王景廣

(1.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院,山東 濟(jì)寧 272100； 2.山東省華魯工程總公司,山東 濟(jì)寧 272100)

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某基坑支護(hù)項目設(shè)計及施工體會

王景廣1,2

(1.山東省魯南地質(zhì)工程勘察院,山東 濟(jì)寧 272100； 2.山東省華魯工程總公司,山東 濟(jì)寧 272100)

本文以濟(jì)寧某深基坑為例，介紹了基坑支護(hù)設(shè)計方案的確定及施工時根據(jù)具體情況進(jìn)行的相應(yīng)調(diào)整。通過本工程設(shè)計實例，希望能為各位同仁在今后的基坑支護(hù)工程設(shè)計、施工提供相應(yīng)參考。

基坑；支護(hù)；設(shè)計；施工

1 項目概況

某工程位于濟(jì)寧市市中區(qū)太白路以北，劉莊路以南，琵琶山路以西，太東大市場以東繁華地帶，該項目規(guī)劃用地面積12.98公頃，設(shè)計開發(fā)建筑面積73.17萬平方米，其中地上總建筑面積59.57萬平方米，地下總建筑面積13.6萬平方米。該工程共劃分為6個地塊，基坑最深處為11.7 m。總包單位為中國建筑第八工程局有限公司，我單位承攬了該項目的基坑支護(hù)與降水的設(shè)計及施工任務(wù)。

2 場地地層情況

根據(jù)巖土工程勘察報告，場地地質(zhì)條件分述如下。①雜填土：灰黃色或雜色，以建筑垃圾、碎磚為主，層厚0.40～3.10 m，平均1.28 m； ②黏土：灰黑色或暗褐黃色，含姜石3%～5%，層厚0.30～2.10 m，平均0.94 m；③粉土：黃褐色，層厚0.20～2.80 m，平均1.13 m；④粉質(zhì)黏土：灰黑色～灰黃色，厚1.10～5.80 m，平均3.01 m；⑤粉土：土黃色，稍濕～濕，夾粉質(zhì)黏土和粉細(xì)砂薄層，層厚0.40～3.70 m，平均1.69 m；⑥中細(xì)砂：褐黃色，成分以石英、長石為主，層厚0.20～4.30 m，平均1.61 m；⑦粉質(zhì)黏土夾黏土：黃褐色夾棕黃色，以粉質(zhì)黏土為主，夾較多黏土，含姜石5%～10%，粒徑10～20 mm，層厚0.30～5.30 m，平均2.49 m；⑧粉土：黃褐色，很濕，以粉土為主，夾少量粉質(zhì)黏土或中細(xì)砂薄層，層厚0.40～4.20 m，平均1.41 m；⑨中細(xì)砂：褐黃色，砂質(zhì)較純，級配較好，成分以石英、長石為主，層厚0.40～4.30 m，平均1.95 m；⑩粉質(zhì)黏土夾黏土：棕黃色夾黃褐色，含姜石5%～15%，粒徑10～50 mm，局部姜石密集，層厚7.70～16.60 m，平均13.81 m。

3 基坑支護(hù)設(shè)計方案及要求

依據(jù)山東省濟(jì)寧地質(zhì)工程勘察院提供的施工圖紙，本工程基坑支護(hù)設(shè)計主要有以下支護(hù)單元。

3.1 AB、CD段

基坑開挖深度7.90 m，上部3.00 m為土釘墻支護(hù)，放坡系數(shù)1∶0.3，布一道土釘，水平、豎向間距均為1.50 m，土釘長度為6.0 m，桿體材料選用HRB335 ?20 mm鋼筋，鉆孔傾角15°，鉆孔孔徑130 mm，噴射混凝土面層鋼筋網(wǎng)采用HPB300 ?6.5 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚度為60 mm，坡底留0.6 m臺寬作為支護(hù)樁施工工作面，支護(hù)樁采用樁徑700 mm長螺旋鉆孔灌注樁，樁間距1.4 m，設(shè)錨索一道，水平間距1.40 m，豎向間距為4.20 m，錨索長度為15.0 m，自由段為6.0 m；同層相鄰鉆孔傾角為15°或20°，鉆孔孔徑均為150 mm?；娱_挖后，冠梁以下樁間土用鋼絲網(wǎng)噴護(hù)，噴射C20砼厚度60 mm。

