大型房建設(shè)施地下室基坑設(shè)計(jì)及施工探討

文｜珠海市第二城市開(kāi)發(fā)有限公司 井長(zhǎng)貴

1 工程概況

珠海（金灣）生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)示范專(zhuān)區(qū)項(xiàng)目二區(qū)（研發(fā)、孵化、中試）位于珠海市金灣區(qū)三灶科技工業(yè)園附近，金海岸大道北側(cè)，機(jī)場(chǎng)高速西側(cè)。地庫(kù)±0=絕對(duì)標(biāo)高3.7m，場(chǎng)地整平標(biāo)高為-1.1m（絕對(duì)標(biāo)高2.6m），地庫(kù)底板頂標(biāo)高為-6.0m，筏板厚度1.7m或承臺(tái)厚度1.4m，墊層厚度0.1m，基坑底標(biāo)高為-7.8m（絕對(duì)標(biāo)高-4.1m）或-7.5m（絕對(duì)標(biāo)高-3.8m），基坑深度6.7m或6.4m。基坑呈一“L”狀矩形，長(zhǎng)約318.72～362.45m，寬約63.50m，面積約21015.9m2，基坑周長(zhǎng)約為808.2m?；又苓厛?chǎng)地較為空曠，基坑邊線距離紅線較遠(yuǎn)，基坑?xùn)|側(cè)77.34m處外為機(jī)場(chǎng)高速，南側(cè)55～58m處為一期項(xiàng)目檢測(cè)辦公大樓正在施工，采用管樁基礎(chǔ)；西側(cè)為機(jī)場(chǎng)西路，道路距基坑邊線約58.89m；北側(cè)為二區(qū)項(xiàng)目擬建藥廠廠房，均未開(kāi)始施工?；影踩燃?jí)為一級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為一年。

2 基坑施工技術(shù)方案

通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目地形情況、開(kāi)挖的深度超過(guò)6m，與周邊重要建筑物距離范圍綜合判斷，工程項(xiàng)目基坑為一級(jí)基坑，基坑使用時(shí)間為365d。

2.1 基坑支護(hù)技術(shù)方案的比選

2.1.1 基坑放坡支護(hù)技術(shù)

工程項(xiàng)目基坑周?chē)曇伴_(kāi)闊，施工場(chǎng)地比較空曠，可以根據(jù)開(kāi)挖傾斜的坡度做成臺(tái)階狀進(jìn)行放坡，坡面用土工膜蓋上，直接用噴射機(jī)噴上混凝土砂漿實(shí)施防護(hù)，對(duì)坡腳再用土袋或砂袋壓實(shí)，同時(shí)結(jié)合土體加固措施進(jìn)行。

2.1.2 基坑排樁支護(hù)技術(shù)

（1）懸臂式排樁支護(hù)技術(shù)

懸臂式排樁支護(hù)技術(shù)應(yīng)用在超過(guò)6m深度基坑中，要與放坡技術(shù)綜合使用，由于本工程項(xiàng)目開(kāi)挖的基坑最深達(dá)到6.7m，而且施工工期達(dá)到365d，可以用雙排樁對(duì)基坑支護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)，以減少單排懸臂樁支撐力不足的情形發(fā)生，懸臂式排樁支護(hù)技術(shù)缺點(diǎn)是施工成本較高而且技術(shù)難度大，施工時(shí)間較長(zhǎng)。

（2）錨固式排樁支護(hù)技術(shù)

錨固式排樁體積較小，不占用基坑內(nèi)部位置，可用在深度不一的基坑中，但錨桿需要打入到鄰近位置，打入的錨桿對(duì)土質(zhì)要求有限制，淤泥層設(shè)置錨固段效果欠佳，軟土質(zhì)土體盡量避免使用，粉細(xì)砂層要使用一次性錨桿，當(dāng)遇有阻礙或旁邊建筑地基時(shí)錨桿無(wú)法打入，這種技術(shù)受地形特點(diǎn)限制較大，可作為備選方案。

