大厚度淤泥质土深基坑支护及降排水探析

大厚度淤泥质土深基坑支护及降排水探析

邹宏光，张跟柱，刘明，邓捷

（中国建筑第五工程局有限公司，安徽 合肥  230041 ）

摘要：本文以某事故水池深基坑工程为例，分析了基坑工程的环境条件和施工重难点，采用放坡+土钉墙支护+12m拉森钢板桩支护形式以及明沟排水和管井井点降排水的设计和施工方法，并计算基坑整体稳定性参数从而验证了技术的可行性和合理性。

关键词：淤泥质土、基坑支护、基坑降排水、基坑稳定性

引言

为了更加有效的利用土地空间，从而导致建筑设计者不断提高建筑高度[1]。随之带来的对不同建筑的安全和质量要求也在不断提高，施工水平和技术也在不断完善[2]。深基坑在现实工程建设中越来越普遍，其作用是使建筑基础更加稳固，从而更好的保证建筑安全与质量[3]。但是，基坑深度的不断加深，会导致实际施工时难度不断加大，各种隐藏的风险会变得更加突出，给现场施工带来严峻的挑战[4,5]。为了防止出现各种问题，做好深基坑的支护与降排水显得尤为重要[6,7]。因此，本文以某事故水池深基坑工程为例，分析了基坑工程的环境条件和施工重难点，采用放坡土钉墙支护+12m拉森钢板桩支护形式以及明沟排水和管井井点排水的施工方法，并通过基坑稳定性计算验证了此技术的合理性和可行性。

一、概况

1、工程概况

本文消防事故面积约0.56万m2。其中消防事故水池基坑深度大于5.0m，采用桩筏板基础，基础底相对标高最大为-4.9m，垫层厚度100mm，目前场地高程约为23.50m，基坑最大开挖深度为5.8m。

2、基坑施工重难点

（1）工程基坑深度最深处达5.8m，且基坑西南侧存在较大较深区域淤泥区，开挖难度较大。

（2）工程施工场地地下水类型主要为上层滞水，勘察期间实测水位埋深0.5-8.0米。由于拟建场区原地貌为山间洼地，周边场区雨季的降水多汇集于此，场地内水位变幅较大。

二、深基坑支护及降排水设计

1、深基坑支护设计

本文基坑支护采用放坡+土钉墙支护+12m拉森钢板桩支护形式，拉森钢板桩型号为SP-Ⅳ型拉森钢板桩，拉森钢板桩入土长度为9500mm，悬臂长度为2500mm，钢板桩内侧距离基础外边线0.8m。

拉森钢板桩顶部（绝对标高20.000m）外侧设置1000mm宽的平台，该平台采用喷射80mm厚C20砼夹φ8@200×200钢筋网片支护。平台外侧放坡为1:1.0放坡土钉墙支护，放坡土钉墙支护采用喷射80mm厚C20砼夹φ8@200×200钢筋网片支护，边坡沿长度方向每1500mm设置一道泄水管，泄水管为直径50mm的PVC管材，长度不小500mm，C20喷射砼面层后采用滤网不包裹、外部采用级配砂石填充。坡中部和坡脚沿长度方向每间隔1500mm设置一道锚筋，锚筋型号为C16、锚筋长度为1500mm，坡中锚筋垂直坡面向下、坡脚锚筋垂直向下。坡顶2000mm范围内采用喷射80mm厚C20砼夹φ8@200×200钢筋网片支护，中部沿长度方向每间隔1500mm设置一道锚筋，锚筋型号为C16、锚筋长度为1500mm，锚筋垂直向下。坡顶外侧2000mm位置设置护栏，护栏高度为1200mm，护栏采用直径48壁厚3.0mm的钢管搭设，护栏外挂普通安全网布[8]。具体如下图。

放坡土钉墙支护采用喷射80mm厚C20砼夹φ8@200×200钢筋网片支护，坡中部和坡脚沿长度方向每间隔1500mm设置一道锚筋，锚筋型号为C16、锚筋长度为1500mm，坡中锚筋垂直坡面向下、坡脚锚筋垂直向下；水平方向设置通常的型号C16的通常钢筋（横向拉筋），土钉与横向拉筋连接的部位设置型号C16的L筋，L筋与土钉、横向钢筋焊牢。坡顶2000mm范围内采用喷射80mm厚C20砼夹φ8@200×200钢筋网片支护，中部沿长度方向每间隔1500mm设置一道锚筋，锚筋型号为C16、锚筋长度为1500mm，锚筋垂直向下。坡顶外侧2000mm位置设置护栏，护栏高度为1200mm，护栏采用直径48壁厚3.0mm的钢管搭设，护栏外挂普通安全网布。具体如下图。

