深圳某改扩建学校深基坑支护及监测方案研究

许俊青 蒋宏鸣

摘 要：针对深圳某改扩建学校项目基坑工程，介绍了项目概况、周边环境和地质及水文情况，分析了深基坑的情况。结合基坑周边环境，根据本工程基坑的特点，设计了安全稳定、经济合理的基坑支护方案。根据基坑支护方案，对监测内容进行分析，形成了可靠的基坑监测方案。

关键词：深基坑;支护方案;基坑监测

文章编号：2095-4085（2020）06-0126-03

1 工程概况

1.1 项目概况

本工程是政府投资建设的原特区外村办学校扩建工程，通过保留原教学楼、改建原操场并新增部分用地的方式将原24班小学升级为54班九年一贯制学校。项目用地面积23436m2，保留建筑面积8087m2，新建总建筑面积60625m2，其中地上7层，共36981m2，地下2层，共23645m2。

1.2 周边环境

项目场地为东西狭长型，北侧为在建园区，建筑物及管线主要集中分布在场地南侧及东侧。

东侧相邻单层砖混建筑若干，距坑边最近处10.90m;南侧西段紧邻原教学楼，距坑边最近处13.10m，终端紧邻现状幼儿园，距坑边最近处14.50m，东段紧邻自建民宅，距坑边最近处16.60m;西侧紧邻一栋自建民宅，距坑边最近处16.60m;北侧为待建规划道路及在建工地。

项目用地面积为23436m2，配建地下室面积达36981m2，地下空间利用率高，导致基坑支护结构与规划红线较近，南侧坑边距红线最近处约5.70m，北侧坑边距红线最近处约1.80m。

1.3 工程地质及水文情况（表1）

（1）地质情况 场地原始地貌单元为中台地～冲洪积阶地，地形略有起伏，地势北高南低。根据岩土地质勘察揭露，场地内地层自上而下依次为：第四系人工填土层Qml4;第四系全新统坡洪积层Qdl+pl4;第四系上更新统冲洪积层Qal+pl3;第四系残积土层Qel，下伏基岩燕山四期（早白垩世）混合花岗岩ηγ5K1。

（2）水文情况 根据地勘情况，结合场地及周边地形地貌分析，地下水分为第四系孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存于第四系人工填土层、冲洪积砂层中，其次赋存在第四系坡积、冲洪积、残积层和全风化岩层中。

其中杂填土、砾砂层为强透水层，砂层具有微承压性;杂填土层中的块石含量变化大，砾砂层中黏性土含量不一，直接影响其渗透性，主要接受大气降水及地下水侧向补给。基岩裂隙水主要赋存于强、中风化岩节理、裂隙内，受节理、裂隙发育程度控制，具有微承压性，主要接受基岩裂隙水的侧向渗流补给和上层潜水的越流补给，以渗流方式向低洼处排泄。强～中风化岩为中等透水层。

本场地地下水及地下水位以上土层按Ⅱ类环境考虑，地下水位以上土按B类考虑。

初勘期间，水位埋深介于0.5～6.70m，高程介于23.14～27.78m，平均高程为25.55m。初勘期间正值旱季，水位埋深较深。详勘期间，水位埋深介于0.9～2.8m，高程介于25.73～28.5m，平均高程为27.13m。详勘期间正值雨季，水位埋深较浅。根据区域水文地质调查结果及周边场地的工程经验，场地地下水位年变化幅度可按1.0～2.0m考虑。

2 基坑概况

2.1 基坑总体情况

本基坑形状呈东西向长矩形，周长约770m，西侧地下一层，约5900m2，东侧地下二层，约12600m2。

本工程±0.0相当于绝对标高+26.9m，西侧原小学场地基本平坦，绝对标高+28.5m，东侧场地地势较高，且略有起伏，场地标高介于+23.2～34.7m。考虑到北侧为待建学校配套道路，且近期内也将实施，为降低基坑支护费用，建议建设单位将北侧场地平整至道路设计标高+23.7～+28.5m，南侧及东侧场地均平整至场地平均标高 +25.0～+27.2m。