3.2 BC、GH、JK段

基坑開挖深度分別為9.50 m，9.90 m，9.70 m，上部3.00 m為土釘墻支護(hù)，放坡系數(shù)1∶0.3，布一道土釘，水平、豎向間距均為1.50 m，土釘長度為6.0 m，桿體材料選用HRB335 ?20 mm鋼筋，鉆孔傾角15°，鉆孔孔徑150 mm，噴射混凝土面層鋼筋網(wǎng)采用HPB300 ?6.5 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚度為60 mm，坡底留0.6 m臺寬作為支護(hù)樁施工工作面，支護(hù)樁采用樁徑700 mm長螺旋鉆孔灌注樁，設(shè)錨索兩道，水平間距1.40 m，豎向間距分別為4.20 m、2.80 m，錨索長度自上而下分別15.0 m、12.0 m，自由段分別為5.0 m、5.0 m；同層相鄰鉆孔傾角為15°或20°，鉆孔孔徑均為150 mm?；娱_挖后，冠梁以下樁間土用鋼絲網(wǎng)噴護(hù)，噴射C20砼厚度60 mm。

3.3 EF段

基坑開挖深度8.20 m，上部放坡開挖3.00 m，放坡系數(shù)1∶0.3，留0.6 m臺寬作為支護(hù)樁施工工作面，支護(hù)樁采用樁徑700 mm長螺旋鉆孔灌注樁，設(shè)錨索一道，水平間距1.40 m，豎向間距為4.20 m，錨索長度為15.0 m，自由段為6.0 m；同層相鄰鉆孔傾角為15°或20°，鉆孔孔徑均為150 mm。基坑開挖后，冠梁以下樁間土用鋼絲網(wǎng)噴護(hù)，噴射C20砼厚度60 mm。

3.4 IJ、KL、MN段

基坑開挖深度分別為11.40 m、11.40 m、11.70 m，上部3.00 m為土釘墻支護(hù)，放坡系數(shù)1∶0.3，布一道土釘，水平、豎向間距均為1.50 m，土釘長度為6.0 m，桿體材料選用HRB335 ?20 mm鋼筋，鉆孔傾角15°，鉆孔孔徑130 mm，噴射混凝土面層鋼筋網(wǎng)采用HPB300 ?6.5 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚度為60 mm，坡底留0.6 m臺寬作為支護(hù)樁施工工作面，支護(hù)樁采用樁徑700 mm長螺旋鉆孔灌注樁，設(shè)錨索三道，水平間距1.40 m，豎向間距分別為4.20 m、2.50 m、2.50 m，錨索長度分別為18.0 m、18.0 m、12.0 m，自由段分別為7.0 m、6.0 m、5.0 m；同層相鄰鉆孔傾角為15°或20°，鉆孔孔徑均為150 mm。基坑開挖后，冠梁以下樁間土用鋼絲網(wǎng)噴護(hù)，噴射C20砼厚度60 mm。

3.5 OP段

基坑開挖深度分別為10.80 m，上部3.00 m為土釘墻支護(hù)，放坡系數(shù)1∶0.3，布一道土釘，水平、豎向間距均為1.50 m，土釘長度為6.0 m，桿體材料選用HRB335 ?20 mm鋼筋，鉆孔傾角15°，鉆孔孔徑130 mm，噴射混凝土面層鋼筋網(wǎng)采用HPB300 ?6.5 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚度為60 mm，坡底留0.6 m臺寬作為支護(hù)樁施工工作面，支護(hù)樁采用樁徑700 mm長螺旋鉆孔灌注樁，設(shè)錨索三道，水平間距1.40 m，豎向間距分別為4.20 m、2.50 m、2.50 m，錨索長度分別為18.0 m、18.0 m、12.0 m，自由段分別為7.0 m、6.0 m、5.0 m；同層相鄰鉆孔傾角為15°或20°，鉆孔孔徑均為150 mm?；娱_挖后，冠梁以下樁間土用鋼絲網(wǎng)噴護(hù)，噴射C20砼厚度60 mm。

