尤溪西城衛(wèi)生院綜合樓基坑支護設計與施工

魏日銘

(福建省閩北地質大隊，邵武，354000)

隨著城市化進程的發(fā)展，城市建設日益增多。擬建的建筑物周邊往往已有的建筑設施，在復雜環(huán)境下既要保證基坑開挖的安全，又要保證周邊建筑物的安全，同時還要做到經濟合理。根據(jù)尤溪西城衛(wèi)生院綜合樓場地地質特征及工程特點，因地制宜地采用放坡噴錨和孔樁圍護形式進行設計與施工*廈門輝固工程有限公司，尤溪縣西城衛(wèi)生院綜合門診樓基坑設計項目，2012。。

1 工程概況

尤溪西城衛(wèi)生院綜合樓擬建建筑物7層，建筑面積為6 069 m2，地下室一層高度為3.60 m，底板厚為0.40 m，基礎埋深為0.70 m，局部積水坑深度約1.10 m，最大開挖高度為5.10 m。擬建地下室基坑為長方形，基坑底部邊線周長為150 m，面積為867 m2?；訓|側6 m處為一幢5～6層磚混結構的民宅，淺基礎，其它3側為耕地。

2 工程地質與水文地質條件

2.1 工程地質條件

場地內巖土體自上而下分布特征分述如下。

①耕植土(Q4ml)：平均厚0.4 m，呈灰褐色，其土體特征參數(shù)重度為18.0 kN/m3、C值為15 kPa、φ值18°、土體與錨固體極限摩阻力標準值20 kPa[1，2]，層頂標高122.28～123.52 m。

②細砂(Q4al+pl)：平均厚度為3.75 m，呈淺黃色，質稍密，其土體特征參數(shù)重度為18.2 kN/m3、C值為5 kPa、φ值28°、土體與錨固體極限摩阻力標準值30 kPa，層頂標高121.88～123.12 m。

③卵石(Q4al+pl)平均厚2.13 m，巖性為變質巖和砂巖，呈微風化，密實度中等，粒徑3～8 cm，分選性差，其土體特征參數(shù)重度為20 kN/m3、C值為5 kPa、φ值35°、土體與錨固體極限摩阻力標準值120 kPa，層頂標高118.24～119.32 m。

④強風化粉砂巖(p2cp)：厚度大于14.6 m，呈土黃色，呈散體結構，裂隙面具強鐵錳質浸染，巖芯呈碎塊狀。其土體特征參數(shù)重度為22 kN/m3、C值為30 kPa、φ值35°、土體與錨固體極限摩阻力標準值200 kPa，層頂標高為116.11～116.97 m。場地工程地質剖面(圖1)。

2.2 水文地質條件

場地南側約60 m為青印溪，據(jù)當?shù)貧v年水文資料，其歷史最高洪水位為122.65 m，低于場地整平標高。

場地地下水類型為潛水，主要為貯存于卵石層中的孔隙潛水和強風化基巖中的裂隙水，屬強透水層，富水性中等。依據(jù)場地其它已建物抽水試驗資料及施工經驗，其滲透系數(shù)卵石為36.75 m/d、強風化粉砂巖圍邊0.04 m/d。

勘察期間測得地下水混合穩(wěn)定水位埋深為5.40～6.00 m，穩(wěn)定水位標高為116.76～117.73 m，穩(wěn)定水位標高平均值為117.21 m，勘察期間地下水變化幅度約為0.50 m，洪水季節(jié)水位變化較大約為3.00 m。故工程施工應避開洪水季節(jié)。

枯水期場地內地下水主要接受地表水、大氣降水和側向地下含水層的補給，以逕流方式向青印溪排泄。

3 基坑設計方案

場地基坑東側6 m處為一幢5～6層磚混結構的民宅，淺基礎，基礎埋深約為2 m，無放坡空間，只能垂直開挖，且土體由耕植土、細砂、卵石等組成，鑒于其土體特征和施工場地條件，基坑東側采用懸臂排樁支護是首選方案[3]。

場地北側、西側地勢開闊平坦，均為耕地，無構筑物。開挖部分的土體為耕植土、細砂、卵石，其土體結構松散，錨固極限摩阻力標準值低，所以采用放坡開挖并對坡面進行噴射混凝土護面施工方案。南側與基坑相臨有一村道，但基坑與村道距離為15～25 m，基坑開挖深度為5.10 m，因此南側仍適宜采用放坡開挖并對坡面進行噴射混凝土護面支護方式。