2.2 基坑挖深及等级

基坑西南侧原小学场地区域挖深8.7～12.55m，南侧幼儿园区域挖深9.95m，东南侧民宅区域挖深9.95～11.25m，东侧空地区域挖深9.05m，北侧区域挖深9.05～10.48m。

基坑南側小学与幼儿园交界区域挖深大于12m，安全等级按一级考虑;其余范围周边建筑基础与坑边距离大于一倍挖深，小于两倍挖深，且挖深小于12m，安全等级按二级考虑。

3 基坑支护方案

拟建建筑物设有地下二层，局部地下一层，基坑周边环境条件很复杂，破坏后果严重。根据深圳规范规定，超过8m的基坑应选择单排桩或双排桩、桩锚、桩撑等形式。

经分析，由于基坑南侧存在原教学楼，距离最近处10m，且需要保留并正常使用。出于安全性考虑，采用单排桩悬臂支护不能满足变形要求;桩锚形式下锚索将进入小学及幼儿园建筑底部，对教学楼造成不利影响;桩撑支护极大增加工期及造价。考虑北侧道路即将开建，经协调规划、国土等部门，北侧基坑局部超出红线，采取放坡加土钉墙，而南侧采用双排桩悬臂，形成开放式基坑，施工方便。

总体而言，本工程地势起伏较大，基坑支护结构根据周边环境条件主要采用两种形式：北侧区域采用土钉墙放坡+泄水孔方案;南侧区域采用双排桩+桩间旋喷桩止水方案，最终基坑如图1所示。

4 基坑监测方案（表2）

由于基坑面积大、开挖较深，周边环境保护要求较高，须在施工过程中进行监测，全面了解支护结构和周边环境状况，根据监测结果指导施工。本基坑环境保护等级定为二级，监测等级定为二级。

4.1 监测内容和频率

根据本工程施工的特点、周边环境特点及设计的常规要求，监测主要分两大类内容。

（1）周边环境主要监测项目 坑壁土体深层水平位移;基坑周边地表竖向沉降;基坑外侧地表裂缝（如有）;临近建（构）筑物沉降、水平位移、倾斜和裂缝（如有）;临近地下管线水平及竖向位移。

监测阶段：开挖前及开挖阶段。

（2）支护体系主要监测项目 支护体系观察;支护结构（边坡）顶部竖向、水平位移;支护结构裂缝;支护结构深层水平位移（测斜）;基坑内外地下水位;基坑底部位移和隆起量。

监测阶段 除地下水外，其余仅需开挖阶段监测。

（3）监测频率 土方开挖前，基坑监测频率为1次/周，且总次数≥2次，从基坑开始开挖至地下室回填完成，双排桩和土钉墙区域1次/d。

如遇暴雨、围护结构变形量达报警值或平均变形速率大于2mm/d时，频率应加密至不少于2次/d，且应对工况实施情况进行跟踪监测，并及时通报。

4.2 监测预警值

参建各方建立突发情况应急预案，提高对突发情况的应对和处理能力，保证基坑开挖安全[1]。

2）基坑监测预警值取控制值的80%，当监测变化速率达到表中规定值或者连续3d超过该值的70%时应报警。

3）达到报警值，应立即停止，进行分析并采取相应措施。

5 结 论

根据工程设计和地质勘察情况，结合项目周边情况，形成了安全稳定、经济合理的“双排悬臂桩+土钉墙放坡”基坑支护方案，并根据基坑支护方案及周边情况，制定了基坑监测方案。

在深基坑施工过程中，施工开挖时序必须与设计要求一致，遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，确保深基坑施工安全。

参考文献：

[1]洪选华，侯泽辉，黎伟.基坑开挖对邻近桩基的影响及数值分析[J].广州建筑，2019，47（1）：11-14.