3.6 PQ段、Qh、gO段

基坑開挖深度10.80 m，采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，放坡系數(shù)為1∶0.5，布6道土釘，水平、豎向間距均為1.70 m，土釘長度分別為6.0 m、6.0 m、9.0 m、9.0 m、6.0 m、5.0 m，桿體材料選用HRB335 ?20 mm鋼筋，鉆孔傾角15°，鉆孔孔徑130 mm，噴射混凝土面層鋼筋網(wǎng)采用HPB300 ?8 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚度為100 mm。

3.7 Nf段

基坑開挖深度11.70 m，采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，放坡系數(shù)為1∶0.5，布6道土釘，水平、豎向間距均為1.70 m，土釘長度分別為6.0 m、6.0 m、9.0 m、9.0 m、6.0 m、6.0 m，桿體材料選用HRB335 ?20 mm鋼筋，鉆孔傾角15°，鉆孔孔徑130 mm，噴射混凝土面層鋼筋網(wǎng)采用HPB300 ?8 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚度為100 mm。

3.8 AR、RS段

基坑開挖深度7.80 m，采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，放坡系數(shù)為1∶0.5，布4道土釘，水平、豎向間距均為1.70 m，土釘長度分別為9.0 m、7.0 m、6.0 m、5.0 m，桿體材料選用HRB335 ?20 mm鋼筋，鉆孔傾角15°，鉆孔孔徑130 mm，噴射混凝土面層鋼筋網(wǎng)采用HPB300 ?8 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚度為100 mm。

3.9 DU段

基坑開挖深度7.90 m，采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，放坡系數(shù)為1∶0.5，布4道土釘，水平、豎向間距均為1.70 m，土釘長度分別為7.0 m、7.0 m、6.0 m、5.0 m，桿體材料選用HRB335 ?20 mm鋼筋，鉆孔傾角15°，鉆孔孔徑130 mm，噴射混凝土面層鋼筋網(wǎng)采用HPB300 ?8 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚度為100 mm。

3.10 EV段

基坑開挖深度8.20 m，采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，放坡系數(shù)為1∶0.5，布4道土釘，水平、豎向間距均為1.70 m，土釘長度分別為9.0 m、7.0 m、7.0 m、6.0 m，桿體材料選用HRB335 ?20 mm鋼筋，鉆孔傾角15°，鉆孔孔徑130 mm，噴射混凝土面層鋼筋網(wǎng)采用HPB300 ?8 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚度為100 mm。

3.11 Ha、Ib段

基坑開挖深度分別為9.90 m，11.40 m，自坡頂開始前10棵樁，樁徑700 mm，樁間距1.20 m，設(shè)錨索三道，水平間距1.20 m，豎向間距均為2.70 m；中間10棵樁，樁間距1.20 m，有效樁長為15.00 m，設(shè)錨索兩道，水平間距1.20 m，豎向間距均為2.70 m；最后9棵樁，樁間距1.20 m，設(shè)錨索兩道，水平間距1.20 m，豎向間距分別為2.70m、2.70m；錨索長度均為15.0 m，自由段為15.0 m；鉆孔傾角為0°，鉆孔孔徑均為110 mm?；娱_挖后，冠梁以下樁間土用鋼絲網(wǎng)噴護(hù)，噴射C20砼厚度60 mm。

3.12 dL、eM段

基坑開挖深度分別為11.40 m、11.70 m，自坡頂開始前9棵樁，樁徑700 mm，樁間距1.20 m，設(shè)錨索三道，水平間距1.20 m，豎向間距均為2.70m；中間10棵樁，樁間距1.20 m，設(shè)錨索三道，水平間距1.20 m，豎向間距分別為2.70 m、2.70 m；最后9棵樁，設(shè)錨索兩道，水平間距1.20 m，豎向間距分別為2.70 m；錨索長度均為15.0 m，自由段為15.0 m；鉆孔傾角為0°，鉆孔孔徑均為110 mm?；娱_挖后，冠梁以下樁間土用鋼絲網(wǎng)噴護(hù)，噴射C20砼厚度60 mm。

3.13 ST、TU、VW、WX、XY、Za、bc段

基坑開挖深度分別為2.75 m、2.45 m、2.45 m、2.95 m、4.25 m、4.70 m、4.70 m，采用掛鋼絲網(wǎng)噴面支護(hù)結(jié)構(gòu)，面層鋼絲網(wǎng)規(guī)格為2.0(80×80)，每1.5 m2布擊入式土釘一根，長度為1.0 m，桿體材料學(xué)用HRB335 ?14 mm鋼筋，噴射C20砼厚度60 mm。

