孔劍華

(杭州市勘測設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州 310012)

二道內(nèi)支撐方案在三層地下室基坑支護(hù)中的應(yīng)用
——杭州市弄口大酒店地下室基坑支護(hù)實(shí)例分析

孔劍華?

(杭州市勘測設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州 310012)

介紹了杭州市弄口大酒店地下室基坑支護(hù)工程實(shí)例，該工程為三層地下室，基坑大面積開挖深度基本達(dá)到13.3m，地處浙江杭州主城區(qū)，為典型的錢塘江沖積平原地貌。本工程綜合考慮土質(zhì)、環(huán)境及用地紅線等問題，基坑支護(hù)采用上部土釘，下部二道內(nèi)支撐，同時結(jié)合深井降水的設(shè)計(jì)思路，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，對類似工程具有借鑒意義。

基坑；土釘；內(nèi)支撐；自流深井；降水

1 工程概況

杭州市弄口大酒店工程位于杭州市弄口村內(nèi)，站前北路西側(cè)，東方商城西南側(cè)?；诱嫉孛娣e約7 500 m2，整個基坑設(shè)三層地下室，主體采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，工程樁采用鉆孔灌注樁。本工程±0.000相當(dāng)于黃海高程6.600，場地自然地面高程在6.000 m左右，則場地內(nèi)自然地面相對標(biāo)高為-0.600 m(以下均指相對標(biāo)高)。設(shè)計(jì)中考慮道路標(biāo)高的影響。地下室底板墊層底標(biāo)高-12.550 m，承臺墊層底標(biāo)高-13.900 m，設(shè)計(jì)開挖深度為13.300 m。

基坑周邊距離用地紅線較近，整體場地放坡空間不大。東側(cè)已建站前路，路下有市政管線，在紅線內(nèi)地下有電纜沿基坑分布；場地南側(cè)已建麥廟路；場地的西側(cè)為規(guī)劃道路及鐵路中學(xué)操場及已建高層公寓；北側(cè)已建高層，設(shè)一層地下室?；又苓叚h(huán)境情況如圖1所示。

圖1 基坑周邊環(huán)境示意圖

場地涉及基坑開挖土層主要為表層填土、開挖深度內(nèi)粉土、坑底及下步淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，該場地地質(zhì)情況如表1所示。場地淺部地下水為孔隙潛水，主要受大氣降水和地表水補(bǔ)給，勘察期間于鉆孔測得地下水位埋深為1.10 m～2.30 m。動態(tài)變化幅度1.50 m。

土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 表1

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)思路

本工程基坑規(guī)模較大，開挖深度較深，周圍環(huán)境條件苛刻。基坑占地面積約7 500m2，總延長米約401m，大面積挖深13.30m，局部電梯井開挖深度達(dá)14.85m；基坑周邊環(huán)境比較復(fù)雜，可放坡空間極為有限，基坑兩側(cè)臨路，道路下有較多市政管線，特別是場地東側(cè)部分高壓電纜進(jìn)入場地圍墻，局部占用紅線內(nèi)場地，進(jìn)一步造成基坑支護(hù)的困難。用地紅線距離基坑側(cè)壁較近，基本為8m～10m，僅西北側(cè)紅線與基坑側(cè)壁距離較為寬松，其寬度達(dá)18m以上，但考慮到整個場地僅西北側(cè)可以設(shè)置施工堆場等因素，因此西北側(cè)基坑側(cè)壁放坡空間實(shí)際也很有限，且堆載和車輛荷重較為集中。以上因素決定了本基坑工程等級為一級基坑，支護(hù)形式安全度要求很高，總體需要采用內(nèi)支撐的方案。本工程實(shí)際采用了鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐的方案，此方式造價和對周邊環(huán)境的影響較地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐方式低廉，安全度較SMW工法樁高(考慮到本工程為三層地下室，工期，地下室施工工期長，采用工法樁型鋼租賃期在一年以上，實(shí)際工程造價不會低于鉆孔灌注樁方案)。

