中央電視臺(tái)新臺(tái)址建設(shè)CCTV中央大樓基坑支護(hù)及降水設(shè)計(jì)、施工重點(diǎn)

沈元紅,王東梅

（1.北京市地質(zhì)工程公司，北京 100143；2.北京化工大學(xué)，北京 100029）

中央電視臺(tái)新臺(tái)址建設(shè)CCTV中央大樓基坑支護(hù)及降水設(shè)計(jì)、施工重點(diǎn)

沈元紅1,王東梅2

（1.北京市地質(zhì)工程公司，北京 100143；2.北京化工大學(xué)，北京 100029）

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)及城市建筑的發(fā)展，近年來(lái)我國(guó)的各類(lèi)建筑與市政工程得到了飛速發(fā)展，隨之而來(lái)的深基坑工程越來(lái)越多、越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)基坑支護(hù)、降水的要求亦越來(lái)越高。本文以中央電視臺(tái)新臺(tái)址建設(shè)CCTV中央大樓基坑工程為例，介紹了對(duì)基坑標(biāo)高復(fù)雜、地下水情況復(fù)雜的深大基坑的支護(hù)、降水設(shè)計(jì)及施工重點(diǎn)，詳細(xì)分析了支護(hù)、降水特點(diǎn)，簡(jiǎn)要闡明了設(shè)計(jì)參數(shù)要點(diǎn)及施工重點(diǎn)、難點(diǎn)。此工程的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)可廣泛應(yīng)用于眾多深基坑工程中，對(duì)廣大設(shè)計(jì)、施工人員亦有一定的借簽意義。

基坑支護(hù)；降水設(shè)計(jì)；施工

1 工程概況

中央電視臺(tái)新臺(tái)址建設(shè)位于北京市中央商務(wù)區(qū)(CBD)核心區(qū)域,位處朝陽(yáng)區(qū)東三環(huán)以東、光華路以北、朝陽(yáng)路以南。擬建建筑由兩座斜塔樓(塔I、塔II)、空中懸臂段、9層裙房和地下室組成，地面以上52層高234m、34萬(wàn)m2，鋼結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu);地下3層，地下室面積13萬(wàn)m2，結(jié)構(gòu)底板標(biāo)高最深處距地面約27.40m。樁筏基礎(chǔ)?；娱L(zhǎng)約267.0m，寬約220.0m，基坑埋深情況如表1。

表1

基坑平面布置見(jiàn)圖1。

2 地質(zhì)及水文情況

（1）地層情況

根據(jù)北京市勘察設(shè)計(jì)研究院提供的巖土工程勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)區(qū)地形基本平坦，地面標(biāo)高為37.81～39.42m。影響基坑開(kāi)挖的主要為以下幾層地層見(jiàn)表2。

圖1 基坑平面示意圖

表2

（2）地下水情況

根據(jù)勘察報(bào)告資料表明，擬建場(chǎng)區(qū)有3層地下水，具體情況如表3。

表3

3 支護(hù)、降水特點(diǎn)分析

（1）支護(hù)特點(diǎn)分析

本工程圍護(hù)設(shè)計(jì)方案應(yīng)遵循的原則：安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工可行、快速高效。我們?cè)诒ＷC邊坡穩(wěn)定與安全的前提下，本著對(duì)業(yè)主負(fù)責(zé)的態(tài)度，選擇經(jīng)濟(jì)可靠的基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案。根據(jù)報(bào)標(biāo)圖紙，本工程基槽埋深大致分為-10.60～-13.0m（西南側(cè)裙房部分），-15.5～-18.70m（東北側(cè)裙房部分），-27.30～-27.40m（主塔樓部分），另外深淺槽之間還有若干段高差部分需要采取支護(hù)措施。總體占地面積約5.7萬(wàn) m2，在北京屬深大基坑，場(chǎng)區(qū)周邊地勢(shì)比較空闊，目前尚不存在重大建筑物，但考慮到結(jié)構(gòu)施工時(shí)堆料及行車(chē)荷載，在進(jìn)行基坑支護(hù)時(shí)必須加以考慮，此外還必須考慮到總包進(jìn)行靠近邊坡的基礎(chǔ)樁施工時(shí)各種循環(huán)用水對(duì)護(hù)坡土體浸潤(rùn)的影響。綜合工程地質(zhì)條件，水文條件及現(xiàn)場(chǎng)周邊情況，根據(jù)本公司多年施工經(jīng)驗(yàn)及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，我們確定采取如下護(hù)坡措施：基槽四周為樁錨加土釘墻聯(lián)合支護(hù)工藝(-6m以上為土釘墻，以下為樁錨)，并為結(jié)構(gòu)施工預(yù)留1m寬的肥槽；基槽中部區(qū)域存在高差的坡段采取直坡護(hù)坡，對(duì)于深度在6m以內(nèi)的采取土釘墻工藝，深度在6m以上的采取護(hù)坡樁(或加預(yù)應(yīng)力錨桿)工藝，為結(jié)構(gòu)預(yù)留0.4m寬肥槽。

