城市道路高層建筑周邊基坑開挖施工方案淺析

【摘 要】本文針對南京市府前路箱涵及道路改建，就城市高層建筑周邊基坑開挖施工方案作詳細的分析，這將對類似工程規劃設計，提高施工效率和施工質量都有很好的借鑒作用。

【關鍵詞】城市道路；高層建筑；基坑開挖；施工方案

南京市府前路箱涵、平江橋和四象橋復建工程府前路箱涵于2015年5月公開招標，項目總投資893.71萬元。其中府前路箱涵位于府前路上，南京市人民來訪接待中心東側，周邊與地鐵三號線市政府站、和平大廈、臺城大廈緊鄰，工程造價約230萬元。鑒于項目所在位置周邊有和平大廈、臺城大廈兩座高樓，同時施工區內管線極為復雜，南側有通訊及電力管線，北側有10kv電纜、原河道下的D630污水截流管和D700自來水管，部分管線需就地保護，此項目采用全斷面基坑開挖、涵身為現澆鋼筋砼結構，施工單位在前期施工方案的編制中，主要考慮了以下幾個方面。

1.基坑開挖施工方案需要考慮的不穩定因素

1.1土的類別

在基坑開挖的過程中，由于土的類別不同，那么土的含水量、干容重、空隙化、顆粒級配、顆粒尺寸、形狀以及顆粒礦物成分都是不同的，土體的內聚力與內摩阻力也不盡相同。特別是現代城市，由于范圍的不斷擴大，導致土質條件也越來越復雜，不同路段的公路，就有著不同的土體類別。例如，粘土同時存在內聚力與內摩阻力，但是砂土卻沒有內聚力，內部只存在內摩阻力，基坑的穩定是移開內摩阻力維持平衡的。所以，不同的土地，對基坑穩定性影響也就不同。

1.2圍護結構的施工質量

基坑圍護結構是保證基坑穩定的重要措施，但是現目前在道路的基坑施工中，部分施工單位為了追求施工進度，對維護結構的質量缺乏足夠的重視，部分施工單位在設計維護結構的時候，由于約束力度不夠，導致不能嚴格按照合理的方案進行施工，使得維護結構與設計要求不相符合，為基坑造成了巨大的安全隱患。例如，某工程在施工時選擇土釘墻結構，土釘間距設定為1.2米，但是在實際施工時卻擴大為1.8米，使得維護強度降低，出現坍塌情況。此項目由于受到施工場地限制，三面是高樓，一面與地鐵結構想接，無法采用放坡開挖，最終選擇高強度，高密度板樁維護，垂直開挖措施。

1.3基坑頂部荷載力過大

部分基坑在開挖的時候，在頂部堆積了大量的工程材料，這使得荷載力過大，增加了土體內部的剪應力，有時候甚至會超過了土體的實際抗剪強度，造成基坑失穩。因此在開挖基坑的時候，應該將工程材料等放置在適合的地方，避免荷載過大，影響基坑穩定性。此方案施工中將設計采用原土現場回填利用變更為基坑開挖土方隨挖隨清，回填采用高規格的二灰結石材料，從而避免基坑周邊土方堆積，減輕基坑頂部堆壓荷載過大的不安全因素。

1.4地下水的影響

在基坑開挖的過程中，地下水對于基坑穩定性有著巨大的影響。只要表現在以下幾個方面：第一，地下水滲透造成基坑坍塌開裂；第二，基坑土涌，引起基坑底土開裂，造成管涌；第三，暴雨的影響，使得基坑受到雨水的長期浸泡，降低土體強度；第四，基坑四周地下水管出現破裂，引起漏水；第五，地下水位降低引起的地面沉降，以及相鄰建筑物的傾斜。此方案為防止水的影響，采用河道上游圍堰，基坑內用3臺潛水泵24小時不間斷排水措施，消除安全隱患。

2.基坑開挖支護種類

2.1土釘墻支護

在基坑開挖中，土釘墻技術是一種得到廣泛應用的技術，經濟可靠，安全系數大，并且施工簡便快速。與其它圍護技術相比，土釘墻技術的效率較高，工期大幅度縮短，費用基本上在每平方米400元至800元，與其它圍護技術造價相比，成本較低。土釘墻支護的不足之處在于，主要適用于人工降水或者地下水以上的土體，也就是說土體必須具備一定的自穩能力，便于施工。此項目位于珍珠河上，土層為含水豐富的淤泥質土、砂礫卵石層和粉細砂層中，這種技術則不宜應用。

