基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)例概述

張蕓 俞劍龍

摘 要 本文通過含鄰近二～五層淺基礎(chǔ)磚混結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)民房（在用）及臨近河道的深基坑圍護(hù)的成功實(shí)例，介紹雙排樁在深基坑圍護(hù)的運(yùn)用及采取的相關(guān)技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞 淺基礎(chǔ);磚混結(jié)構(gòu);混合結(jié)構(gòu)

1工程概況

某住宅項(xiàng)目位于杭州市。地上建筑面積約35000平方米，地下建筑面約10000平方米。主樓高度均為47.5米，16層，地下室為地下一層，主樓范圍局部為地下二層。建筑物工程樁采用直徑600和700泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁（采用樁端后注漿或擴(kuò)底工藝），以④-2礫砂層（樁端注漿）或③-1黏土（擴(kuò)底）為持力層。

基坑邊坡上坎線周邊總長約 415延長米、平面呈矩形，長約120米，寬90米。本工程建筑室外地面相對標(biāo)高-0.650米，基坑周邊地下室底板面結(jié)構(gòu)標(biāo)高主要為-5.450米，綜合考慮地下室底板、墊層厚度后，其坑底相對標(biāo)高主要為-6.000米，開挖深度主要為5.350米。主樓電梯井區(qū)為“坑中坑”，其坑底相對標(biāo)高-8.840米， 開挖深度為8.190米。

綜合確定基坑的重要性屬于一級基坑[1]。

2周圍環(huán)境及地質(zhì)條件

2.1 基坑周邊條件

基坑南側(cè)、西側(cè)和北側(cè)周邊有2～5層磚、混結(jié)構(gòu)民房（在用），局部民房與紅線緊貼，且西側(cè)北側(cè)的民房建造年代久遠(yuǎn)。民房為磚混結(jié)構(gòu)，淺基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約1.5米。東側(cè)基坑邊距河道最近為7.15米，河道寬約16.5米;南側(cè)基坑邊距民房最近為11.10米，距紅線最近約5.30米;西側(cè)基坑邊距民房最近為6.18米，距紅線最近約5.84米;北側(cè)基坑邊距民房最近為6.99米，距紅線最近約4.22米，詳見圖1。

2.2 地質(zhì)條件

據(jù)本場地的地質(zhì)條件，基坑影響深度范圍內(nèi)相關(guān)各土層土性描述如下：

第①層：雜填土，雜色，稍濕，松散，主要以碎石、碎磚塊等以建筑垃圾回填而成，含少量粉土，層厚為0.40～1.30米[2]。

第②-1層：黏質(zhì)粉土，灰黃色，濕，局部很濕，稍密，局部夾薄層狀黏土，含鐵錳質(zhì)氧化斑點(diǎn)，干強(qiáng)度低，搖震反應(yīng)迅速，韌性中等。層厚1.65～2.90m。

第②-2層：砂質(zhì)粉土，灰色，濕，上部呈灰黃色，稍密～中密，局部夾粉質(zhì)黏土，含鐵錳質(zhì)氧化斑點(diǎn)及云母碎屑，干強(qiáng)度低，搖震反應(yīng)迅速，韌性低。層厚4.40～7.60m。

第②-3層：砂質(zhì)粉土，灰色，濕，中密為主，局部夾粉砂，偶夾貝殼碎片，干強(qiáng)度低，搖震反應(yīng)迅速，韌性低。層厚5.40～9.70m。

第③-1層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，灰色，流塑，飽和，厚層狀，切面光滑，含少量有機(jī)質(zhì)及貝殼碎片，局部夾粉砂薄層，干強(qiáng)度高，搖震反應(yīng)無，韌性中等。層厚11.80～17.05m。

根據(jù)基坑開挖深度以及土質(zhì)情況，基坑開挖面位于②-2砂質(zhì)粉土層。

各土層的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。

2.3 場地水文地質(zhì)條件

場地上部土層內(nèi)屬孔隙潛水，主要賦存于場區(qū)淺部粉、砂性土層內(nèi)，其富水性和透水性具有各向異性，含水層厚度在14.8～18.7米。孔隙潛水受大氣降水豎向入滲補(bǔ)給及地表水體下滲補(bǔ)給為主，徑流緩慢，以蒸發(fā)方式排泄和向附近河塘側(cè)向徑流排泄為主，水位隨季節(jié)氣候動(dòng)態(tài)變化明顯，據(jù)區(qū)域資料，動(dòng)態(tài)變幅在1.0～2.0，米左右。據(jù)附近資料，豐水期時(shí)地下水位接近地表，本次實(shí)測潛水水位在地表下1.30～2.00m。

