摘要：在深圳市填海造陸地區(qū)的深基坑支護(hù)工程，因填筑材料、填筑方法、地基處理效果、基坑支護(hù)形式的不同，均存在不同程度的風(fēng)險、個別嚴(yán)重的甚至造成了質(zhì)量安全事故。本文介紹了正在建設(shè)中的深圳灣體育中心深基坑支護(hù)工程，場地內(nèi)填土層的成分、厚度和淤泥層的厚度、性狀差異很大，針對不同的地質(zhì)條件采取了不同的支護(hù)形式；特別是在北側(cè)深厚淤泥層段的格柵狀水泥攪拌樁重力式擋墻，墻頂水平位移累積量平均值達(dá)275.5mm，遠(yuǎn)超過了設(shè)計控制值，且在施工過程中也多次發(fā)生了險情并及時采取了加固措施。
　　關(guān)鍵詞：填海造陸地區(qū)，深基坑，險情
　　
　　1引言
　　 深圳市地處沿海，從改革開放初期開始就大面積開山填海，如福田保稅區(qū)、鹽田港、壩光化工基地、深港西部通道、后海灣、深圳灣、前海灣、大鏟灣港區(qū)、銅鼓航道、寶安中心區(qū)、深圳機場等，填海造陸面積超過50km2。填海造陸因填筑材料、填筑方法的差異，給基坑支護(hù)工程造成不少的麻煩。
　　 在深圳市深基坑工程管理規(guī)定中[1]，深基坑是指開挖深度超過5.0m（含5.0m）或者深度未超過5.0m但地質(zhì)條件和相鄰設(shè)施較復(fù)雜的基坑。按照這這一規(guī)定，填海造陸地區(qū)的基坑均屬于深基坑范疇。在填海造陸地區(qū)的地鐵基坑、建筑基坑或地下溝槽開挖，大部分的基坑（槽）都發(fā)生過險情，以至于釀成事故。深圳地鐵一號線續(xù)建工程5標(biāo)段南明挖段（鯉魚門～新安區(qū)間段），位于前海填海區(qū)，2009年3月9日，大量淤泥突然沖入在建基坑內(nèi)，深約10余米的基坑內(nèi)全部填滿淤泥，所幸無人員傷亡[2]。位于后海灣填海區(qū)的某基坑，基坑開挖深度約5.0m，坑底附近已出露淤泥，采用放坡、或水泥攪拌樁重力擋墻支護(hù)，基坑開挖期間地面裙樓部分的預(yù)應(yīng)力管樁先期施工，隨著基坑開挖地面出現(xiàn)開裂，管樁幾乎全部傾斜；鄰近的某工程，基坑深度約2.0～5.0m，采用預(yù)應(yīng)力管樁作為排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，曾發(fā)生了大范圍淤泥滑動，滑動范圍約100m，致使管樁傾倒甚至折斷。鄰近的深港西部通道深圳側(cè)接線工程后海濱路東段，位于早期填筑的海堤及新近填海區(qū)，地道基坑南側(cè)采用雙排樁支護(hù)、北側(cè)采用放坡形式，2005年7月，北側(cè)基坑發(fā)生滑坡，大量的淤泥及填土沖向南側(cè)，遇到排樁后翻卷，將坑內(nèi)樁機淹沒，所幸無人員傷亡。在建的深圳灣體育中心位于后海灣填海區(qū)，在基坑開挖期間也發(fā)生了類似險情。
　　2工程概況及地質(zhì)條件
　　深圳灣體育中心為2011年在深圳舉辦的第26屆世界大學(xué)生運動會的足球預(yù)賽、乒乓球決賽、游泳訓(xùn)練比賽場地，項目總用地面積30.73萬m2，總建筑面積25.6萬m2，采用鋼結(jié)構(gòu)+框架結(jié)構(gòu)，體育館、體育場及游泳館為地上2層地下1層。
　　場地原始地貌為淺海海灘區(qū)，東部有大沙河流入深圳灣，后經(jīng)人工填海形成陸域，現(xiàn)地面高程3.94～13.04m。基坑底面積約10.5萬m2，周長約1570m。建筑物±0.00相當(dāng)于絕對高程7.50m，基坑底相對高程為-9.10m（坑底為淤泥區(qū)考慮換填500mm厚的磚渣，坑底相對高程為-9.60m），基坑開挖深度6.1～8.6m。