2.2鋼板樁支護

主要是由錨拉桿和鋼板樁構成，在施工的時候，用打樁機將鋼板樁打入地基，相互連接組成墻體，支護基坑土體。鋼板樁的防水性較好、強度高，相對來說造價較低。從效率方面來說，施工速度快，在多種土質中能夠較好的應用，并且能夠重復使用。適用于安全等級在2、3級的基坑。此方案在現有城市基坑開挖中真越來越多的采用。

2.3深層攪拌樁

這種支護技術是以水泥為固化劑，運用機械將軟土劑和固化劑攪拌在一起，使其逐步硬化，構成具有一定強度、水穩定性和整體性的水泥土樁墻。這種技術具有止水、擋土的功能，有助于快速機械化施工。造價相對經濟，并且污染少、無噪聲、無振動，成本投入適中，比較適合城市繁華區的公路施工。適用于安全等級2、3級的基坑。不足之處在于厚度較大，因此占地面積較大。

2.4排樁支護

這種支護技術，是將鋼筋混凝土灌注樁進行柱列式布置，從而起到有效的支護作用。適應性較強，抗彎強度高，剛度大，對于工作場地沒有過高的要求。但是其造價較高，基本上平均每延米的造價在9800至10000元。并且工期較長，影響施工效率，防水能力較差。

2.5地下連續墻

地下連續墻是沿著基坑的周圍利用專用設備挖出一條溝槽，在槽內安裝鋼筋籠，然后利用導管法澆筑混凝土，形成墻體，按照順序施工，最終形成連續的地下墻體。優點是抗滲性較好，強度大，對周圍的建筑及環境沒有過大的影響，占地面積小，工程量小，有利于提升施工效率。但是缺點是造價過高，基本上每延米的價格在28000至36000元。并且施工技術要求較高。

3.結合工程其它案例進行圍護方案分析

某工程在經濟開發區內，需要連接兩條道路，由于城市美化的要求，需要采用地道方式連接，從而為城市發展提供有效的作用。由于基坑較淺，只有10米左右，因此采用明挖法。根據勘察，該路段土體主要是淤泥質土、粘性土和填土。土質比較松軟，直立性較差，且相鄰建筑物較多，因此不能放坡開挖。根據工程要求，基本上采用以下三種維護措施：鉆孔灌注樁、地下連續墻和攪拌樁。

地下連續墻的造價較高，施工時噪聲低、振動小，適合建筑密集區應用。剛度較大，變形小，并且施工經驗比較豐富，安裝速度快。鉆孔灌注樁的造價也較高，但是適應性強，剛度大，應用廣泛、機具簡單。攪拌樁的造價較低，具有防滲止水、擋土承載的作用，還能夠重復使用。

根據三種圍護技術的優缺點，并結合工程的實際情況，發現地下連續墻雖然變形小，剛度大，但是由于造價過高，比較適合在更深的基坑開挖工程中應用。另外該工程由于土層中建筑垃圾占據很大的比重，并且夾雜著堿渣、小石塊，采用攪拌樁的方式，可能存在攪不動的情況，難以滿足支護需要。同時，如果采用攪拌樁，現場泥漿及水泥漿有可能污染河道及地下水，為了安全、環保，此方案比施工、設計單位否定。因此，此項目經過方案比選，考慮到周邊有高層建筑及施工區管線較多，方案選用9米拉森鋼板樁咬合維護，確保周邊建筑物及基坑開挖安全，大大提高了施工進度，還達到了理想的止水效果。

4.結語

總而言之，在城市道路基坑工程施工中，針對不同地質條件及周邊建筑物的情況，應該進行詳細地分析，對其優缺點進行全面的了解，并且要緊密結合工程的實際情況，選擇效率高，安全系數大，經濟造價適中的方案，盡量避免對周圍環境的影響，保證工程質量。 [科]

【參考文獻】

[1]許鋒，周學明，湯海輝，黃曉明，李發林.軟土地區大面積多層次基坑設計實例淺析[J].上海地質，2007（02）.