（2）降水特點(diǎn)分析

針對(duì)本工程施工場(chǎng)地的地質(zhì)特點(diǎn)，開(kāi)挖深度范圍內(nèi)將涉及到兩層地下水，尤其是第二層為承壓水，根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告所示具有很高的承壓性（承壓水頭高度6～7m），對(duì)工程方案和安全將產(chǎn)生重大影響。因此在基坑圍護(hù)體系設(shè)計(jì)和施工中，如何有效地確保超大超深基坑安全、以及有效地降低坑內(nèi)水位，但又確保周邊環(huán)境所受的不利影響降到最低，并維持區(qū)域地下水均衡，將是本次基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。我公司根據(jù)本次提供的地質(zhì)勘探報(bào)告結(jié)合北京地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，采用第一層水抽滲結(jié)合、第二層水坑內(nèi)井管降低水頭的方案，確?；痈刹凼┕ぁ?/p>

4 基坑降水設(shè)計(jì)

外圍降水井技術(shù)參數(shù)：外圍降水井的布設(shè)主要針對(duì)疏干層間潛水及滯水，同時(shí)降低第一層承壓水的水頭，因此采取深淺井及滲井相結(jié)合的思路。

（1）潛水井參數(shù)

井徑 管徑 井口埋深井底埋深井間距(m)水泵型號(hào)礫料規(guī)格φ600 φ400 自然地坪 -26.00m 9.60m 6m3/h 3～5mm

潛水井為抽滲結(jié)合井，布置在基槽上口外1.5m，井底進(jìn)入第一層承壓水層砂卵礫石層⑤1層1m。井身材料為通長(zhǎng)無(wú)砂混凝土濾管，周邊填優(yōu)質(zhì)濾石料。

（2）減壓井參數(shù)

井徑管徑 井口埋深井底埋深井間距(m)水泵型號(hào)礫料規(guī)格φ600 φ400自然地坪/-8.5m -38.00m 19.20m/18.20m 22m3/h 3～5mm

減壓井主要為針對(duì)第一層承壓水，降低其水頭，保證不發(fā)生基底管涌及隆起等現(xiàn)象。與淺井相間布置，井底進(jìn)入隔水層第⑥層粘層2m。井身材料為通長(zhǎng)無(wú)砂混凝土濾管，周邊填優(yōu)質(zhì)濾石料。外圍深井降水井通過(guò)調(diào)節(jié)井中水位保證將承壓水水頭控制在-22m以下。但注意不能隨意加大泵量任意降低承壓水水頭，否則將造成水資源的大量流失。

（3）自滲井參數(shù)

井徑 管徑 井口埋深井底埋深井間距(m)水泵型號(hào)礫料規(guī)格φ400 /自然地坪 -16.00m 7.80m / 3～5mm

自滲井主要分布于基槽南側(cè)淺槽區(qū)域(-10.5m)的槽上口外圍，主要將上層滯水導(dǎo)入③層砂卵石中。

（4）基槽中部核心筒減壓井技術(shù)參數(shù)