　　 2.1主要地層巖性特征
　　場地內(nèi)主要分布有人工填土、淤泥、粉質(zhì)粘土、含粘性土粗（礫）砂、礫質(zhì)粉質(zhì)粘土，下伏基巖為燕山晚期粗粒花崗巖。現(xiàn)分述如下：
　　人工填土層，褐紅、褐灰色，主要成分為粘性土、淤泥，含磚塊、碎（塊）石、混凝土塊，局部地段有填砂層、填石層，松散狀態(tài)，層厚1.0～24.6m。
　　淤泥（淤泥質(zhì)粘土），灰、深灰、灰黃色，見有貝殼碎片，下部不均勻含粗礫砂，具腥臭味，有機質(zhì)含量不均勻，為2.28～9.89%，流塑狀。個別鉆孔缺失，層厚0.3～15.9m。
　　粉質(zhì)粘土，褐紅、灰白色，局部砂質(zhì)組分含量高，可塑。局部鉆孔內(nèi)有揭露，層厚0.4～3.8m。
　　含粘性土粗（礫）砂，褐黃、灰白色，砂為石英質(zhì)，次棱角～次園狀，分選差，粘性土含量不均勻，稍密～中密狀，局部鉆孔內(nèi)揭露，層厚0.3～5.0m。
　　礫質(zhì)粉質(zhì)粘土，灰白、褐紅、灰紫色，由粗粒花崗巖風(fēng)化殘積而成。
　　2.2基坑范圍內(nèi)填土及淤泥的分布特征
　　 場地北側(cè)濱海大道及東側(cè)沙河西路先期填筑，特別是沙河西路填筑土路后，場地曾作為余泥渣堆場，從場地東部、北部分別向西部、南部逐漸無序堆填，原海底淤泥也逐漸向西、向南推擠。后來，場地西側(cè)的科苑南路、南側(cè)的環(huán)北路填海筑路；同時本地塊場地稍做平整后進(jìn)行堆載預(yù)壓處理。基于上述陸域形成過程，場地內(nèi)的填土和淤泥的分布及性狀差異極大。
　　根據(jù)基坑周邊各鉆孔所揭露的填土、淤泥的厚度及性狀，大致將基坑分為東區(qū)和西區(qū)，見圖1所示。東區(qū)填土層厚、淤泥薄且性狀好，而西區(qū)的填土薄、淤泥厚且性狀差。
　　
　　 根據(jù)基坑西區(qū)坑周34個鉆孔資料統(tǒng)計，填土厚度1.0～10.0m，平均厚度5.3m；淤泥層厚度3.7～15.0m，平均厚度7.8m，即坑壁和坑底均有淤泥出露，坑底以下殘留淤泥厚度平均為4.0m，基坑開挖后樁基施工需采取換填措施。淤泥最厚的位置位于基坑南側(cè)中部的zk228鉆孔，厚達(dá)15m，而填土層厚度僅1.0m，屬堆載預(yù)壓過程中的擠淤形成的淤泥包。基坑北側(cè)局部鉆孔內(nèi)可見到淤泥頂或填土頂分布有1.1～2.2m的填砂層；基坑西側(cè)、西南側(cè)填土層大面積含有填石層，厚度為0.3～6.8m。淤泥的含水量平均值為61.9%，是本地塊淤泥性狀最差的區(qū)域。
　　 根據(jù)基坑?xùn)|區(qū)坑周44個鉆孔資料統(tǒng)計，填土厚度8.3～23.0m，平均厚度為15.7m；淤泥層厚度0.0～7.2m，平均厚度1.8m；即坑壁和坑底均為填土層。基坑南側(cè)東段填土層中局部分布有厚達(dá)4.7～14.0m的填石層，基坑?xùn)|側(cè)、東北側(cè)填土層中也含大量的填石、填砂層。在早期從東向西、從北向南填筑過程中，淤泥被擠壓，殘留淤泥厚度很薄甚至全部擠走，而且殘留淤泥在深厚填土的自重作用下，淤泥性狀大為改善，該區(qū)域淤泥因固結(jié)失水成為淤泥質(zhì)粘土。
　　2.3地下水
　　 基坑開挖深度范圍內(nèi)，地下水主要是賦存在人工填土層中的孔隙潛水，及填石層、填砂層（原來的砂墊層）的空隙中。地下水主要受大氣降雨垂向補給和側(cè)向滲入補給，與深圳灣海水有較強的水力聯(lián)系。
