某綜合體住宅小區(qū)安置房工程基坑支護(hù)施工選擇與優(yōu)化

陳建華

（福建三明市第一建設(shè)工程有限公司）

某綜合體住宅小區(qū)安置房工程基坑支護(hù)施工選擇與優(yōu)化

陳建華

（福建三明市第一建設(shè)工程有限公司）

本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了福州市綜合體住宅小區(qū)安置房工程的各種實(shí)際情況對(duì)基坑支護(hù)和井點(diǎn)降水的方案進(jìn)行選擇和優(yōu)化，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。

基坑支護(hù)；降水；施工；分析；優(yōu)化

在大中城市里，一般的高層、小高層建筑大都包含有一層或多層地下室，其基礎(chǔ)埋深較深，而且多數(shù)地處鬧市，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，施工場(chǎng)地十分狹小，業(yè)主對(duì)基坑圍護(hù)造價(jià)控制又較緊。如何在這種情況下選擇合理而又經(jīng)濟(jì)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，下述提供了一個(gè)可供參考的例子。

1 工程概況

該工程占地面積5800m2，總建筑面積45000m2，建筑高度56m，框剪結(jié)構(gòu)。地上建筑由三棟18層的高層建筑群組成，為商住兩用樓，其中1～3層為商場(chǎng)，4～18層為住宅?；A(chǔ)采用400× 400方樁，地下室一層，局部二層，地下室占地面積4200m2，基坑外形及周邊環(huán)境如圖1。

圖1

地下室一層底板面標(biāo)高-3.70m，土方開挖深度4.10m，地下室二層底板面標(biāo)高-6.50m，土方開挖深度7.0m。

2 工程地質(zhì)及水文情況

根據(jù)《工程地質(zhì)勘察報(bào)告》資料，該工程場(chǎng)地土層情況自上而下依次為：

（1）雜填土：主要為灰黑和褐灰，稍密，濕，0.7～2.2m的厚度；

（2）粉質(zhì)粘土：主要為綠灰色和灰黃，可塑，0.3～1.8m的厚度；

（3）淤泥質(zhì)土：主要為深灰色，飽和，流塑，0.7～3.3m的厚度；

（4）粗中砂：深灰色，飽和，稍～松散，含泥量3～10%，8.7～14.1m的厚度；

（5）淤泥質(zhì)土（夾砂）：深灰色，飽和，流塑，0.5～5.9m的厚度；

（6）中砂夾淤泥質(zhì)土：深灰、淺灰、褐黃色，飽和，稍～中密，局部可達(dá)密實(shí)，含泥量3～10%，0.2～7.3m的厚度；

（7）淤泥質(zhì)土和中砂交互層：主要為灰色，淤泥質(zhì)土呈飽和、軟塑狀，砂呈松散～稍密～中密狀態(tài)，5.3～17.8m的厚度；

（8）淤泥質(zhì)土與中砂交互層：深灰，淤泥質(zhì)土呈飽和、流塑狀，砂呈稍密～中密狀態(tài)，5.4～18.1m的厚度；

（9）中細(xì)砂夾淤泥質(zhì)土：深灰色，飽和，稍～中密狀態(tài)，含泥量3～8%，1.7～8.8m的厚度；

（10）細(xì)中砂：淺灰，灰黃、褐黃，中～密實(shí)狀態(tài)，含泥量3～10%，5.8～11.9m的厚度；

（11）碎卵石：褐黃、淺黃、淺綠灰色，中～密實(shí)狀態(tài)，0.3～12.2m的厚度；

（12）強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：褐黃、灰黃、灰白等色，堅(jiān)硬，0.1～3.3m的厚度；

（13）中（微）風(fēng)化花崗巖：灰白、肉紅、灰黃色，致密，堅(jiān)硬，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)。

該工程場(chǎng)地地下水主要有：

（1）淺層雜填土中的孔隙潛水，為弱透水～透水性地層，水量有限，主要受大氣降水、地表水體和地表排水的影響；

（2）砂層（4）中的孔隙承壓水，為透水性承壓含水層。本含水層與內(nèi)河和閩江具有很強(qiáng)的水力聯(lián)系，受內(nèi)河、閩江水的直接補(bǔ)給。