（3）內(nèi)支撐式排樁支護(hù)技術(shù)

內(nèi)支撐式排樁支護(hù)技術(shù)能適用開(kāi)挖深度不一樣的基坑，土質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，但施工成本比較高而且施工環(huán)節(jié)比較多，支護(hù)體系占用空間比較大，需要綜合考慮實(shí)際情況選用。

2.1.3 地下連續(xù)墻

通常來(lái)說(shuō)基坑深度大、地下室層數(shù)多適用地下連續(xù)墻技術(shù)，如單獨(dú)運(yùn)用施工成本過(guò)高，直接把地下室的梁板柱作為內(nèi)支撐加上逆作法聯(lián)合使用時(shí)可大大降低成本，但施工環(huán)節(jié)較多、技術(shù)要求高。

2.1.4 方案比選

經(jīng)過(guò)以上多個(gè)支護(hù)技術(shù)方案比選，各個(gè)方案適用條件不一，各有特點(diǎn)。單獨(dú)運(yùn)用一種方案不適用本工程項(xiàng)目面積大、土質(zhì)條件復(fù)雜、施工時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，考慮到本工程的基坑淤泥層比較厚，工程項(xiàng)目部技術(shù)人員深入研究設(shè)計(jì)圖紙、勘察報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)等資料，結(jié)合工程質(zhì)量、安全、成本、工期、施工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)力量、資源配置等各方面影響因素，最后綜合選用多方案聯(lián)合實(shí)施基坑支護(hù)，使用放坡+水泥土攪拌樁加固+內(nèi)插H型鋼抗滑體的技術(shù)方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工。

單軸攪拌樁直徑0.8m，間距0.6m，搭接0.2m；三軸攪拌樁直徑0.85m，搭接0.15m，攪拌樁格柵型布置。

2.2 地下水處理

現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖基坑之后，地下水中化學(xué)成分比較復(fù)雜，容易對(duì)基坑壁進(jìn)行化學(xué)侵蝕，因此在開(kāi)挖的全過(guò)程中宜對(duì)地下水采用封和導(dǎo)的方式進(jìn)行技術(shù)處理，具體處理方法如下：

（1）本場(chǎng)區(qū)上層滯水主要貯存在素填土層，采用明排降水。

（2）開(kāi)挖本工程項(xiàng)目基坑前，對(duì)基坑頂部3-5m的地面澆搗C15混凝土，混凝土層厚度為6-8cm，以防上水直接流入坑壁周邊。

（3）基坑距離頂部1m砌筑一條300mm×300mm磚截水溝，在距坡腳3.0m左右設(shè)置一道坑底排水溝，尺寸300mm×300mm，用C15砼砌筑，確保排水溝不漏水。

（4）土建單位應(yīng)根據(jù)土方開(kāi)挖進(jìn)展，在坑內(nèi)設(shè)置若干個(gè)專(zhuān)用集水坑，為了便于排水，集水坑與排水溝至少要低50cm，深度差應(yīng)保持到基坑開(kāi)挖達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。

（5）在坡面按水平間距2.0m左右設(shè)置若干塑料排水管利于排水。

（6）在坑底設(shè)置若干集水坑進(jìn)行明排，匯集上層滯水后，用水泵抽排至坑頂明渠。

3 基坑支護(hù)施工技術(shù)要求

3.1 施工順序

本工程基坑支護(hù)施工各階段環(huán)節(jié)如下：現(xiàn)場(chǎng)放線→水泥攪拌樁加固施工→內(nèi)插H型鋼抗滑體施工→坡頂截水溝施工→坡體上部土方開(kāi)挖→土釘掛網(wǎng)噴砼護(hù)坡→坡體下部土方開(kāi)挖→主體結(jié)構(gòu)施工至±0→肥槽回填→拔除H型鋼芯材并回填密實(shí)……→施工完畢。

3.2 單軸水泥土攪拌樁施工

（1）攪拌樁應(yīng)長(zhǎng)度應(yīng)確保不小于基坑斷面設(shè)計(jì)圖紙要求，攪拌樁采用P.042.5普通硅酸鹽水泥。攪拌樁現(xiàn)場(chǎng)抽芯樣28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.8MPa。