基槽中部減壓井的布設(shè)主要針對(duì)基槽深槽位置降低第二層承壓水的水頭，通過(guò)基槽外圍深井減壓的抽降，可以使承壓水水頭保持在-22m，但仍不能達(dá)到塔樓深基礎(chǔ)的施工要求。因此還須通過(guò)槽中減壓井繼續(xù)降低承壓水水頭至-28.6m(深槽底標(biāo)高為-27.40m)。

井徑管徑 井口埋深井底埋深井間距(m)水泵型號(hào)礫料規(guī)格φ600 φ300 -19.0m -38.00m 8.00m 22m3/h 3～5mm

深槽減壓井在-19.0m的位置施工，井底進(jìn)入隔水層第⑥、⑧層粘土層2m，深、淺井相隔分布。井身材料為通長(zhǎng)φ300鋼制井管，其中底板以下管段做成濾管，周邊填優(yōu)質(zhì)濾石料。為了滿足防水要求，鋼井管在底板厚度范圍內(nèi)設(shè)置兩道寬100mm的止水圈，整個(gè)井管內(nèi)外皆涂刷防銹漆。

（5）基槽中部觀測(cè)井技術(shù)參數(shù)

為了隨時(shí)掌握基槽地下水水位情況，在槽中布置若干口純觀測(cè)井，并在兩個(gè)主樓核心筒位置各設(shè)置一口觀測(cè)-疏干兩用井。純觀測(cè)井又分潛水觀測(cè)井及承壓水觀井，均勻分布在基槽內(nèi)，觀測(cè)井井徑φ127，下入φ100 PVC管。潛水觀測(cè)井井深自地表以下22m，全長(zhǎng)濾管；承壓水觀測(cè)井井深自地表以下38/46m，僅在-22m以下設(shè)濾管，以上為盲管，并且盲管段填粘土以保證隔開(kāi)承壓水及潛水；抽降兩用井設(shè)置在兩個(gè)塔樓深基坑(-27.30m及-27.40m)中部，其參數(shù)為：

井徑管徑 井口埋深井底埋深井間距(m)水泵型號(hào)礫料規(guī)格φ600 φ300 -19.0m -38.0/46.0m / (22m3/h) 3～5mm

（6）隔水墻技術(shù)參數(shù)

根據(jù)觀測(cè)井對(duì)減壓井水位的監(jiān)測(cè)，如減壓井不能保證電梯坑位置槽內(nèi)干燥無(wú)水，則采取隔水帷幕措施，且隔水帷幕在基礎(chǔ)樁施工完畢后施工。隔水墻布設(shè)于兩座主塔樓核心筒段的上口外圍，采取核心筒上口周?chē)A(chǔ)樁與連續(xù)高壓擺噴樁相互搭接形成，墻厚300～400mm，間距800mm，核心筒的墻底位置位于-38.0m。由于CBD區(qū)域近期有多個(gè)基槽項(xiàng)目相繼開(kāi)工，對(duì)地下水的下降相互影響，如果在開(kāi)槽至-19.0m，亦即開(kāi)工后第150天時(shí)，如果核心筒中觀測(cè)井水位低于-30.00m，則完全可以取消隔水墻工藝。