3 基坑支護(hù)施工難點(diǎn)

（1）該工程地處繁華鬧市區(qū)，施工場(chǎng)地非常狹窄，距周邊建筑物最小距離僅4.0m。周邊居民和商業(yè)店面多，且多為一、二層木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)民房，各種電信、市政管線較密，在施工過(guò)程中不能對(duì)周邊居民生產(chǎn)、生活產(chǎn)生任何不良影響。

（2）為保證基坑的穩(wěn)定、安全及周邊居民生產(chǎn)、生活的正常進(jìn)行，其最大變形量需滿足以下條件：

①地面沉降≤30mm，樁頂沉降≤30mm；

②支護(hù)結(jié)構(gòu)水平最大位移≤基坑開挖深度的1/300。

（3）該施工項(xiàng)目的地質(zhì)情況復(fù)雜，土層分層較多，且濕度、密度變化較大，其中砂層又較厚。施工早期的預(yù)制方樁由于發(fā)生擠土效應(yīng)，致使周邊建筑物出現(xiàn)了開裂的現(xiàn)象，所以后續(xù)施工時(shí)圍護(hù)樁需減少對(duì)周邊土體的擾動(dòng)。

（4）地下室二層的基坑底部落在（4）粗中砂層，包括含水層頂板以上的水位高度，該層中承壓水頭高度對(duì)平均值約2.53m，水頭標(biāo)高約3.6～3.9m，如未進(jìn)行降水就開挖基坑，在承壓水頭作用下將發(fā)生基坑突涌，因此必須采用可靠的降水措施。

（5）本工程基坑需要降水范圍較大，并要求將承壓水頭降至底板以下3.5m，為減少長(zhǎng)時(shí)間大面積降水引起的臨近建筑物地基產(chǎn)生過(guò)大的附加沉降，造成建筑物開裂、傾斜等不利影響，基坑四周必須采用截水帷幕，以減少基坑外水頭降低的幅度。

（6）該工程地下室構(gòu)造復(fù)雜，一、二層地下室底板面高差有2.80m，為使地下室一層能正常施工，在進(jìn)行地下室二層降水時(shí)，需在兩者之間設(shè)置擋土及截水結(jié)構(gòu)。

（7）由于業(yè)主希望本工程能提早完工，因此工期預(yù)定為55d，需嚴(yán)格控制整個(gè)基坑支護(hù)費(fèi)用。

4 基坑支護(hù)及井點(diǎn)降水方案選擇

（1）針對(duì)當(dāng)?shù)亟ㄖ袌?chǎng)上常見圍護(hù)樁型式，選型如下：

①拉森鋼板樁：施工工期快，施工方便，但施工過(guò)程中震動(dòng)強(qiáng)烈，尤其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)西北側(cè)一、二層木結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)的居民有較大干擾，另外板樁的止水效果不理想。

②人工挖孔樁、沖（鉆）孔灌注樁：基坑支護(hù)的安全系數(shù)高，但施工過(guò)程中污染多，工期長(zhǎng)、造價(jià)高，受場(chǎng)地條件限制。

③水泥攪拌樁：成樁工期短、無(wú)震動(dòng)、無(wú)噪聲、無(wú)污染，有止水帷幕的功效，但需注意基坑在地下室開挖較深時(shí)，會(huì)降低樁身的抗剪強(qiáng)度及剛度。

④沉管灌注樁：由于本施工現(xiàn)場(chǎng)土層分層較多，且不均勻，因此沉樁時(shí)，容易發(fā)生擠土效應(yīng)，影響成樁效果。

綜合以上分析，由于本工程特殊的地質(zhì)條件，需采用多種基坑支護(hù)模式才能滿足設(shè)計(jì)和施工要求。

（2）采用“大井法”估算基坑降水總涌水量及采用完整井群井降水方案計(jì)算得出：基坑總涌水量約3800m2/d，采用9口管井，管徑0.1m，孔深約20m，基本可滿足降水要求。

