蘇州交通銀行大廈基坑工程實例分析

張冬林 譙勇軍 陳曉黎 吳 洋

(1．南京市政工程管理處，江蘇南京 210000; 2．南京市棲霞區市政設施綜合養護管理所，江蘇南京 210000;3．73667部隊，江蘇 鎮江 212421; 4．華東局，江蘇 南京 210007)

0 引言

隨著社會的發展和人們對生活空間不斷拓展的需要，城市地下工程建設越來越多。深基坑的開挖與支護是一門綜合性的巖土課題，我國于20世紀80年代開始了這方面研究［1］。基坑開挖與支護技術難度較大，需考慮到結構受力、變形、位移和地下水位變化等方面因素較多，處理不當易發生事故［2，3］。現階段，基坑開挖與支護的方式主要有放坡開挖、土釘支護、水泥土重力式擋墻支護、排樁支護和地下連續墻支護等，每種支護方式都有其適用范圍和優缺點，必須正確的進行選擇［4］。在基坑開挖與支護過程中，為確保工程的安全穩定，必須對支護結構的內力、位移、地下水位變化、周邊建筑物位移等參量進行監測，提前預防工程事故的發生。蘇州交通銀行大廈地處蘇州工業園區，周邊建筑物密集，大廈主體為22層，高106．8 m的主樓，周圍為4層的裙房。本文將對該大廈基坑工程實例進行分析，總結相關經驗，以期指導其他工程實踐。

1 工程地質條件

表1 各土層物理力學性質

根據工程地質勘查報告，蘇州交銀大廈場在基坑開挖深度影響范圍內土層分布為:

①填土:雜色，濕～飽和，軟塑，以耕植土為主，高壓縮性，工程特性差，層厚2．0 m ～6．0 m。

②-1粘土:灰黃～褐黃色，飽和，可塑，干強度高，韌性高，結構較致密，中等壓縮性，工程特性好，層厚為0．6 m～2．5 m。

②-2粉質粘土:灰黃色，飽和，可塑，干強度中等，韌性中等，中等壓縮性，工程特性一般，層厚1．5 m～3．0 m。

③粉質粘土:灰色，飽和，軟塑，干強度中等，韌性中等，土質不均勻，中等壓縮性，工程特性較差，層厚1．6 m～4．2 m。

④-1粉土:灰色，飽和，松散～稍密，干強度低，土質不均勻，中等壓縮性，工程性質較差，層厚1．7 m～4．2 m。

④-2粉土夾粉質粘土:灰色，飽和，稍密～中密，干強度低，土質不均勻，中等壓縮性，工程性質一般，層厚2．2 m～6．3 m。

⑤粉質粘土:灰色，飽和，軟塑～可塑，干強度中等，中等壓縮性，工程性質較差，層厚 3．7 m ～7．5 m。

⑥-1粘土:暗綠～灰綠色，飽和，可塑～硬塑，無干強度中等，韌性中～高，中等壓縮性，工程特性良好，層厚2．4 m～4．3 m。

⑥-2粉質粘土夾粉土:褐黃色，飽和，可塑，干強度中等，中等壓縮性，工程特性較好，層厚4．7 m～8．2 m。

⑥-3粉質粘土:灰黃色，飽和，軟塑～可塑，干強度中等，韌性中等，中等壓縮性，層厚1．6 m ～7．4 m。

以上各土層的物理力學性質如表1所示。

2 基坑支護方案

本基坑工程特點及設計主要解決問題為基坑開挖深度大，周邊環境復雜，支護結構需有效控制變形，同時基坑周邊的河道駁岸及道路管線需重點保護，場區施工空間狹小，支護結構設計需考慮土方開挖施工，而且場地內存在承壓含水層，地下水處理需重點關注。