本場地影響基坑開挖的主要土層為開挖深度內(nèi)的深厚粉土層以及坑底以下深厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，且本工程的一個極為顯著的特點(diǎn)是基坑底部基本就是粉土層和淤泥質(zhì)土層的分界處。

基坑開挖深度內(nèi)的土層，基本為力學(xué)性質(zhì)和透水性良好的粉土層，但如果不對粉土層進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕邓畡t意味著水土分算的總側(cè)向土壓力很大，因此就這一角度而言，能夠降水則能大大減小由地下水所產(chǎn)生的側(cè)向壓力。另一方面場地土層在降水后力學(xué)性質(zhì)進(jìn)一步提高，可采用土釘?shù)戎ёo(hù)形式，不但造價低廉，而且施工快捷。綜合場地周邊環(huán)境條件，本工程只能控制性地適當(dāng)降水，否則可能對周邊環(huán)境的影響過大；另一方面本工程基坑側(cè)壁大部分地段距離紅線僅8 m～10 m，這一因素限定了土釘可采用的長度，考慮到土釘墻墻面本身需要一定的放坡坡度，因此土釘長度基本被限定在6 m以內(nèi)。綜合以上因素，本工程采用了較為折中的支護(hù)方式，即基坑上部4.5 m范圍采用6 m長度的土釘墻進(jìn)行支護(hù)，其余下部8.8 m采用鉆孔樁加二道內(nèi)支撐的支護(hù)形式，樁外側(cè)采用三軸水泥攪拌樁作為止水帷幕，基坑外側(cè)采用自流深井進(jìn)行控制性降水，以滿足土釘施工的要求。這一形式滿足了安全性的要求，同時降低了基坑側(cè)向土壓力，降低了工程造價，提高施工速度，并且也保證了土釘不超紅線的要求。具體剖面支護(hù)形式如圖2所示。

圖2 基坑支護(hù)典型剖面

其次，本工程場地土層的一個特點(diǎn)是坑底以下為深厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，且深度13.3 m的坑底處即為粉土層和淤泥質(zhì)土層的分界處。就坑底淤泥質(zhì)土層而言，本工程一方面需要提高坑底土層的力學(xué)性質(zhì)以提高被動土壓力，另一方面需要減少坑底土層的變形，因此需要適當(dāng)?shù)貙觾?nèi)側(cè)坑底被動區(qū)土層進(jìn)行加固，本工程采用三軸水泥攪拌樁進(jìn)行坑底土層加固，豎向加固范圍為三層地下室底板以下4.5 m，此加固范圍不但加固效果良好，且能方便靠近基坑側(cè)壁處基礎(chǔ)承臺及地梁的開挖，具體平面布置形式如圖3所示。

圖3 坑底加固樁平面布置形式

由于本工程基坑底部正好位于粉土層及淤泥質(zhì)土層分界處，也即為透水層和弱透水層的分界面，這一特點(diǎn)導(dǎo)致坑底附近降水極為困難，而一旦坑底無法進(jìn)行有效降水，則因?yàn)榉弁梁滋奶匦远鵁o法開挖承臺，因此坑底需要加強(qiáng)降水，僅僅依靠坑內(nèi)自流深井是無法有效抽干基坑底部粉土層中的液態(tài)水，需要采用具有一定真空壓力的吸水設(shè)備。如果采用普通的井點(diǎn)管抽水則由于存在排水總管而布置困難，用量很大，并且對坑底施工行走造成很大困難。本工程采用構(gòu)造簡單的簡易型自吸泵，每個自吸泵帶2～3根吸水管，按承臺布置，并且在承臺磚胎膜固化后即可移除，不但節(jié)約成本且方便施工，使用極為靈活，起到了很好的效果。

