技术丨某水泥磨车间深基坑支护结构设计

该总承包工程位于江西省玉山县岩瑞镇黄留坞，为新型环保8000t/d熟料生产线。场地为丘陵地貌，总体南北高中间低，地势起伏较大。水泥磨车间±0.000相当于绝对高程111.00m，水泥磨车间采用框架结构体系，基础采用桩基。水泥磨车间在⑤轴～⑥轴之间有一局部深地坑，根据设计施工图显示，地坑开挖深度6.9～9.8m，依据相关规定必须进行地坑深基坑支护结构设计，以确保施工人员安全。水泥磨车间地勘剖面图见图1。

图1 水泥磨车间地质剖面图

2.1 工程特点

依据现场实际情况以及基坑规模，该基坑支护工程具有以下特点：

(1)基坑开挖深度达9.0m，集水井处局部开挖达9.8m，开挖影响的范围比较大，依据《建筑基坑支护技术规范JGJ 120-2012》并综合现场地质情况，基坑侧壁安全等级为二级。

(2)场地内地下水极丰富，且3-1层灰岩裂隙非常发育，溶洞分布范围较广，对结构支护桩的施工增加了难度。

(3)车间主体基础桩基设计时，未考虑深地坑的施工支护结构，此次深基坑支护结构设计要结合厂房主体桩基一起考虑，尽量降低工程造价。

(4)基坑施工中，要防止强降雨及动荷载不利因素造成土体扰动后出现的基坑坍塌、崩塌等重大事故，应做好应急措施。

2.2 支护结构设计

水泥磨车间主体结构桩基已经施工，依据现场超前钻报告并结合实际地质条件，将水泥磨地坑深基坑分为三个区域(一区、二区、三区)，深基坑平面尺寸为25.46m×6.85m，根据各区域不同的支护特点分别进行支护结构设计(以下详细说明)。

基坑支护结构设计要求施工期间基坑周围5m内地面严禁大量堆载，基坑周边地面允许堆载不大于20kPa；考虑道路重车荷载取4m宽，15kN/m条形荷载进行计算(道路距基坑边按不小于2m进行计算)，支护桩及基坑抗隆起采用理正岩土工程计算软件计算。基坑支护结构及支撑平面布置见图2。

图2 基坑支护结构及支撑平面图

(1)一区：此区基坑施工开挖深度9.0m，局部集水井开挖深度9.8m，主要采用放坡和钢筋混凝土支护桩相结合的支护形式。支护桩为钢筋混凝土灌注桩，桩径800mm，桩间距1200mm，一区上侧边坡有效桩长为6m左右，左、右两侧边坡有效桩长为9.3m左右，支护桩应穿过溶洞嵌入稳定的中风化灰岩不小于0.5m；桩内配筋16￠25，螺旋箍筋￠10@150，加强箍筋￠16@2000，桩间挡土采用喷锚80mm厚混凝土面层，内配Ф6.5@200×200钢筋网；右侧边坡支护桩有一部分利用主体结构工程桩，不足部分在主体结构工程桩之间再增加支护桩。放坡的坡率按1：1设计，考虑雨季施工，确保坡面安全，左、右侧坡面喷锚混凝土80mm厚，锚钉及间距为Ф14@1000×1000，锚钉长度500mm，钢筋网用Ф6.5@200×200；上侧坡面喷锚混凝土80mm厚，钢筋网用Ф6.5@200×200，采用锚杆固定，锚杆长度3m及6m二种规格，锚杆直径48mm，壁厚3.0mm，钢筋网用Ф6.5@200×200，详见图3。

图3 一区上侧边坡支护结构图

(2)二区：此区基坑施工开挖深度6.9m，二区的基坑支护结构设计时，主要考虑二端深基坑开挖倒运土方要留有通道，并且二区基坑左、右二侧比较空旷，因此二区基坑左、右二侧支护全部采用二级放坡。放坡的坡率为1：1，坡面喷锚80mm厚混凝土面层，锚钉及间距为Ф14@1000×1000，锚钉长度500mm，钢筋网用Ф6.5@200×200。

(3)三区：此区基坑施工开挖深度9.0m，局部集水井开挖深度9.8m，三区主要采用放坡和钢筋混凝土支护桩相结合的支护形式。支护桩及放坡形式均同一区的支护结构，在此不再赘述。

水泥磨深基坑除按上述设计要求进行施工，还要注意深基坑结构支护桩的长度确定应以超前钻结果为准，支护桩施工时要注意保护好已施工完的主体结构的工程桩；支护桩混凝土强度为C30，地坑底板以下溶洞应用素混凝土回填密实；边坡坡顶向外翻边1000mm，做成内高外低，以利排水。

水泥磨深基坑支护施工时必须做好以下应急措施：(1)地面出现裂缝，应注入水泥浆，防止地表水渗入增加基坑侧壁压力、软化土体，裂缝地面及周围地面进行硬化。(2)支护结构发生较大变形时，可采用在坑外卸载、被动区反压等加固措施。(3)基坑开挖过程中及开挖后，基坑周边应设置至少二个垂直通道。(4)基坑支护施工前，必须准备好一定的草袋(或编织袋)、钢管、圆木、水泥、水玻璃、注浆设备等抢险物资，并组织预备抢险队。

本工程水泥磨车间深基坑主要结合现场具体情况，采用放坡结合支护桩的深基坑支护结构设计理念，因地制宜重点明确，能简单的地方尽量简单，能利用的主体结构桩基就利用，大大地缩短了深基坑支护结构的施工工期，从而也明显降低了施工成本。

作者：刘文东1，陈斌1，李正刚2，尚知宇1

来源：《1苏州中材建设有限公司；2苏州开普岩土工程有限公司》

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