基坑本身及周邊環境的安全性是設計與施工的首要目標，而在安全性前提下必須采用合理、有效、經濟、快捷的方案體系及技術措施，以控制工程造價、滿足工期要求。順作法應用極為廣泛，與主體設計關聯度小，受主體結構設計進度制約少;逆作法適用于基坑面積超大、支護結構空間狹小、周邊有地鐵隧道或重要文物等對變形保護要求極為嚴格的工程。綜合考慮各種因素，本工程設計考慮采用順作法總體設計方案，順作法施工實景如圖1所示。

圖1 順作法施工實景

本基坑施工可行的施工方案主要有地下連續墻、SMW工法樁和排樁+止水帷幕法三種，經分析，三種施工方案的技術參數如表2所示。

表2 各方案技術參數

經綜合比較分析，確定采用常規鉆孔灌注樁+三軸深層攪拌樁作為擋土及止水帷幕。支撐體系可選擇二層支撐、三層支撐，選取典型斷面進行對比分析，如表3所示。

表3 不同層數支撐情況參數對比

如果采用二層支撐體系，相比三層支撐體系，工程造價較高，而且結構變形控制較差，綜合考慮支護結構內力及變形情況、拆撐工況控制及造價等因素，采用三層支撐體系。基坑支護典型剖面如圖2所示。

圖2 基坑支護典型剖面圖

3 現場監測結果

為了掌握基坑開挖過程中，立柱沉降、土體深層位移和地下水位的變化情況，在施工過程中展開了對基坑的監測。隨著基坑的開挖，支柱沉降不斷增大，必須對其進行監測，發現異常情況需及時采取相關措施。經監測，支柱的沉降發展情況如圖3所示。同時隨著基坑的不斷開挖，基坑周邊土體的水平位移也在逐步發展，如若控制不嚴格，將嚴重影響周邊建筑物的安全穩定。經監測，基坑深層水平位移變化情況如圖4所示。

圖3 立柱沉降變化情況

對圖3進行分析，不難發現支柱的沉降隨著基坑開挖深度的增加而不斷增大，尤其在開挖前期沉降發展速率較快，后期逐步趨于穩定。在整個基坑開挖過程中，立柱沉降發展都在允許范圍內，不需采用其他工程措施。對圖4進行分析，可知土體的水平位移在基坑開挖過程中也是不斷發展的。從時間上看，在基坑開挖前期，位移發展速率較快，后期逐步趨于穩定。從開挖深度上看，10 m處橫向位移最大，但在基坑開挖的過程中，土體的水平位移發展都在允許的范圍內，不需采取其他工程措施。

圖4 監測點深層水平位移變化情況

地下水控制對確保基坑開挖與支護的安全穩定至關重要，很多基坑安全事故都是由地下水的破壞而造成的。經監測，在基坑開挖過程中，地下水位的變化情況如圖5所示。

圖5 基坑地下水位變化情況

對圖5進行分析，不難發現，在基坑開挖過程中，基坑的地下水位處于不斷的變化當中，變化幅度較大，尤其是第5號、6號、7號監測點，地下水位變化幅度大，施工過程中也采取了相關工程措施。

4 結語

基坑開挖與支護是一個涉及多方面因素的復雜問題，尤其在鬧市區施工時，除保證基坑開挖與支護結構安全穩定的前提下，還需對支護結構的變形和周邊建筑物的水平位移進行控制。蘇州交通銀行大廈基坑地處蘇州市區，周邊建筑物密集，其通過采用鉆孔灌注樁+三軸深層攪拌樁作為擋土及止水帷幕達到了良好的施工效果，支護結構和周邊建筑物的水平位移都被控制在允許的范圍內。

［1］張強勇．巖土工程強度與穩定計算及工程應用［M］．北京:中國建筑工業出版社，2005．

［2］李曉芳．深基坑支護施工技術的研究與應用［D］．天津:天津大學，2008．

［3］龔曉南．基坑工程發展中應重視的幾個問題［J］．巖土工程學報，2006(S1):1321-1324．

［4］陳東佐，李 靜．巖土工程的現場與發展［J］．太原大學學報，2003，4(3):35-38．