嘉興市桐鄉(xiāng)某工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)例

周東升 周雪梅

（浙江中材工程勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310022）

1 工程概況

擬建工程位于桐鄉(xiāng)市梧桐街道，園林路和振興中路交叉口的西北角，總用地面積11619.67m2，總建筑面積49142.13m2，由2幢14-16層辦公樓、2-5層商業(yè)用房組成，框剪結(jié)構(gòu)，基樁采用鉆孔灌注樁，整體二層地下室。本設(shè)計(jì)為場(chǎng)地內(nèi)的地下室基坑圍護(hù)工程。

本工程場(chǎng)地±0.000相當(dāng)于黃海高程為3.95m，場(chǎng)地地坪相對(duì)標(biāo)高為-0.55，整個(gè)基坑面積6413m2，基坑總周長(zhǎng)約353m。地下室基礎(chǔ)底板頂面標(biāo)高為-6.55、-8.35,底板厚600mm，周邊承臺(tái)深 1.00m，墊層為10cm厚素砼；基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)開挖深度大面積考慮到底板墊層底標(biāo)高-7.25，開挖深度為6.70m；局部電梯井及消防水池承臺(tái)分布較密部位基坑開挖深度考慮至承臺(tái)墊層底標(biāo)高為-9.50，開挖深度為8.95m；坑內(nèi)電梯井二次開挖高差為1.85～2.95m。

2 基坑工程周邊環(huán)境及基坑安全等級(jí)

基坑北側(cè)4F居民樓距基坑開挖邊線約為19.20m～27.77m。

基坑?xùn)|側(cè)為2F居民住宅樓（天然地基）和桐鄉(xiāng)市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局（9F、框架結(jié)構(gòu)、樁基礎(chǔ)），地下室基坑開挖邊線距離用地紅線約為4.03m～9.83m。

基坑南側(cè)為振興中路，城市主干道，基坑開挖底邊線距離用地紅線為6.29m，用地紅線外為道路人行道，人行道下距離用地紅線2.0m處埋有一條電信光纜（埋深1.5m水泥多孔管），距離用地紅線2.55m有一條自來(lái)水管線（埋深1.3m鑄鐵管），距離用地紅線8.3m處埋有一條自來(lái)水管線（埋深2.0m）。

基坑西南側(cè)為居民住宅樓（6層磚混結(jié)構(gòu)，天然淺基礎(chǔ)，埋深約1.5m），該側(cè)地下室基坑開挖邊距離用地紅線約為6.83m，距離6層建筑物約為9.8m。該側(cè)西北角為鳳鳴公園。

綜合本工程開挖深度、地質(zhì)條件和周邊環(huán)境情況，根據(jù)浙江省標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程》第3.0.1條中的有關(guān)規(guī)定，本基坑工程安全等級(jí)為Ⅰ級(jí)基坑，側(cè)壁安全系數(shù)為1.1。基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的正常使用年限為2年。

3 基坑工程設(shè)計(jì)范圍及設(shè)計(jì)依據(jù)

本工程地下室基坑圍護(hù)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及：圍護(hù)體系方案選擇、圍護(hù)體系具體做法、基坑開挖的施工及要求、基坑工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)及應(yīng)急措施、圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算說(shuō)明、圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖件等。

本次圍護(hù)工程施工圖設(shè)計(jì)依據(jù)：

（1）本場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告；

（2）本工程建筑總平面圖、地下室結(jié)構(gòu)圖紙等；

（3）行標(biāo)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）；

（4）行標(biāo)《建筑樁基技術(shù)規(guī)程》（JGJ94-2008）；

（5）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)；

（6）國(guó)標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2009）；

（7）國(guó)家《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）；

（8）國(guó)家《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）；

（9）省標(biāo)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程》（DB33/T1008-2000）；

（10）省標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DB33/1001-2003）；

（11）省標(biāo)《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》（DB33/T1082—2011）；

（12）國(guó)標(biāo)《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB 50497-2009）；

（13）2012年8月9日基坑圍護(hù)專家論證意見書。

4 場(chǎng)地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)概述

4.1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)勘察資料，基坑開挖影響范圍內(nèi)的土層分布依次為：