（2）攪拌樁施工場(chǎng)地事先應(yīng)予以平整，必須清除地上、地下一切障礙物。表層填土含砼塊、塊石，應(yīng)挖槽予以挖除后換填素土。

（3）攪拌樁樁位偏差不超過(guò)5cm，樁徑允許偏差為4%，垂直度允許偏差1%。水泥標(biāo)號(hào)不應(yīng)小于42.5，水灰比0.5，水泥摻入量18%，水泥用量不少于160kg/m。

（4）施工時(shí)如因故停漿，宜將攪拌機(jī)下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m，待恢復(fù)供漿時(shí)再?lài)姖{提升。若停機(jī)超過(guò)3.0h，宜先拆除輸漿管路，清洗輸漿管路。

3.3 三軸水泥土攪拌樁施工方法

（1）針對(duì)本工程項(xiàng)目土質(zhì)情況和施工特點(diǎn)，施工使用漿噴，選用漿噴式多軸深層攪拌機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工。

（2）三軸水泥土攪拌樁施工過(guò)程中應(yīng)連續(xù)作業(yè)，每條樁體施工時(shí)間相隔時(shí)間應(yīng)控制在24h以?xún)?nèi)，施工前和施工完畢后的搭接要符合設(shè)計(jì)要求并進(jìn)行強(qiáng)化。

（3）深層攪拌樁樁位水平偏差不大于50mm，垂直偏差不大于1。水泥標(biāo)號(hào)不應(yīng)小于42.5，水灰比1.5～2.0，水泥摻入量20%。

（4）施工過(guò)程中注意對(duì)攪拌樁位置、長(zhǎng)度、提升速度等指標(biāo)進(jìn)行記錄，科學(xué)分配施工作業(yè)段，盡量減少施工各段的時(shí)間間隔，間隔時(shí)間超過(guò)正常值時(shí)，要進(jìn)行補(bǔ)樁或其它強(qiáng)化樁體措施。

（5）深層攪拌樁養(yǎng)護(hù)至少28d以上，28d現(xiàn)場(chǎng)抽芯樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.8MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，方能進(jìn)行基坑開(kāi)挖。

3.4 內(nèi)插H型鋼施工

（1）H型鋼采用插一跳一方式施工，同時(shí)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。

（2）H型鋼應(yīng)在攪拌樁初凝前（盡量靠自重，壓沉不到位時(shí)采用振動(dòng)法）插入，插入前應(yīng)校正位置，設(shè)立導(dǎo)向裝置。樁頂標(biāo)高偏差小于100mm，垂直度偏差<1/150。

（3）H型鋼考慮回收時(shí)，在清除H型鋼表面的鐵銹及污垢后，均勻涂抹（插入水泥土的部分）減摩劑。

3.5 掛網(wǎng)噴混凝土施工

（1）掛網(wǎng)前先進(jìn)行基坑開(kāi)挖，由專(zhuān)人實(shí)施放線測(cè)量，進(jìn)行分層分段挖掘。

（2）放點(diǎn)及短釘打入，坡面修整好后按設(shè)計(jì)要求布點(diǎn)，在已修好的工作面上按圖紙要求布點(diǎn)，然后進(jìn)行短釘?shù)氖┕?，短釘直?6mm，長(zhǎng)度0.8m，間距2m。

（3）掛鋼筋網(wǎng)噴砼，鋼筋網(wǎng)采用φ6.5@250×250，噴射混凝土厚度為100mm，強(qiáng)度等級(jí)不低于C20。

3.6 注漿花管施工

（1）注漿花管成孔直徑100mm，傾角20°，桿體采用直徑48mm、壁厚3.5mm鋼花管，水平間距1.0m，豎向間距1.0m。

（2）注漿體采用純水泥漿，P.O.42.5早強(qiáng)普通硅酸鹽水泥，水灰比0.5～0.55，強(qiáng)度等級(jí)為M30，注意控制灌漿壓力穩(wěn)定保持至少1.0MPa壓力以上，而且必須灌滿(mǎn)錨孔。