根據(jù)工程場地巖土體特征和周邊工程地質條件，基坑東側采用懸臂排樁支護，北側、西側、南側采用放坡護面支護。基坑設計平面如下(圖2)。

4 基坑風險評估

4.1 基坑工程等級

場地現(xiàn)有標高122.48～ 123.52 m，擬建物設計室外地坪標高124.60 m，地下室高度約3.60 m，基礎底(或樁頂)標高120.60 m。基坑開挖最大深度約5.10 m。基坑南側、北側、西側工程等級為二級，基坑東側工程等級為一級。

4.2 基坑支護結構類型

基坑場地所處一級階地單元東側，其坑壁為耕植土和細砂層，基坑支護要進行側壁穩(wěn)定設計，基坑北、南、西側均為空地，且距離大于10 m，其開挖施工對周邊環(huán)境影響較小，采用放坡開挖滿足安全要求；東側6m有民房，采用排樁進行支護，控制變形，確保東側環(huán)境不受影響。

4.3 地下水對周邊建筑的影響

勘察期間地下水穩(wěn)定水位埋藏為117.73 m，在開挖面119.50 m以下，對基坑設計影響較小。但在設計和施工中應做好地表水排放，或在基坑內設置集水井、排水溝等排水設施，使干作業(yè)施工順利進行。

5 基坑支護設計

依據(jù)周邊開挖經驗，放坡比例可采用1∶1，深度為5.10 m，坡寬為5.10 m 。開挖后噴射混凝土護面，混凝土為C20細石混凝土，面板厚為50 mm。施工配合比為水泥∶砂∶石=1∶2∶2，水泥采用32.5R型。

根據(jù)當?shù)厥┕そ涷灱肮に囁?，東側排樁設計為懸臂支護樁，采用人工挖孔成樁，樁直徑為1 000 mm，樁間距為3.0 m，基坑深度為5.10 m，嵌固深度為6.00 m，樁長為11.10 m。樁的縱筋級別為HRB335,鋼筋實配值24D16，樁的螺旋箍筋級別為HRB335，鋼筋實配值D12@150 mm，混凝土為C25；冠梁寬為1.20 m，冠梁高為0.40 m，梁的縱筋級別為HRB335，鋼筋實配值26D16，箍筋級別為HRB335，鋼筋實配值D12@200 mm，混凝土為C25；樁間擋土板厚為250 mm，橫向筋采用φ16@200，堅向筋采用φ8@200，混凝土為C25。民房附加應力為80 kPa[4]。

采用理正深基坑設計軟件驗算，變形小于14 mm。滿足設計要求。

6 施工監(jiān)測設計

為實施監(jiān)測成果，在基坑懸臂支護樁頂及坑邊設置了10個地面沉降和位移監(jiān)測點。地面沉降監(jiān)測采用DS05oge精密水準儀進行觀測,位移監(jiān)測采用ZTS602R全站儀觀測。基坑監(jiān)測依據(jù)[5-7]，沉降在基坑和擋板頂部周邊布置水平位移監(jiān)測點，監(jiān)測點間距為15～20 m；主要觀測支護結構在土方開挖及施工期間的側向變形。在支護結構頂部周邊的地面及鄰近建筑物上布置沉降監(jiān)測點，監(jiān)測點間距為15～20 m，周邊每個建筑物沉降監(jiān)測點不少于4個，主要觀測施工對周邊建筑物沉降的影響?；娱_挖時每天觀測2次，底板澆筑時每2 d觀測1次，變形和沉降穩(wěn)定后每7 d觀測1次。遇到暴雨或位移較大時，應適當加密觀測次數(shù)。監(jiān)測預警指標為最大水平位移大于30 mm，或其水平位移速率已連續(xù)3 d大于1 mm/d；地面沉降值已大于15 mm。

6.1 孔樁施工

挖孔作業(yè)嚴格執(zhí)行由上到下逐層進行，先中間后兩邊，先深后淺的作業(yè)原則。砂土地層不應全面開挖，應采用間隔開挖方式，最小施工凈距不小于4.5 m?？讟蹲o壁長度要不小于1 000 mm，護壁厚度為150 mm，頂筒應高出地面50～200 mm。同時孔樁施工要嚴格執(zhí)行安全規(guī)范要求[8]。

