[发明专利]软土地基复杂深基坑阶梯式组合支护方法

说明书

技术领域

本发明涉及地基中深基坑支护方法，尤其涉及低渗透性、高含水率软土地基中，大型工业生产线设备基础的复杂深基坑的组合支护设计、施工方法。 

背景技术

大型工业生产线项目，由于生产原料及产品交通运输需要，选址一般靠近江、河入海口、沿海软土(包括吹填区)区。这种基坑的典型特征是地基软弱，含水率高，渗透系数小，无法常规降水，基坑平面面积大、不规则，基底深且标高层次多，无法分解成单一独立的地下空间，简单的支护布置无法满足基坑开挖及基础施工需要。软土地基复杂深基坑的支护问题，一直是广大工程技术人员探讨的技术难题之一。国内外常用的控制措施主要有：1)降水，大面积放坡开挖；2)将地下部分分解成相对独立的地下空间，采用支护方式先深后浅逐个施工；3)外围设置超深支护结构体+内支撑刚性支护，基坑内采用放坡开挖。常规做法的利弊主要表现在：大型工业生产线设备基础体量大、埋深深、基础平面不规则及标高变化复杂，很难保证设备基础高低差变化处基础结构的施工要求，同时大范围刚性支护造价高，内支撑密集对开挖后基础结构施工影响大，支护费用高，基坑土方超挖、超回填，工程总体部署受限，工期长总成本高。 

发明内容：

本发明旨在解决现有技术的局限，提供一种软土地基复杂深基坑阶梯式组合支护设计、施工方法。本发明充分利用地基土的加固改良及阶梯式组合支护，通过合理利用基坑的时空效应合理组织分层分块挖土，分块跳仓施工基础结构，有效解决了高含水率软土地基无降水情况下复杂深基坑的问题，节约了工期，降低了工程造价。 

本发明是这样实现的：一种软土地基复杂深基坑阶梯式组合支护方法， 所述支护方法包括如下步骤： 

步骤一：复杂基础平面、空间环境分析、归并建立三层阶梯式支护模型； 

步骤二：地基土质工程参数及支护案例调查，建立支护结构计算模型； 

步骤三：阶梯式组合支护结构验算、调整； 

步骤四：支护结构施工及基坑土体加固施工； 

步骤五：分层分块土方开挖、分块分层结构施工； 

所述的软土地基复杂深基坑阶梯式组合支护方法，其特征在于：所述步骤一包括对地下基础结构平面、标高变化、周边建(构)筑物、管线的平面位置及埋深进行图纸放样；将基坑不同深度归并成浅、中、深三层支护深度(开挖深度)，分别为4～6m、8～10m、12～15m(具体支护深度根据基础结构主要基底面确定)，在深度方向形成三层阶梯式支护模型；该模型建立从施工的角度出发，主要依据设备基础分块施工部署、基坑土方开挖的部署，以加快基础施工为目的。同时确定基坑变形控制要求。 

所述的软土地基复杂深基坑阶梯式组合支护方法，其特征在于：所述步骤二包括对软基土渗透系数、土工性能进行调研，对地勘报告中原始数据进行判断、选取；对用于地基加固的水泥搅拌桩进行原位试桩、试验，确定加固后土工参数及土体改良的可靠度；对当地相似土质条件下支护案例进行调查分析。 

a对于地基含水率40～90％，渗透系数＞1.0×10^-5cm/s，可考虑利用井点进行疏干降水，根据地勘报告及相应计算、试验获取相对准确的加固后土工参数； 

b对地基含水率40～90％，渗透系数1.0×10^-7cm/s，天然孔隙比e＞1.5，压缩系数α＞1.0Mpa^-1，无法常规降水且土质软弱，需对地基土进行改良加固，可选用深层水泥搅拌桩加固，并进行原位试桩、试验，确定水泥搅拌桩工艺参数，推算加固土体养护周期，与整体施工部署顺序、工期进行协同调整，确定预期的加固后土工参数； 

c充分调查当地近似地质条件，确定支护结构参数及加固改良土体抗力等参数。 

d确定三层阶梯式支护结构布局、深度、支撑形式，确定土体加固范围、 基底加固厚度、加固排桩形式，建立阶梯式支护结构计算模型。-12m～-15m范围坑中坑支护可选用深层水泥搅拌桩内套设钻孔灌注桩排桩支护，冠梁支撑或钢支撑，形成稳定内核；-8m～-10m左右范围中层坑，面积较大，可选用钢板桩+内支撑或SMW工法桩+内支撑支护，形成了稳定可靠的中层支撑体系；-5m～左右选用水泥搅拌桩重力式挡墙，作为阶梯式外围支护结构，形成稳固的无内撑支护体系。