（3）基坑開(kāi)挖后應(yīng)立即進(jìn)行支護(hù)施工，分級(jí)開(kāi)挖，分級(jí)支護(hù)，嚴(yán)禁超挖，注漿花管鉆孔成孔后，應(yīng)及時(shí)插入桿體及注漿。

3.7 土方開(kāi)挖施工

（1）土方開(kāi)挖前須編制土方開(kāi)挖方案。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)坡度、深度分層開(kāi)挖，嚴(yán)禁超挖欠挖。在有錨索的位置，先施工錨索后開(kāi)挖。

（2）土方開(kāi)挖時(shí)應(yīng)保護(hù)好已形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)禁碰損及碰壞已形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

（3）土方開(kāi)挖過(guò)程中，若遇土層含水量過(guò)高，應(yīng)用挖機(jī)在坑內(nèi)適當(dāng)部位挖集水坑，將地下水匯入坑中，抽排出坑外。

（4）土方人員應(yīng)聽(tīng)從支護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)人員的指揮及調(diào)度，在結(jié)構(gòu)施工人員的調(diào)度及指令下開(kāi)展工作。

（5）土方隨挖隨運(yùn)走，切勿堆積在基坑邊緣，若土方暫無(wú)法運(yùn)走時(shí)，應(yīng)堆積在離基坑邊緣至少2倍基坑深度外處。

4 基坑施工監(jiān)測(cè)技術(shù)措施

4.1 基坑監(jiān)測(cè)目的

由于本工程項(xiàng)目基坑為一級(jí)基坑，屬于施工中重點(diǎn)監(jiān)測(cè)范疇，要保證基坑開(kāi)挖、支護(hù)、地下管線、基坑周邊建筑物的安全，施工中必須全過(guò)程密切實(shí)施基坑監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)信息化方式進(jìn)行工程監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)施工的安全和可控。

4.2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

（1）樁頂?shù)拇怪焙退轿灰萍吧顚铀轿灰票O(jiān)測(cè)（樁身測(cè)斜）。

（2）坑外土體測(cè)斜。

（3）地下水位。

（4）坑外地面沉降。

（5）周邊道路水平、豎向位移。

4.3 監(jiān)測(cè)預(yù)警值（見(jiàn)表1）

表1

4.4 監(jiān)測(cè)要求

（1）基坑開(kāi)挖前須做好監(jiān)測(cè)方案，請(qǐng)有資質(zhì)的單位、人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（2）設(shè)置3個(gè)以上觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)。

（3）各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在基坑開(kāi)挖前應(yīng)測(cè)定初始數(shù)據(jù)，且不宜少于兩次。

（4）監(jiān)測(cè)記錄完畢后，利用計(jì)算機(jī)軟件統(tǒng)計(jì)沉降速度、變形量等數(shù)值，繪制監(jiān)測(cè)結(jié)果變形相關(guān)圖表，并在24h內(nèi)整理提交。

（5）施工單位應(yīng)每天巡視四周，及時(shí)匯報(bào)異常情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

房建的基坑大開(kāi)挖不同于橋梁專(zhuān)業(yè)的承臺(tái)基坑，采用的不再是一種單一的基坑支護(hù)手段。因?yàn)橹ёo(hù)的空間大、且周期長(zhǎng)。實(shí)際施工中可視周邊具體的環(huán)境條件，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、進(jìn)度等因素綜合考慮，采用多種支護(hù)方法相結(jié)合的方式對(duì)大基坑進(jìn)行安全支護(hù)。相對(duì)應(yīng)而言因施工方法較多，對(duì)施工要求就較為繁瑣，故在施工中應(yīng)根據(jù)不同的工法，依據(jù)不同的施工規(guī)范對(duì)工程全過(guò)程進(jìn)行要求，最終的目的可保證整個(gè)項(xiàng)目的順利完成且產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。