第1層：雜填土，層厚0.50～3.50米。雜色，松散，稍濕～濕。上部原為舊房基礎(chǔ)，局部為水泥地坪，含磚瓦碎片，植物根莖。

第2層：粉質(zhì)粘土，層厚1.00～1.30米。灰黃色，軟塑～可塑，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，稍有光澤。含氧化鐵，云母屑。

第3夾層：粉土，層厚1.50～3.70米。灰色、青灰黃，松散～稍密，很濕～飽和，干強(qiáng)度低，中等壓縮性，低韌性，搖振反應(yīng)迅速，無(wú)光澤。含云母屑。局部夾少量粘性土。

第3層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，層厚0.40～0.70米。灰色，流塑，干強(qiáng)度中等，高壓縮性，中等韌性，稍有光澤。含云母屑，有機(jī)質(zhì)。

第4-1層：粉質(zhì)粘土，層厚3.00～6.10米。灰黃、褐黃色，可塑～硬塑，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，稍有光澤。含氧化鐵，云母屑。局部夾粘土。

第4-2層：粉質(zhì)粘土夾粉土，層厚1.90～5.00米。棕黃色、青黃色，軟塑～可塑，稍密，很濕～飽和，干強(qiáng)度低，中等壓縮性，低韌性，搖振反應(yīng)迅速，無(wú)光澤。含氧化鐵，云母屑。夾粉土。

第4-3層：粉質(zhì)粘土，層厚0.90～3.80米。棕黃色、青黃色，軟塑～可塑，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，中等韌性，稍有光澤。含氧化鐵，云母屑。局部夾少量粉土。

第5層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，層厚1.50～8.30米。灰色，流塑，干強(qiáng)度中等，高壓縮性，中等韌性，稍有光澤。含云母屑，有機(jī)質(zhì)。局部夾少量粉土。

第5夾層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土，層厚0.70～2.50米。灰色，流塑，很濕～飽和，干強(qiáng)度低，高壓縮性，低韌性，搖振反應(yīng)迅速，無(wú)光澤。含云母屑。局部夾薄層狀粉土。以上土層分布詳見附圖：地質(zhì)剖面圖。

4.2 水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地內(nèi)對(duì)本工程有影響的地下水主要為淺部孔隙潛水，其主要賦存于1層及2層中，勘察期間實(shí)測(cè)穩(wěn)定水位埋深為0.20～1.50m，水位受氣候及季節(jié)變化控制，以大氣降水為主要補(bǔ)給源。本地區(qū)水位的年變幅在 0.50m～1.00m 左右。

5 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型

5.1 基坑工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

綜合場(chǎng)地地理位置、地質(zhì)條件、基坑開挖深度和周圍環(huán)境條件，本工程基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注如下幾點(diǎn)：

1）基坑大面積開挖深度為6.70m，局部開挖深度達(dá)8.95m，根據(jù)浙江省《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程》中對(duì)基坑的分類，本基坑屬于Ⅰ級(jí)基坑工程，安全側(cè)壁系數(shù)為 1.1。

2）基坑開挖影響范圍內(nèi)的地基土主要為填土、粉土、粉質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層。粉土層透水性較好，圍護(hù)設(shè)計(jì)需考慮采取有效的降止水措施。

3）基坑南側(cè)地下室開挖邊線緊鄰城市主干道，道路下埋有較多管線，基坑開挖及施工期間需考慮對(duì)道路和地下管線進(jìn)行保護(hù)。

4）基坑西南角、東側(cè)均有居民建筑物分布，建筑物基礎(chǔ)多為淺基礎(chǔ)，且距離基坑開挖邊線較近，圍護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)考慮對(duì)該建筑物進(jìn)行保護(hù)。

5）基坑南側(cè)考慮設(shè)置出土口，該部位考慮運(yùn)土車的超載及動(dòng)荷載影響，需進(jìn)行針對(duì)性加固設(shè)計(jì)。