3圍護(hù)方案的選擇及方案說明

3.1 本工程的特點(diǎn)

綜合分析本工程的基坑形狀、面積、開挖深度、地質(zhì)條件及周圍環(huán)境條件[3]，本基坑圍護(hù)具有如下特點(diǎn)：

（1）基坑設(shè)計(jì)開挖深度主要為5.350米。主樓電梯井“坑中坑” 開挖深度為8.190米。基坑開挖面積較大，約為120m×90m，圍護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)對支護(hù)體系的整體平衡、基坑開挖對周圍環(huán)境的影響予以充分考慮。

（2）基坑影響深度范圍內(nèi)的土層有①雜填土、②-1黏質(zhì)粉土和②-2砂質(zhì)粉土，搖震反應(yīng)迅速，滲透性中～強(qiáng)，對基坑的整體穩(wěn)定控制不利。

（3）基坑?xùn)|邊以外距基坑?xùn)|邊線約7.15米為麥廟港河道，水量補(bǔ)給充足，對基坑止水有一定影響。

（4）基坑北面、西面、南面為磚、混結(jié)構(gòu)民房（在用），二層～五層，無地下室，距基坑邊線最近約6.18m，天然基礎(chǔ)，埋深約1.5米。房屋對基礎(chǔ)變形敏感、結(jié)構(gòu)性能總體較差。開挖時(shí)應(yīng)采取措施防止地下水位急劇下降，避免地面下沉。

（5）根據(jù)建設(shè)單位對施工工期的要求，在春節(jié)以前完成主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的樁基工程。計(jì)劃春節(jié)長假以后組織施工力量做地下室開挖，進(jìn)行地下室施工。預(yù)計(jì)開挖期正當(dāng)雨季，雨水補(bǔ)給較大。

3.2 圍護(hù)方案的確定

綜合分析場地地理位置、土質(zhì)條件、基坑開挖深度及周圍環(huán)境等多種因素，土釘墻支護(hù)、水泥土重力式擋墻方案因不易滿足設(shè)計(jì)變形的控制要求故不適合本工程;大放坡方案以及樁加外支撐（錨桿）支護(hù)則因有河道、周圍場地狹小等影響而不能滿足施工要求。采用帶撐樁墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)，因基坑開挖深度不算太大，坑周圍和坑底土層物理力學(xué)性質(zhì)尚可，基坑平面面積較大并呈方形，從而造成部分支撐平面計(jì)算的變形值遠(yuǎn)大于支擋樁的變形值，變形協(xié)調(diào)性差，造成支撐多余現(xiàn)象，經(jīng)濟(jì)性較差。且甲方對于施工工期要求較緊，帶撐樁墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)影響地下室開挖、地下結(jié)構(gòu)施工，增加了拆除內(nèi)支撐的工序，對工期有很大的影響故未采用。

雙排樁式支護(hù)結(jié)構(gòu)在工程中正逐步推廣，施工質(zhì)量容易保證。為了確保周圍建筑物的正常使用以及保證本工程地下室施工能夠順利進(jìn)行，在“安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工”的設(shè)計(jì)原則下，經(jīng)過計(jì)算分析比較，確定采用Ф600@900的鉆孔灌注樁作為前排樁，采用Ф600@1800的鉆孔灌注樁作為后排樁，前后排樁之間設(shè)鋼架梁的支護(hù)方案，形成平面剛架結(jié)構(gòu)模型。計(jì)算表明，該方案圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身的剛度大、穩(wěn)定和變形可以得到保證，圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相對獨(dú)立。基坑中間完全留出空間，便于土方開挖，并節(jié)省了支撐構(gòu)件。與單排懸臂樁相比，雙排樁為剛架結(jié)構(gòu)，其抗側(cè)移剛度遠(yuǎn)大于單排懸臂樁結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力分布明顯優(yōu)于懸臂結(jié)構(gòu)，在相同的材料消耗條件下，雙排樁式支護(hù)結(jié)構(gòu)的樁頂位移明顯小于單排懸臂樁。因此采用雙排樁式支護(hù)結(jié)構(gòu)方案適合本工程[4]。