　　3基坑支護(hù)工程設(shè)計
　　 基坑西側(cè)、南側(cè)距離市政道路超過20.0m遠(yuǎn)，基坑北側(cè)、東側(cè)空曠，但是基坑?xùn)|側(cè)中段與體育場看臺預(yù)應(yīng)力管樁（將先期施工）相鄰，因此僅東側(cè)中段的變形需要嚴(yán)格控制。
　　 根據(jù)地質(zhì)條件及周邊環(huán)境，基坑西區(qū)坑壁因淤泥層深厚，采用上部放坡下部格柵狀水泥攪拌樁重力式擋墻，由12排（局部14排）水泥攪拌樁形成擋墻，見圖2所示。水泥攪拌樁采用四攪四噴工藝，水泥用量大于70kg/m，外加劑為三乙醇胺，摻入比0.03%，水泥土28天齡期的單軸極限抗壓強度不小于1.0MPa。擋土側(cè)的3排攪拌樁，每排隔樁插入長8.0m的Φ48δ3.0鋼管,以提高墻體的抗剪抗彎能力;水泥攪拌樁成樁后在樁頂每排隔樁插入Φ16長1.0m的鋼筋，與墻頂現(xiàn)澆200mm厚混凝土板（內(nèi)配φ8@200雙向鋼筋網(wǎng)）相連接。
　　
　　 基坑?xùn)|區(qū)填土層深厚，與體育場看臺預(yù)應(yīng)力管樁相鄰的東側(cè)中段采用Φ1000@2000沖孔灌注樁懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)；其余區(qū)段采用放坡形式，坡率1:1.2（局部1:1.5），坡面插短筋掛φ6@250雙向鋼筋網(wǎng)噴射C20混凝土厚80mm護(hù)面。
　　 基坑西區(qū)基坑土方開挖過程中，要求嚴(yán)格分層、分段開挖，嚴(yán)禁大面積一次開挖到底，尤其在淤泥層須控制開挖速度。
　　4變形觀測結(jié)果及分析
　　 因基坑面積大，土方開挖量超過70萬m3，且工期要求緊，基坑周邊水泥攪拌樁、沖孔樁施工期間，基坑中部的土方隨即開挖。在基坑西區(qū)開挖時，曾發(fā)生了兩次淤泥滑動、地表開裂現(xiàn)象，滑動范圍大于60m。為確保基坑南側(cè)西段安全，將支護(hù)形式變更為Φ1000@2000沖孔樁懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)，樁間布設(shè)2根Φ700單管旋噴樁。
　　 設(shè)計要求：基坑?xùn)|側(cè)中段（即與體育場看臺預(yù)應(yīng)力管樁相鄰段）的水平位移按0.5%H控制，其余區(qū)段水平位移按1.0%H控制，H為基坑開挖深度。
　　 表1～表3列出了坑頂水平位移觀測結(jié)果[3]，觀測點布設(shè)見圖1所示。
　　表1排樁支護(hù)段坑頂水平位移觀測結(jié)果

　　表2放坡段坑頂水平位移觀測結(jié)果

　　表3水泥攪拌樁重力式擋墻段坑頂水平位移觀測結(jié)果

　　 從表1～表3得知，不同的支護(hù)形式、地質(zhì)條件不同，其水平位移差異極大。表1中，S22～S24等3個點布設(shè)在基坑?xùn)|側(cè)中段，即與體育場看臺預(yù)應(yīng)力管樁相鄰段的排樁冠梁上，該段基坑直立開挖深度7.6m，水平位移為0.5～32.9mm；S43～S48等4個點布設(shè)在基坑西南側(cè)懸臂樁冠梁上，該段基坑沖孔樁懸臂段2.1～4.1m，水平位移值為5.5～10.7mm。