5.2 設(shè)計(jì)原則

1）施工過(guò)程中確保基坑內(nèi)工程樁的安全。

2）在保證基坑安全施工情況下，使工程施工盡可能方便、快速及降低工程造價(jià)。

3）保證支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠及整體穩(wěn)定性，同時(shí)確保支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工期間的安全。

4）施工過(guò)程中確保基坑周邊道路、地下管線及建筑物的安全和正常使用。

5.3 基坑方案選擇

針對(duì)本工程上述特點(diǎn)，本著安全、經(jīng)濟(jì)、合理可行的原則，本工程基坑支護(hù)可采用的圍護(hù)形式有：

1）排樁拉錨支護(hù)結(jié)構(gòu)；

2）SMW工法+內(nèi)支撐；

3）排樁+內(nèi)支撐。

5.4 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型

經(jīng)上述綜合分析（具體分析：略），結(jié)合基坑支護(hù)專家組論證評(píng)審意見，本工程地下室基坑支護(hù)采用排樁+內(nèi)支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合650三軸水泥攪拌樁止水帷幕的支護(hù)體系。

6 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)圖

圖2

其余圖紙：設(shè)計(jì)總說(shuō)明、支護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖、立柱樁定位圖、支撐布置圖、各剖面圖及節(jié)點(diǎn)詳圖、立柱樁詳圖、管井詳圖、降水井布置圖、換撐布置圖、基坑監(jiān)測(cè)布置圖等（略）。

7 基坑支護(hù)體系具體做法及要求

基坑支護(hù)體系具體做法：鉆孔灌注樁施工要求、三軸水泥攪拌樁施工要求、壓頂梁及支撐體系做法、立柱樁做法、拆換撐做法、支護(hù)體系質(zhì)量檢測(cè)要求、基坑降排水體系做法、土方開挖及施工要求等（略）。

8 基坑工程監(jiān)測(cè)及應(yīng)急措施

基坑工程除進(jìn)行安全可靠的圍護(hù)體系設(shè)計(jì)、施工外，尚應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，作到信息化施工。考慮本工程位于城市中心區(qū)塊，場(chǎng)地周邊環(huán)境復(fù)雜，周邊環(huán)境對(duì)基坑的變形較為敏感，本工程基坑監(jiān)測(cè)按Ⅰ級(jí)基坑控制。

8.1 基坑工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

基坑圍護(hù)體系隨著開挖深度增加必然會(huì)產(chǎn)生側(cè)向變位，關(guān)鍵是側(cè)向變位的發(fā)展趨勢(shì)與控制。一般圍護(hù)體系的破壞都是有預(yù)兆的，因而進(jìn)行嚴(yán)密的基坑開挖監(jiān)測(cè)非常重要。通過(guò)監(jiān)測(cè)可及時(shí)了解圍護(hù)體系的受力狀況，可達(dá)到校正、修正設(shè)計(jì)和指揮現(xiàn)場(chǎng)施工的目的。

8.1.1 本工程建議監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下：

1）土體深層水平位移；2）地下水位觀測(cè)；3）周邊地面及壓頂梁沉降觀測(cè)；4）支撐軸力監(jiān)測(cè)；5）立柱樁沉降監(jiān)測(cè)；6）周邊建筑物的變形監(jiān)測(cè)。

8.1.2 本工程監(jiān)測(cè)要求如下：

1）基坑工程監(jiān)測(cè)應(yīng)委托專業(yè)的監(jiān)測(cè)隊(duì)伍進(jìn)行；

開挖前，應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境作一次全面調(diào)查，記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)初始值；2）各觀測(cè)項(xiàng)目一般應(yīng)每天觀測(cè)一次，如遇變化速率較大時(shí)，則應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)。

3）每天數(shù)據(jù)應(yīng)整理成有關(guān)表格并繪制成相關(guān)曲線，如位移沿深度的變化曲線，位移及沉降隨時(shí)間的變化曲線等。

4）在基坑開挖期間，對(duì)上述監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)每天測(cè)試，并及時(shí)將觀測(cè)資料反饋給建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位，以便及時(shí)分析處理。

