拟建美的广场项目场地，拟建物西侧为拟建美的广场项目 栋建筑、美的广场项目二期商业及地下室、美的广场项目 栋酒店，拟建物西侧为长岭南路，施工点距长岭南路段用地红线.，拟建物东侧及南侧为小湾河，距离小湾河。抗滑桩支护工程 段东侧为美的广场项目地下室，该地下室主体建筑已完成，基础形式为桩基础，持力层采用中风化泥质白云岩，抗滑桩支护工程施工对相邻已建建筑物无影响；西侧无建筑物，为消防登高地。抗滑桩支护工程、段北侧为美的广场项目地下室，该地下室主体建筑已完成，基础形式为桩基础，持力层采用中风化泥质白云岩，抗滑桩支护工程基础施工对相邻已建建筑物无影响，南侧为小湾河，距离小湾河。架空抗滑桩支护工程地形较为平整开阔，并与同项目同期建设的“美的广场项目 栋建筑、美的广场项目二期商业及地下室、美的广场项目 栋酒店”项目存在交叉施工作业，抗滑桩基础施工的废渣、废料易污染小湾河，工程环境条件相对复杂。边坡变形监测 水准基点的埋设在基坑稳定地段设置 个水准点，作为整个工程高程变形监测控制网的起始点。在每组 个水准点的中心位置设置固定测站，经常测定三点高差，判断水准基点的高程是否有变动。沉降监测点的埋设监测点需根据设计要求布置在最具代表性的地点，各测点设置在冠梁、桩身、市政道路等易固定的地方，以便保护且真实反映边坡侧向变形。边坡水平位移监测方法及埋设对于边坡水平位移监测，本工程拟采用视准线法或小角度法用全站仪测出各点的侧向水平位移。各测点设置在冠梁、桩身、市政道路等易固定的地方，以便保护且真实反映边坡侧向变形。监测方法边坡施工期间，监测一次，当遇大雨等特殊情况时，应适当增加观测次数；当测量的位移值大于计算值时，增加观测次数。支护效果监测周期一般为。变形监测的技术要求须符合现行工程测量标准（）有关规定，按三等精度进行。监测点布设要求沿边坡的坡顶线、平台、坡脚按间距 （坡脚间距可适当调大）布置沉降和位移观测点。监测用的平面坐标及水准高程，以复测及加密后的施工测量控制网点为标准，与施工和运行等阶段的控制网坐标系统一致。边坡表面进行竖向及水平位移观测，两者共用一个点，竖向及水平位移观测配合进行。观测基点设置在冠梁、桩身、市政道路等易固定的地方，以便保护且真实反映边坡侧向变形。垂直位移观测在每个观测断面设 个沉降测点，分别在坡顶、平台或坡脚处。在对沉降点进行观测时，水准工作基点以的水准测量精度进行控制。水平位移观测在每个观测断面设 个视准测点，同时采用视准线和边角网法联合观测。日常观测时，视准工作基点从视准线观测坡顶的位置进行水平位移，视准工作基点的校测由边角网进行。监测报警按照规范要求设置边坡（挡土墙）竖向、水平方向的报警值；报警值为水平、；竖向、。监测记录建立监测档案，内容包括：监测方案；监测仪器的型号、规格和标定资料；监测各阶段的原始资料和应力、应变曲线图；数据整理和监测结果评述；使用期监测的主要内容和要求。结论面对复杂的地质环境，研究不规则基坑支护施工质量、安全保障技术措施，制订合理的施工及管理方案，解决工程地质问题对施工的影响，通过研究结构细部设计，制订科学的支护施工方案，以保证本基坑施工过程的施工安全及质量。参考文献：闫尚德，张鑫城区复杂地质条件下深基坑支护方案研究工程建设与设计，（）：张祥聪复杂地质环境下大型基坑支护与降水施工浙江水利水电学院学报，（）：何同继，袁超，苏留锁，等复杂地质条件下超大超深基坑支护体系力学性状前馈式智能预测 市政技术，（）：张道通复杂环境及地质条件下深基坑支护施工技术城市住宅，（）：赵媛复杂地质条件下不对称开挖基坑支护设计研究居舍，（）：作者简介：刘文开（），男，云南曲靖人，本科，工程师，从事工程勘察、水文地质勘察、地质灾害勘察与治理、基坑支护施工、隧道施工、基础施工等工作。