边坡沿长度方向每1500mm设置一道泄水管，泄水管为直径50mm的PVC管材，长度不小500mm，具体如下图。

2、降排水设计

针对消防事故水池，基坑施工时在基坑内设置集水坑及导水系统。降水方式采用集水明排。在基坑外围设置截水沟。施工时考虑基坑及周边的排水，工程坑底设置排水沟，在坡底一个角设置一个集水井，集水井通过排水沟相连。基坑坡顶设置截水沟。基坑周边共设置8口坑外降水井，基坑东西侧各3口，南北侧各1口，坑内设置6口疏干井，位置如下图所示。坑外降水井及坑内疏干井初始井口标高为自然地面标高，基坑开挖至设计深度后井口标高为基坑底标高-0.50m，井深自自然地面计算15m。若实际降水效果达不到预期，可增设井点降水系统，辅助降水，待回填至正负零停止降水。具体如下图。

管井采用粗砂过滤层，深度为15000mm，井下部采用粗砂过滤层，顶部2000mm采用粘土填实；井底1000mm井内壁采用沉砂管，上部采用无砂管，φ400无砂管管壁做φ10滤孔，孔距50mm，梅花形布置，外包1层7目镀锌铁丝网，再包3层60目尼龙网。

若施工期间无需降水，管井封堵采用级配砂石，顶部2000mm采用素混凝土填实，混凝土强度同垫层；若施工期间及之后仍需降水，管井封堵采用级配砂石，顶部400mm及井壁上部筏板采用钢护筒围堵，后浇素混凝土填实，混凝土强度同底板（筏板），钢护筒壁厚5mm，直径以套住井管为准，封堵后割除外露部分；钢护筒壁需增设钢板止水环，外侧不少于两道，板厚5mm，环宽100mm，与钢护筒满焊，内侧一道，板厚10mm，环宽100mm，与钢护筒满焊。具体如下图。

在基坑底部沿着拉森钢板桩内侧设置排水沟，排水沟的截面尺寸为250mm×250mm，外漏面M10防水砂浆抹面，排水沟下部为100mm厚C15素混凝土垫层。沿排水沟设置集水井，集水井的截面尺寸为800mm×800mm×1000mm，外漏面M10防水砂浆抹面，排水沟下部为100mm厚C15素混凝土垫层。

三、基坑稳定性验算

采用瑞典条分法计算基坑整体稳定性，计算简图如下所示[9]。条分法中的土条宽度为1.00m，滑裂面圆弧半径取值为16.629m，圆心坐标（X，Y）分别取值为-2.191m和6.936m。最后计算得出整体稳定安全系数Ks=2.084>1.30，满足规范要求。

抗倾覆（对支护底取矩）稳定性验算：Kov=1.341≥1.200，满足规范要求。

突涌稳定性验算：K=1.233≥Kh=1.10，基坑底部土抗承压水头稳定。

四、结束语

本文以某事故水池深基坑工程为例，分析了基坑工程的环境条件和施工重难点，并详细介绍了基坑支护及降排水设计方案及施工方法，并通过基坑整体稳定性、抗倾覆稳定性、突涌稳定性计算验证了技术的合理性和可行性，以期为同类项目基坑支护及降排水设计及施工提供借鉴。

参考文献：

[1]张冉,张敏.建筑施工中的深基坑支护施工管理探讨[J].建材发展导向,2022,20(04):175-177.

[2]张强.建筑深基坑工程的支护施工与施工管理探讨[J].江西建材,2017(18):67-68.

[3]戴林建.建筑工程深基坑支护施工关键技术[J].居业,2021(01):58-59.

[4]刘天兵.房屋建筑深基坑支护施工技术探析[J].住宅与房地产,2019(36):148-149.

[5]陈俊翔.房屋建筑深基坑支护施工技术[J].四川建材,2019,45(10):69-70.

[6]杨有升.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术[J].绿色环保建材,2016(12):165+167.

[7]麻江涛.岩土工程中的深基坑支护施工探析——以某大厦深基坑支护工程为例[J].房地产世界,2022(17):152-154.

[8]贺丽玉.建筑工程深基坑支护施工技术分析[J].中国建筑装饰装修,2022(16):54-56.

[9]李文博.建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].价值工程,2022,41(24):121-123.

作者简介：邹宏光(1995-)，男，安徽蚌埠人，硕士，中国建筑第五工程局有限公司，助理工程师，主要从事深基坑施工技术管理工作。

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