　　 表2為基坑?xùn)|區(qū)放坡開挖段坑頂水平位移觀測結(jié)果，表中S15～S21等7個點布設(shè)在基坑?xùn)|北部，基坑深度6.45～8.1m，坡率1:1.2～1:1.5，水平位移量為29.6～75.3mm；S25～S41等14個點布設(shè)在基坑?xùn)|南部放坡段，基坑深度6.1～6.4m，坡率1:1.2，水平位移量為0.8～60.6mm。放坡段均為深厚填土，水平位移的差異應(yīng)與填土的成分特別是淤泥包有關(guān)。
　　 表3為基坑西區(qū)深厚淤泥區(qū)格柵狀水泥攪拌樁重力式擋墻墻頂?shù)乃�平位移觀測結(jié)果。表中S1～S12等12個點布設(shè)在基坑北側(cè)擋墻頂，該段基坑深8.6m，淤泥厚度5.4～12.6m，上部3.0m按1:3放坡，下部5.6m為攪拌樁重力式擋墻，墻頂水平位移量為12.8～592.6mm，平均值為275.5mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計控制值。該段中部基坑在擋墻施工完成后，墻頂以下5.6m的軟土層（主要是淤泥層）曾試一次開挖到底，結(jié)果造成墻頂位移迅速增大，坑頂?shù)乇懋a(chǎn)生大裂縫，最大縫寬約100mm，后采取卸載且在擋墻頂迎土側(cè)增加一排微型樁（內(nèi)插20a工字鋼）補救措施。在后期的多次強降雨期間，水平位移量均顯著增加，最大曾達(dá)216mm，停雨后水平位移又漸趨穩(wěn)定。
　　表3中S50～S55等6個點布設(shè)在基坑西側(cè)擋墻頂，該段基坑深7.6m，場地平整后填土層約1.5m，淤泥層厚4.7～8.3m，基坑上部2.0m按1:1放坡，下部5.6m為攪拌樁重力式擋墻，墻頂水平位移量33.0～190.0mm，平均值為86.1mm，與設(shè)計控制值吻合。
　　擋墻開挖揭露顯示，在填砂層中和以粘性土為主的填土層中，攪拌樁成樁效果明顯優(yōu)于淤泥層中的成樁效果。在淤泥層中，攪拌樁樁體呈千層餅狀，特別是臨空側(cè)樁體在日曬雨淋作用下常崩解，墻頂水平位移過大時，北側(cè)墻體有幾處發(fā)生了1～3排樁體折斷，后又采取了插鋼管+掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)面措施，以加強擋墻的整體性。
　　5結(jié)語
　　 填海造陸地區(qū)因地質(zhì)條件復(fù)雜，深基坑開挖常遇到不少麻煩。文中提及的深圳灣體育中心基坑工程，周邊環(huán)境條件較好，基坑支護(hù)形式主要是放坡、水泥攪拌樁重力式擋墻，東側(cè)中段和西南側(cè)采用排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)。深厚填土區(qū)段放坡，坑壁穩(wěn)定，坑頂水平位移因填土成分不同而有差異。深厚淤泥區(qū)段的擋墻，墻頂水平位移差異極大，且位移量也較大，施工中也發(fā)生了不少險情。
　　 在填海造陸地區(qū)，淤泥含水量高，土和水中含鹽量高，水泥攪拌樁成樁效果較差，這些問題都需要在成樁工藝、膠凝材料配合比方面予以解決。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]深圳市建設(shè)局關(guān)于印發(fā)《深圳市深基坑工程管理規(guī)定》的通知,文號:深建規(guī)[2009]3號,2009年5月11日.
　　[2]深圳地鐵一號線續(xù)建工程發(fā)生大面積塌方.南方都市報,2008年3月11日.
　　[3]深圳市工勘巖土工程有限公司,華潤深圳灣體育中心基坑支護(hù)工程監(jiān)測報告.