圖2

（3）優(yōu)化的基坑支護(hù)及井點(diǎn)降水方案——內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。且深度為20m的深井，其直徑≥450mm。濾管采用φ219鋼管，濾管外側(cè)填料為φ6～φ10礫石，離心泵流量為30～35m3/h。

（4）采用水泥攪拌樁具有止水帷幕作用，但是，地下墻未形成封閉，為保證在地下室開挖過(guò)程中不同種圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間連接點(diǎn)的安全、可靠和止水效果，采用如右大樣圖施工，如圖3。

圖3 不同支護(hù)形式交接處作法

（5）基坑開挖及降水期間監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括：

5 效果分析

①擋土結(jié)構(gòu)傾斜、位移監(jiān)測(cè)；

②周圍路面、地下管道等沉降、裂縫監(jiān)測(cè)；

③臨近建筑物及地下管道的沉降、傾斜、裂縫監(jiān)測(cè)；

④監(jiān)測(cè)頻率：圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工階段每?jī)商毂O(jiān)測(cè)依次，土方開挖階段每天觀測(cè)一次，直至地下室頂板澆搗完畢。遇到特殊情況出現(xiàn)，酌情增加觀測(cè)次數(shù)。

（6）為保證基坑的安全，在土方開挖施工過(guò)程中，保證有一臺(tái)挖土機(jī)隨時(shí)可以調(diào)用，如發(fā)現(xiàn)有坡頂位移呈增大趨勢(shì)且不收斂，立即用挖土機(jī)向坡腳回填反壓，直至位移穩(wěn)定再采取加固措施而后再繼續(xù)開挖。平時(shí)準(zhǔn)備300個(gè)砂袋，，一旦發(fā)現(xiàn)位移增大不穩(wěn)定時(shí)，采用砂袋回填反壓。

6 效果分析

①地下室一層基坑深度12m，采用拉森鋼板樁、一道水平支撐。

②地下室二層基坑深度20m，采用水泥攪拌樁φ600以S.M. W工法施工，樁中心間距450，兩道水平支撐。使用H鋼400× 400，間距為1000。

③兩層地下室的交接處采用重力式擋土墻：兩排水泥攪拌樁φ600，樁中心間距450，深度12m。

④施工場(chǎng)地內(nèi)砂層含泥量較大，透水性差，還存在砂層與淤泥質(zhì)土交互層，管井降水效果差，為保障降水效果能達(dá)到預(yù)期設(shè)想，需進(jìn)行以下調(diào)整：于地下室二層基坑內(nèi)布置12口均勻分布

（1）基坑及周邊建筑物監(jiān)測(cè)結(jié)果：臨近建筑、道路的最大沉降量為10.6mm，土護(hù)壁頂部最大水平位移為3.1mm。

（2）在土方開挖完成后，針對(duì)水泥攪拌樁的觀察看出，樁身光滑，搭接良好，無(wú)明顯滲、漏現(xiàn)象，在幾次大、暴雨情況下止水效果良好，保證了地下室主體的正常施工。

（3）基坑施工的總工期比原計(jì)劃提前6d，工程造價(jià)在業(yè)主的控制范圍以內(nèi)。

（4）在整個(gè)基坑和后續(xù)主體施工階段過(guò)程中，周邊建筑物無(wú)明顯沉降，原有的裂縫無(wú)發(fā)展跡象，周邊居民也沒(méi)有對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的不良投訴，整個(gè)施工過(guò)程將對(duì)周圍環(huán)境的影響降到了最低限度。

（1）本工程支護(hù)方案因地制宜，采取的多種基坑支護(hù)方案組合施工取得了成功。

（2）在基坑支護(hù)中采取的水泥攪拌樁作為止水帷幕阻隔基坑外承壓水、土方開挖前采取的基坑預(yù)降水等措施起到了很好的效果。

（3）施工過(guò)程中對(duì)基坑內(nèi)外進(jìn)行的跟蹤監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整施工技術(shù)措施，確保了基坑的安全。

TU753

A

1673-0038（2015）24-0079-02

2015-4-22