3.14 cd、ef、gh段

基坑開挖深度分別約為6.40 m、6.95 m、6.50 m，采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，放坡系數(shù)1∶0.3，布3道土釘，水平、豎向間距均為1.70 m，土釘長度分別為6.0 m、5.0 m、4.0 m，桿體材料選用HRB335 ?20 mm鋼筋，鉆孔傾角15°，鉆孔孔徑130 mm，噴射混凝土面層鋼筋網(wǎng)采用HPB300 ?6.5 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，噴射砼厚度為80 mm。

4 技術(shù)特色

好的基坑支護(hù)設(shè)計方案是工程成功開端的關(guān)鍵，所以方案設(shè)計之初，應(yīng)該認(rèn)真勘察現(xiàn)場狀況，了解、確認(rèn)地下環(huán)境，科學(xué)地確定各種計算荷載，并充分考慮施工人員水平、材料性能、季節(jié)性施工等因素，最終確定合理的安全系數(shù)。

設(shè)計人員經(jīng)過認(rèn)真踏勘現(xiàn)場并仔細(xì)研究了勘察報告，認(rèn)為本工程具有以下特點及難點：

(1)該基坑支護(hù)工程基坑側(cè)壁安全等級為一級，基坑周邊環(huán)境較為復(fù)雜，地下管線較多，基坑施工難度及技術(shù)要求較高，為保證基坑及周邊建筑物等的安全，必須選擇設(shè)計經(jīng)驗豐富、技術(shù)力量雄厚的團(tuán)隊，確?；又ёo(hù)的安全。

(2)本工程工程量較大，工序繁雜，要求施工設(shè)備、人員多，各分部分項工程交錯施工，現(xiàn)場管理、調(diào)配程序復(fù)雜，現(xiàn)場突發(fā)狀況多，為保證基坑支護(hù)工作保質(zhì)保量的按期完工和隨時解決突發(fā)狀況，業(yè)主要求設(shè)計單位選派有經(jīng)驗的專業(yè)設(shè)計技術(shù)人員駐守工地現(xiàn)場，第一時間解決處理。

(3)場地周邊居民較多，且緊鄰城市主干道，對基坑支護(hù)施工隊伍提出了很高要求，須在仔細(xì)踏勘現(xiàn)場的基礎(chǔ)上，制定詳細(xì)、可行、有效的噪音控制方案，環(huán)境保護(hù)與控制方案及安全文明施工方案，并在施工中不折不扣的執(zhí)行。

根據(jù)本工程地質(zhì)條件，施工設(shè)計圖及現(xiàn)場實際情況，周邊環(huán)境的要求和不同支護(hù)型式的特點、造價以及我院同類工程的設(shè)計經(jīng)驗，遵循“動態(tài)化設(shè)計，信息化施工”的原則，基坑支護(hù)工程設(shè)計方案確定如下：采用排樁支護(hù)垂直開挖及放坡支護(hù)、土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)形式等方式進(jìn)行支護(hù)，同時考慮此路段存在較多管線，對基坑變形有嚴(yán)格要求，以及為平衡樁身彎矩減少配筋，降低造價，在樁頂下一定深度避過管線處采用“預(yù)應(yīng)力錨桿”加強(qiáng)措施控制樁頂變形，為防止樁間土流失，在樁與樁間設(shè)置“掛鋼絲網(wǎng)片+噴射混凝土”方式封閉。另外，設(shè)計人員結(jié)合實際， 針對以上設(shè)計重點，除采用常規(guī)的樁錨支護(hù)形式外，本基坑設(shè)計也較以前的設(shè)計有所創(chuàng)新，做了一次大膽的嘗試，第一次采用了錨桿對拉技術(shù)和局部內(nèi)支撐技術(shù)。

4.1 錨桿對拉

針對部分坡道寬度較窄，采用土釘墻支護(hù)坡道將使坡道失去意義，坡道兩側(cè)基坑深度較深，須垂直開挖，常規(guī)樁錨支護(hù)無法滿足設(shè)計構(gòu)造要求，故設(shè)計采用錨桿對拉，即在排樁支護(hù)的基礎(chǔ)上采用對稱布置支護(hù)樁，水平鉆孔，鉆孔穿透兩側(cè)對稱樁空，錨索直接穿過鉆孔，兩端固定于兩側(cè)對稱腰梁上，在桿體材料應(yīng)力允許的范圍內(nèi)進(jìn)行張拉鎖定。坡道平面如圖1所示。