3.3 方案特點(diǎn)

雙排樁剛架支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：①抗側(cè)力剛度、樁頂點(diǎn)變形遠(yuǎn)小于單排懸臂樁結(jié)構(gòu)，安全可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性優(yōu)于單排懸臂樁;②在基坑面積很大、開挖深度不大的情況下造價(jià)低于支撐式支擋結(jié)構(gòu);③施工工藝簡單，不與土方開挖交叉作業(yè)，方便施工，縮短工期。

為減小長期降水對四周道路和建筑物產(chǎn)生的不利影響，坑外不考慮降水。基坑沿周邊在前排樁的外側(cè)設(shè)置一排套接一孔法施工的三軸水泥攪拌樁（樁徑及間距φ650@450）作為基坑的擋土止水帷幕，結(jié)合坑內(nèi)布置自流式深管井降水。

基坑平面的四個(gè)角部局部布置單排排樁加水平角撐;基坑內(nèi)主樓電梯井區(qū)“坑中坑”范圍邊坡采用水泥土攪拌樁加固結(jié)合放坡開挖噴射混凝土護(hù)面的方式處理。

由于圍護(hù)體中鉆孔灌注樁為基坑的受力構(gòu)件，三軸水泥攪拌樁作為基坑的擋土止水帷幕，因此鉆孔灌注樁和三軸水泥攪拌樁的施工質(zhì)量，是該方案成功與否的關(guān)鍵。并且挖土施工時(shí)及時(shí)澆筑坑邊墊層對于控制變形值亦尤其重要，詳見圖2。

4施工監(jiān)測情況

為確保基坑挖土施工的安全和開挖的順利進(jìn)行，整個(gè)地下室開挖施工過程應(yīng)進(jìn)行全過程監(jiān)測，實(shí)行動(dòng)態(tài)管理和信息化施工。通過現(xiàn)場監(jiān)測工作，可以及時(shí)掌握開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與變形情況以及基坑開挖對周圍環(huán)境的影響，有效地指導(dǎo)施工，采取適當(dāng)措施，確保周邊道路、建筑物和地下管線的絕對安全。

本基坑主要監(jiān)測內(nèi)容：①基坑開挖過程中基坑周邊深層土體的水平位移監(jiān)測;②基坑周邊及內(nèi)部水位監(jiān)測;③支撐內(nèi)力監(jiān)測;④周圍環(huán)境監(jiān)測：主要包括周圍建筑物、道路及管線的沉降監(jiān)測、有無裂縫及其發(fā)展情況[5]。

5結(jié)束語

（1）通過對場地地理位置、土質(zhì)條件、基坑開挖深度及周圍環(huán)境等多種因素的分析計(jì)算及優(yōu)化，透水性砂質(zhì)粉土的深基坑圍護(hù)采用雙排樁（采用鉆孔灌注樁作為前后排樁，前后排樁之間設(shè)鋼架梁的支護(hù)方案，形成平面剛架結(jié)構(gòu)模型）的方案經(jīng)現(xiàn)場施工及監(jiān)測表明基坑變形被控制在允許范圍內(nèi)，該設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行。

（2）雙排樁中間的土體采用攪拌樁加固，即增加了雙排樁的綜合剛度，還起到了止水帷幕的作用，有效地減少降水對鄰近建筑的不利影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程：JGJ 120-2012[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[2] 龔曉南.基坑工程實(shí)例.1[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006：171.

[3] 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程：DB 33/T1008-2000[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

[4] 型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程（SMW工法）：JGJ/T199-2010[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[5] 龔曉南.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998：39.

作者簡介

張蕓（1998-），女，浙江湖州人;大學(xué)本科在讀，研究方向：巖土工程。

俞劍龍（1981-），男，浙江金華人;碩士，高級工程師，研究方向：巖土工程。