3 基坑支護(hù)監(jiān)測及施工介紹

為確保施工的安全和開挖的順利進(jìn)行，在整個施工過程中進(jìn)行了全過程監(jiān)測，實(shí)施信息化施工。現(xiàn)場監(jiān)測對深基坑的土方開挖和地下室施工的安全至關(guān)重要，只有進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測，才能及時獲取基坑開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍土體的受力與變形情況，掌握基坑開挖對周圍環(huán)境的影響，對地下室施工的順利及時提供指導(dǎo)作用。本工程共設(shè)置深層土體側(cè)向位移監(jiān)測點(diǎn)14個(孔深45m)，地下水位監(jiān)測點(diǎn)14個，支撐軸力監(jiān)測點(diǎn)22組，另在基坑坡頂、周邊路面、圍墻(每隔20m一只)和臨設(shè)(角點(diǎn)處)設(shè)置若干沉降觀測點(diǎn)。監(jiān)測預(yù)警值設(shè)定如下:水平累計(jì)位移達(dá)55mm，或日位移速率連續(xù)3天大于3mm/d，或者單日位移量超過5mm；地下水位日變化超過50 cm；地表沉降累計(jì)超過2 cm。

本工程在拆除第一道支撐之前(第二道支撐已拆除)的實(shí)測最大位移為51.18 mm；在支撐完全拆除后的位移在34.16 mm～59.87 mm之間，其中僅2個測斜孔的位移量略微超55 mm的預(yù)警值?；訙y斜、水位等數(shù)據(jù)均符合設(shè)計(jì)預(yù)期。

4 小 結(jié)

對本基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、監(jiān)測及施工，總結(jié)如下:

(1)在粉土地層中開挖基坑，降水很重要，降水后能大幅減少水壓力對基坑側(cè)壁的影響，減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體受力，經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益顯著；并且由于降水后粉土力學(xué)性質(zhì)進(jìn)一步提高，自立性良好，十分有利于采用土釘墻方式支護(hù)，此支護(hù)方法技術(shù)成熟，造價低廉，施工快捷，因此在環(huán)境條件(包括紅線問題)允許的前提下應(yīng)盡可能考慮此方法作為基坑支護(hù)的手段。

(2)對于類似三層地下室的基坑，應(yīng)盡可能減少支撐道數(shù)，因?yàn)槊恳坏乐螌Φ叵率沂┕さ挠绊懚己艽?，不但影響基坑?nèi)施工的空間，而且支撐的養(yǎng)護(hù)和鑿除都對工期造成很大影響，因此有條件的基坑在淺部采用土釘支護(hù)不失為一個好的方法。

(3)對于坑底為透水層和弱透水層分界面的基坑，自流深井無法有效抽干坑底附近的地下水，需采用有真空吸力的吸水設(shè)備，自吸泵布置靈活，效果良好，相比傳統(tǒng)的井點(diǎn)管有較大優(yōu)勢。

[1] 劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[2] DB33-2000.建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 蘇宏陽，酈鎖林.基礎(chǔ)工程施工手冊[M].北京:中國計(jì)劃出版社，2002.

[4] 孔劍華，朱安寧.預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)合土釘、內(nèi)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用——杭州濱江慶春大廈地下室基坑支護(hù)實(shí)例分析[J].城市勘測，2005(4).

[5] 楊柳鈁，朱安寧.土釘技術(shù)在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用——蕭宏大廈地下室基坑支護(hù)實(shí)例分析[J].城市勘測，2006(5).

Application of A Scheme of Two Braced Cuts in Three Layers Basement’s Bracing of Foundation Pit——Analysis on the Basement’s Bracing of Foundation Pit of Hangzhou Nonkou Hotel

Kong Jianhua
(Hangzhou Investigation and Design Institute，Hangzhou 310012，Zhejiang)

An instance of the basement’s bracing of foundation pit of Hangzhou Nonkou hotel was descried in this article.The engineering is three layers basement，whose general excavation depth is 13.3meters，it is located in the core district of Hangzhou，and it is the typical alluvial plain landscape of Qiantang River.The soil quality，environmental and land red linewere taken into account in this engineering，a design concept of the upper portion of the foundation pitusing soil nail，the underpants using two braced cuts in combination with the deep well for dewatering was adopted，which had obtained good technical and economic benefits，and could be reference for similar engineering.

foundation pit；soil nail；braced cuts；artesian deep well；dewater

1672-8262(2013)04-173-04

TU753.1

B

2013—03—20

孔劍華(1955—)，男，高級工程師，長期從事巖土工程設(shè)計(jì)、施工和技術(shù)管理工作。