圖1 坡道平面圖

4.2 局部內(nèi)支撐

針對部分塔吊基礎(chǔ)在基坑邊緣處形成凹形支護(hù)段，常規(guī)樁錨支護(hù)難免會出現(xiàn)群錨效應(yīng)，使錨桿的作用大大降低，影響基坑側(cè)壁安全，為避免群錨效應(yīng)的發(fā)生，設(shè)計采用水平內(nèi)支撐，支撐材料選用工字鋼。

圖2為塔吊基礎(chǔ)內(nèi)支撐平面圖，圖3為塔吊基礎(chǔ)內(nèi)支撐剖面圖。

圖2 塔吊基礎(chǔ)內(nèi)支撐平面圖

圖3 塔吊基礎(chǔ)內(nèi)支撐剖面圖

5 綜合效益

本工程為濟(jì)寧市一號重點工程，作為濟(jì)寧市的地標(biāo)性建筑，萬達(dá)廣場的建成、投入使用，不管是在當(dāng)?shù)氐挠绊懥€是人員安置方面，其社會效益彰顯無疑。

在基坑支護(hù)方案設(shè)計過程中，設(shè)計人員通過對現(xiàn)場的反復(fù)考察，嚴(yán)格計算，以及與現(xiàn)場施工的及時溝通，不斷完善設(shè)計方案，在符合國家規(guī)范要求的同時，力求采用新技術(shù)、新方案，大大縮短了施工工期，使得建設(shè)單位有效的節(jié)省了成本。

由于項目位于市中區(qū)繁華地段，施工難度大，我院選派經(jīng)驗豐富的專業(yè)設(shè)計人員駐守工地，及時解決施工中出現(xiàn)的技術(shù)問題，使得工期大大縮短，對周圍居民及市民的出行影響降到最低。設(shè)計方案盡量采用較小噪音的施工工藝，并且注意對周圍環(huán)境影響的控制，使得對周圍環(huán)境的影響控制到最小。

6 結(jié)語

本工程占地面積大，劃分的地塊多，但施工場地有限，施工有一定難度。為了充分利用現(xiàn)有條件，盡可能增加進(jìn)出現(xiàn)場的施工坡道和提高現(xiàn)場場地利用率，在滿足各地塊基坑內(nèi)施工作業(yè)面的前提下，對部分狹窄道路設(shè)計采用排樁支護(hù)和錨桿對拉，以保證坡道安全；對于總包單位現(xiàn)場平面布置中部分塔吊位于主樓基礎(chǔ)以外靠近基坑邊緣一側(cè)，形成凸型基坑，為防止群錨效應(yīng)，故塔吊位置采用懸臂樁和內(nèi)支撐設(shè)計，以保證基坑邊坡安全和塔吊安全。這兩種新技術(shù)的采用為施工單位創(chuàng)造了更大的施工場地和施工坡道，節(jié)約了施工成本，縮短了工期，達(dá)到了預(yù)期的效果。此外，對關(guān)鍵過程、特殊過程、難點、重點環(huán)節(jié)召集專業(yè)技術(shù)人員制定專門作業(yè)指導(dǎo)書和對策方案，根據(jù)現(xiàn)場施工出現(xiàn)的問題，及時調(diào)整設(shè)計方案，并加強(qiáng)與現(xiàn)場施工人員的溝通。本工程由第三方監(jiān)測單位進(jìn)行基坑變形監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，各種變形數(shù)據(jù)均在報警值范圍內(nèi)，基坑安全可靠，達(dá)到了預(yù)期的效果。

[1] 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程:JGJ120-2012[S].

[2] 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范:GB50330-2002[S].

[3] 錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范:GB50086-2001[S].

[4] 基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程:CECS96:97[S].

[5] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范:GB50007-2011[S].

2017-02-24

王景廣(1971-)，男，山東省華魯工程總公司總經(jīng)理，高級工程師，從事工程施工與管理工作，山東省濟(jì)寧市兗州區(qū)建設(shè)東路272號，Tel：13605374516。

TU753

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1009-282X(2017)03-0033-04