塑性黏土深基坑边坡防护处理技术

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1、塑性黏土深基坑边坡防护处理技术□李伟东摘要：介绍杭州市灵隐路-梅岭北路地下通道工程明挖段深基坑边坡防护处理技术，根据揭露的地质资料，结合现场施工经验，提出先支再挖、边挖边支、多向结合的综合原则，论述了竖向钢管抗滑桩+工字钢板桩、水平钢管深层注浆+土钉墙支护，以及工字钢框架+网喷混凝土护壁等措施及其工艺要求。　　关键词：塑性黏土深基坑；抗滑管桩；板桩；土钉墙1工程概况　　　　灵隐路-梅灵北路地下通道工程位于杭州市灵隐景区内，工程的主要目的是为改善灵隐路进出风景区的交通繁忙状况，缓解景区交通拥堵现象。　　拟建工程为西湖西部丘陵山区，线路北起灵溪南路，地形平坦，高程在26.18ｍ～2

2、5.36ｍ，路宽9ｍ，两侧树木成林；洞身段位于梅岭北路西侧小山包，地形中间高两端低（进洞口地面高程25.99ｍ、出洞口高程22.91ｍ，隧道轴线山包最大高程38.63ｍ）；再下穿普福岭路交叉口，止于吉庆山隧道北接线洞口处。　　1.1工程地质　　本工程由中国水电顾问集团华东勘测设计研究院完成全线勘察设计，根据《工程地质勘察报告》资料，主要有石炭系中统（C2h）结晶灰岩、白云质灰岩、白云岩及第四系（Q）土层组成。场地第四系（Q）土层以山前冲洪积、洪坡积堆积物为主，结构复杂，堆积紊乱，厚度较大（均大于2ｍ）。　　　　工程区地表地质调查未发现崩塌、滑坡及泥石流等不良地质现象，但石灰岩中

3、有岩溶及伴生的土洞发育，表现为溶蚀漏斗、溶洞和溶蚀裂隙等，局部产生地面塌陷现象。工程区地下水类型划分为松散岩类孔隙潜水、灰岩岩溶裂隙水两类，地水位位于通道结构顶部，对工程施工带来一定的影响。　　孔隙性潜水主要赋存于第四系松散堆积层内，直接接受大气降水垂直入渗补给，并向沟谷排泄，潜水流量一般为0.1Ｌ/s～0.2Ｌ/s。　　灰岩岩溶裂隙水主要赋存于黄龙组（C2h）中，流量受岩溶大小影响。一般为24t/h～51t/h。　　K0+865～K0+940段，通过钻孔ZK17、ZK18和ZK19资料显示：该段洞顶为一层碎石混亚黏土，洞身大部为红色黏土，下部及基底为微风化-弱风化石灰岩，黏土

4、为硬塑。围岩划分为Ⅴ级，土石可挖分级洞顶及洞壁以Ⅱ级普通土为主，局部底板为Ⅴ级次坚石。　　1.2工程基坑开挖支护施工　　设计中基底分布不确定灰岩存在，需要爆破施工。由于地下水位处于洞顶，施工时容易引起洞顶及洞壁坍塌，造成地面塌陷，加上受场地限制，基坑不宜直接放坡开挖，应对基坑边坡采取相应支护措施。　　基坑按1∶0.1放坡+土钉墙支护，土钉墙结构由大孔灌浆锚杆+坡面钢筋网喷射混凝土组成。　　　　2塑性软弱黏土土质对施工的影响及原因分析　　　　2.1原因分析①实际施工揭露后，基坑壁岩土地质与勘察设计存在一定出入，不良地质影响较为严重。根据施工揭露的K0+940～+881段和K0+8

5、81～+865段上部基坑，通道顶部较为平坦，地面经过反复开垦和种植，基坑上部2.0m～3.0m为沉积淤泥层腐植土；洞顶及洞壁主要以红色黏土，质软可塑性较大，极易引起鼓胀和下坠；洞身下部红泥夹孤石（孤石粒径不均，在1.0m～3.5m之间）。②东侧桩号K0+868～K0+880连续施工管桩时在孔深11.57m（已经超过基底深度）都没有遇到岩石，与原设计基底为下部及基底为微风化～弱风化石灰岩，实际地质与勘察报告有出入。③该位置处于两山谷交汇底部又与梅岭北路顺向沟谷相通,为冲沟地形底部，岩土从地表至结构经过深度均较为塑软。④横穿基坑上部有长流水过水涵洞（4.2m×2.7m）通过，纵向K

6、0+887有一水沟长年流水渗透，致使该处覆盖层及洞身岩土甚为薄弱，甚至具有一定的“流动性”。⑤根据《工程地质勘察报告》，ZK18和ZK19岩芯资料,岩溶岩隙发育,增加了洞身岩体结构的不确定性。⑥处理地段基坑紧挨梅灵北路西侧边缘直行，交通流量较大、白天晚上通车频繁，一定程度上加剧了施工中基坑边坡稳定性的破坏。⑦按设计采用土钉墙支护形式进行分段逐级下挖和支护过程中，经过监控量测数据反映以及现场观察，基坑边坡变形严重，两侧有明显沉降和收敛。⑧经过杭州市土木建筑学会有关专家，会同设计、监理单位，对本工程该地段基坑进行认真分析，认为现场情况与原设计存在一定出入，有必要进行加强维护措施。3

7、设计参数及施工方案选择　　　　根据专家意见，结合现场实际地质情况，该段深基坑边开挖和防护施工中存在较大安全隐患，需要加强对该段支护，调整支护参数和方式：　　（1）保留原设计支护方式，过程中逐步土钉墙。　　（2）竖向在基坑两侧施工竖向钢花管（φ108）纵向间距50cm，抗侧滑鼓胀。　　（3）基坑C20喷射砼临时坡面10cm厚+20cm厚网格20×20cm单层钢筋网护壁。　　（4）基坑两侧坡面各施做五排水平施工15°（向下）φ108抗剪切钢管，同时基坑东侧坡面1.0×1.0m网格I20a工字钢与