5）工程結(jié)束時(shí)應(yīng)有完整的監(jiān)測(cè)報(bào)告，報(bào)告應(yīng)包括全部監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，監(jiān)測(cè)值全過(guò)程的發(fā)展和變化情況、相應(yīng)的工況、監(jiān)測(cè)最終結(jié)果及評(píng)述。

6）巡視檢查：基坑工程施工和使用期內(nèi)，每天均應(yīng)有專人進(jìn)行巡視檢查，檢查內(nèi)容包括：①支護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性，有無(wú)裂縫，較大變形；②施工工況地表水及地下水的排放情況；③基坑周邊管道有無(wú)破損，有無(wú)新增裂縫；④監(jiān)測(cè)設(shè)施是否完好。

8.1.3 本工程基坑監(jiān)測(cè)報(bào)警值：

1）土體深層水平位置：2-2剖面、4-4剖面累計(jì)位移25mm，其余各剖面超過(guò)35mm，或日位移連續(xù)三天超過(guò)3mm，單日位移超過(guò)5mm；

2）支撐軸力：ZC1軸力超過(guò)3000kN；

3）立柱樁及支撐沉降沉降累計(jì)5mm；

4）基坑周邊坡頂沉降值累計(jì)超過(guò)20mm或連續(xù)三天的位移速度超過(guò)3mm；周邊建筑物累計(jì)沉降超過(guò)10mm或連續(xù)三天的位移速度超過(guò)2mm；

5）地下水位監(jiān)測(cè)累計(jì)超過(guò)1000mm或水位變化值每天大于500mm。

8.2 應(yīng)急措施

1）現(xiàn)場(chǎng)備應(yīng)急材料及設(shè)備，如鋼筋、鋼管、水泥、噴漿機(jī)、砂袋、發(fā)電機(jī)及潛水泵等；土方開挖及施工期間，設(shè)專人定時(shí)巡查基坑邊坡情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)溝通并采取措施；

2）如地面出現(xiàn)裂縫，應(yīng)及時(shí)灌漿修補(bǔ)，防止地表水滲入；

3）發(fā)現(xiàn)土體位移過(guò)大或周邊建筑物沉降過(guò)大，應(yīng)馬上停止挖土，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要采取回填土等措施，同時(shí)加密監(jiān)測(cè)頻率；

4）若出現(xiàn)漏水，應(yīng)馬上查找水源并予以截?cái)啵绮捎秒p液注漿止漏等措施；

5）開挖至基坑底后，若坑底土位移過(guò)大或隆起過(guò)大，則應(yīng)調(diào)整挖土順序，如采用跳挖的方式開挖承臺(tái)，分塊開挖，同時(shí)加緊鋪設(shè)墊層，墊層中可適當(dāng)配筋，同時(shí)采用砂包反壓；

6）出現(xiàn)其他異常情況，應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)各方，以便采取有效的應(yīng)急措施。

9 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明

基坑圍護(hù)體系計(jì)算分析內(nèi)容：圍護(hù)樁（墻）在不同工況下的內(nèi)力及變形計(jì)算；坑底土體抗隆起穩(wěn)定驗(yàn)算；基坑整體穩(wěn)定驗(yàn)算；抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算；圍護(hù)樁（墻）、冠梁、支撐桿件的配筋驗(yàn)算等（略）。

10 本工程基坑監(jiān)測(cè)成果

本工程基坑監(jiān)測(cè)自2013年2月22日始，至7月10日地下室施工完成并回填，歷時(shí)4個(gè)半月，監(jiān)測(cè)成果如下（表2）：

表2

從上述實(shí)測(cè)資料分析，本基坑工程安全可控，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

11 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本工程的設(shè)計(jì)、施工實(shí)踐及基坑監(jiān)測(cè)資料的綜合分析，工程采用三軸攪拌樁止水帷幕、鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐支護(hù)體系是合理的，對(duì)于民居較多、管網(wǎng)密布等周邊環(huán)境復(fù)雜的基坑工程，仍應(yīng)采用受力直接、剛度較大的支護(hù)、支撐體系，以保證工程及周邊建筑等安全。