5 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

本工程基坑挖深較多，根據(jù)不同的深度進(jìn)行分段支護(hù)，基本支護(hù)思路如下：

(1)基坑埋深為-16.45m、-17.45m、-18.65m、-18.85m坡段：

做土釘墻+樁錨支護(hù)，樁徑為Ф800，樁頂位于-6.00m，樁頂及-10.0m位置各加一道預(yù)應(yīng)力錨桿。

(2)基坑埋深為-10.95m、-10.75m、-10.65m坡段：

做土釘墻+樁錨支護(hù)，樁徑為Ф600，樁頂位于-6.00m，樁頂加一道預(yù)應(yīng)力錨桿。

(3)基坑埋深為-13.15m坡段：

做土釘墻+樁錨支護(hù)，樁徑為Ф600，樁頂位于-6.00m，樁頂及-9.00m位置各加一道預(yù)應(yīng)力錨桿。

(4)基坑埋深為-21.25m 坡段：

做土釘墻+樁錨支護(hù)，樁徑為Ф800，樁頂位于-6.00m，樁頂及-11.00m、-16.00m位置各加一道預(yù)應(yīng)力錨桿。

以上各坡段樁頂以上均以 1:0.2放坡做土釘墻支護(hù)。

(5)基礎(chǔ)高差為6.5m、6.3m、6.8m、8.7m、8.5m、8.2m坡段：

做樁錨支護(hù)，樁徑為Ф600，-3.00m位置加一道預(yù)應(yīng)力錨桿。

(6)基礎(chǔ)高差為10.2m、10.5m、11.8m、12.0m坡段：

做樁錨支護(hù)，樁頂及-15.5m處各加一道預(yù)應(yīng)力錨桿。

(7)基礎(chǔ)高差為6.0m以下坡段：

均以直坡形式做土釘墻支護(hù)。

6 施工重點(diǎn)分析

在護(hù)坡施工過(guò)程中，采用何種合適的鉆孔機(jī)械，將是工程施工主要解決的問(wèn)題。我公司根據(jù)本次提供的地質(zhì)勘探報(bào)告結(jié)合北京地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，選擇了長(zhǎng)螺旋鉆孔工藝及旋挖鉆孔工藝的護(hù)坡樁鉆孔機(jī)械以及套管護(hù)壁水沖工藝的履帶式進(jìn)口錨桿成孔機(jī)械，土釘采用人工洛陽(yáng)鏟成孔工藝。具體重點(diǎn)分析如表4。

7 基坑監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置時(shí)，在基坑頂部埋設(shè)長(zhǎng)度約為150mm帶刻度的鋼卷尺，鋼卷尺用水泥砂漿固定。監(jiān)測(cè)頻率根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)，開(kāi)挖期間每天觀測(cè)一次，開(kāi)挖至槽底后3天觀測(cè)一次，待位移穩(wěn)定半月后一個(gè)月觀測(cè)一次。經(jīng)觀測(cè)，樁頂水平位移為10～23mm，累積沉降為18～29mm，周邊建筑及路面無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，施工對(duì)周邊環(huán)境無(wú)重大影響。

表4

8 結(jié)語(yǔ)

(1)根據(jù)規(guī)范要求，對(duì)邊坡位移、沉降做好監(jiān)測(cè)工作，進(jìn)行信息化施工。

(2)護(hù)坡樁、錨桿施工質(zhì)量檢測(cè)均按規(guī)范要求施工，確保施工質(zhì)量。

(3)施工內(nèi)容分項(xiàng)工程較多，合理安排施工順序，在設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)上達(dá)到施工合理。

(4)此項(xiàng)目施工在冬季，做好一切冬施措施。

(5)理論計(jì)算、施工監(jiān)測(cè)均表明，此支護(hù)、降水設(shè)計(jì)及施工完全滿足了施工要求，達(dá)到了安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工可行的最終目的。

[1]《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》DB11/489-2007.北京市建設(shè)委員會(huì)、北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局聯(lián)合發(fā)布，2008.01.01.

[2]《建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范》JGJ/T111-98.建設(shè)部綜合勘察設(shè)計(jì)研究院主編，1998.

[3]《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》GB50086-2001.原國(guó)家冶金工業(yè)局主編，2001.

Retaining and Protecting for foundation pit, Design of Dewatering in Foundation Pit, and Construction Emphasis of CCTV Central Buildings

SHEN Yuanhong1, WANG Dongmei2

(1.Beijing Geo-Engineering Corporation, Beijing 1000143;2. Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029)

Taking the foundation pit of CCTV Central Buildings as an example, this paper introduces the retaining and protecting, design dewatering, construction emphasis and diffcult of the deep and big foundation pit with complex elevation and underground water, and analyzes in detail the characteristics of the retaining and protecting, dewatering in foundation pit. This engineering design and construction experience may be applied widely into the deep foundation pit construction, and are referenced signifcant to many design and construction personnel.

Retaining and protecting for foundation pit; Design of Dewatering in foundation pit;Construction emphasis

TU47

A

1007-1903(2010)04-0049-04