6.2 鋼筋籠制作

鋼筋籠分段制作，每段長5 000～9 000 mm，然后焊接，主筋焊接位置應錯開500 mm及35d，每隔一根主筋方可在同一位置焊接，焊接頭可采用幫條雙面焊接或單面焊接。也可采用氣壓焊或機械連接，接頭在1 000 m范圍內箍筋間距為@100，箍筋宜優(yōu)先采用螺旋箍筋?？v向主筋間距要均勻相等，箍筋和加勁筋與主筋應點焊，主筋保護層厚度為200 mm，外側應設置混凝土墊塊或定位環(huán)，以確?；炷帘Ｗo層的厚度。

6.3 混凝土的要求

混凝土必須用串筒往孔內送，串筒往孔內送料自由下落高度必須控制在2 m內，澆灌時必須采用插入式振動器分層振實，分層厚度控制在1 000～1 500 mm，混凝土塌落度取80～100。當滲水量過大，應采取有效措施保證混凝土量。

6.4 基坑開挖

基坑開挖按分層分段進行。放坡率為1∶1，基坑四周全部清空所有堆載物。并做到開挖一層支護一層，每層開挖深度均不超過1.5 m。支護結構達到100%后，方可開挖下層土方及下層施工。場地基坑開挖前，應先施工場地四周設置排水溝確保地表水不流向基坑，及時對開挖層、段坡面采用噴射混凝土護面，混凝土為C20細石混凝土，面板厚50 mm。若坡面發(fā)現(xiàn)滲水，應在滲水處設置排水管，噴射混凝土應自下而上進行，射距在0.8～1.5 m范圍內?；娱_挖過程中，應采取措施防止碰撞支護結構、擾動基底原狀土?；娱_挖完成后，應及時采用混凝土封底，并進行地下結構施工。

7 施工成果

(1)據(jù)場地的巖土體特征及水文地質條件，基坑東側懸臂排樁一共施工了9個，施工后孔深為11.1～11.3 m，施工過程嚴格按設計要求和施工組織要求進行，順利的完成東側懸臂排樁支護施工，東側與臨近的建筑物通過基坑開挖施工過程的監(jiān)測，未發(fā)生建筑物沉降、變形、位移等問題。

(2)基坑的北側、南側、西側嚴格按設計要求采用放坡護面支護施工，在施工過程中分4層逐層放坡開挖，保持坡面平整并用C20細石混凝土噴射護面，面板厚度為50 mm。施工過程中沒有發(fā)生流砂、坍塌等不良地質問題，順利的開挖到設計標高119.50 m處，順利完成整個基坑開挖施工任務。

(3)基坑沉降監(jiān)測布置5個點，監(jiān)測結果沉降量為2.17～3.12 mm，建筑允許沉降量最小為25 mm；基坑位移監(jiān)測布置5個點，監(jiān)測結果側向位移量為1.32～1.63 mm，可認為沒有側向位移。10個監(jiān)測點累計沉降、位移值都小于監(jiān)測控制標準值，基坑施工過程中對鄰近建筑物無不良的影響，說明基坑工程所采用的支護體系是成功的。達到了預期的目的，符合現(xiàn)行國家相關規(guī)范及標準要求。

8 結語

尤溪縣西城衛(wèi)生院門診綜合樓現(xiàn)已竣工投入使用，該工程基坑施工中因地制宜、選擇懸臂排樁和放坡護面聯(lián)合支護結構形式進行動態(tài)設計，在基坑施工過程進行全方位的監(jiān)測，實現(xiàn)信息化施工，保證了基坑工程順利完成。說明該基坑工程設計與施工是安全、經濟、高效。

1 GB50021—2001 巖土工程勘察規(guī)范.

2 工程地質手冊編輯委員會，工程地質手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995.

3 劉昌輝，時紅蓮.基礎工程學.武漢：中國地質大學出版社，2005.

4 趙明華，俞曉，王貽蓀.土力學與基礎工程.武漢：武漢理工大學出版社，2009.

5 GB/T12897—2006 國家一、二等水準測量規(guī)范.

6 GB50026—2007 工程測量規(guī)范.

7 JGJ8—2007 建筑變形測量規(guī)范.

8 JGJ94—98 建筑樁基技術規(guī)范.