某工程基坑支護重點難點探討

吳鳳英

(泉舜集團(廈門)房地產股份有限公司 福建廈門 361004)

引 言

隨著城市化進程的不斷推進，各城市的主要高層建筑大都集中在建筑密度大、人口密集、交通擁擠的狹小場地中，基坑支護的施工條件均不太理想，鄰近常有必須保護的永久性建筑、市政公用設施以及一些古建筑等。且相鄰場地的基坑施工，如打樁、降水、挖土等各項施工環節都會產生相互影響與制約。另外，基坑支護工程造價較高，但因其為臨時性工程，業主一般在考慮支護結構安全的同時盡量控制其造價。然基坑一旦出現事故，處理難度大，又將造成嚴重的經濟損失和社會影響。因此，基坑支護設計需綜合考慮各項因素，以期達到最佳效果。

1 工程概況

該工程擬建建筑物主樓及裙樓為剪力墻結構與框架結構，主樓基礎為靜壓樁基礎。場地東北側為已建道路(道路緊鄰江河)，西北側為在建小區(32層，設有一層地下室)，西南側為空地，東南側為村落(多為1F～3F樓房)。

場地原始地貌為沖海積地貌，現已回填整平，場地地勢較平坦。本工程±0.000=+5.900，地下室底板頂黃海標高－0.100m，靠近基坑側壁的承臺底黃海標高為－1.100m，承臺底墊層厚度為0.10m，支護設計深度考慮至承臺墊層底，支護設計計算時基底黃海標高取為－1.200m。場地現地面黃海標高為+3.30～ +4.10m，基坑開挖深度為4.50 ～6.00m。主樓大筏板底黃海標高為－2.00m，主樓電梯基坑底黃海標高為－4.000m，電梯基坑開挖深度為2.00m。本基坑為不規則的長條形(近似矩形基坑)，基坑周長約為573m。本基坑屬于深基坑，為二級基坑。

2 地質情況

擬建場地地基土主要由①雜填土、②淤泥、③細砂、④卵石、⑤全風化花崗巖、⑥砂礫狀強風化花崗巖、⑦碎塊狀強風化花崗巖等組成。基坑側壁出露的土層主要為①雜填土、②淤泥。現將各巖土層地基均勻性評價分述如下:

①雜填土，完成自重固結，密實度和均勻性差，評價其均勻性差。

②淤泥，分布相對穩定，埋深及厚度變化較大，且局部含砂量較多，評價其均勻性差。

③細砂，分布相對穩定，標慣擊數差異較大，評價其均勻性一般。

④卵石，分布相對穩定，埋深及厚度變化相對穩定，評價其均勻性較好。

⑤全風化花崗巖、⑥砂礫狀強風化花崗巖，分布相對穩定，另該層屬特殊性土，受風化差異和地下水作用的影響，標貫擊數變化也較大，在水平方向上較均勻，但在垂直方向上總體有隨深度的增加強度逐漸提高的變化趨勢，均勻性一般～較差。

⑦碎塊狀強風化花崗巖，僅部分鉆孔有鉆至該深度，力學性質相對較均勻，壓縮性很低，力學強度高，評價其均勻性一般。

3 水文地質條件

場地東北側距已有江面約55m。最大潮差一般為3.5 ～4.6m，年最大潮差超過 4.1m，歷年最高潮位為4.62m(56年黃海高程)。場地地下水主要賦存和運移于①雜填土、③細砂、④卵石及以下基巖風化層裂隙中。地下水主要接受大氣降水的下滲及外圍地下水的側向逕流補給，并通過蒸發及地下水側向逕流等方式排泄。另外，本場地地下水與江水有一定的互補關系。地下水總體逕流方向順著原地勢大致由西南向東北方向滲流排泄。

4 基坑支護重點難點

4.1 基坑周邊需重點保護的對象

基坑支護工程施工周期長，從開挖到完成地面以下的全部隱蔽工程，常需經歷多次降雨、周邊堆載、振動、施工不當等許多不利條件，其安全度的隨機性較大，事故的發生往往具有突發性。因此，對基坑支護工程中，需重點保護的對象，應予以充分重視。

本工程中，基坑東北側有臨時搭建的業主活動房(2F)和配電室，與地下室外墻最小距離為6.1m;基坑東南側有在建的宗祠廟宇(1F)，與地下室外墻最小距離為5.9m;基坑東北側有埋深1.37m的污水管線、埋深0.63m的中國電信、埋深0.4m的路燈線，與地下室外墻線最小距離分別約為 10.6m、11.8m、17.6m;基坑東北側還有兩棵古榕樹(樹冠直徑為26m的200年古榕樹和300年古榕樹)，與地下室外墻線最小距離分別約為8.68m、7.47m。

本文將針對宗祠廟宇和古榕樹的重點保護進行討論。

4.2 基坑支護方案選定

本基坑支護采用SMW工法，SMW工法是指水泥土深層攪拌樁墻體中，按一定型式插入H型鋼，成為一種勁性復合圍護結構，將承受荷載與防滲擋水結合起來，使之成為同時具有受力與抗滲雙重功能的支護結構。這種結構抗滲性好、剛度大、構造簡單、施工簡便、工期短、環境污染小。由于作為臨時支護，型鋼可回收重復使用，可適當降低成本。H型鋼的插入對水泥攪拌樁的攪拌質量要求較高，所以用的水泥攪拌樁機械一般是三軸攪拌機。三軸水泥攪拌樁外加型鋼，可起到止水和擋土雙重作用。

確定采用SMW工法之前，我司另外對深層攪拌水泥土圍護墻以及排樁支護這兩種支護方案的可行性進行了比較分析。

深層攪拌水泥土圍護墻支護，為重力式支護形式，通過自身重力來平衡主動土壓力和水壓力，可起到擋土和止水雙重作用，經濟性相對較好。但其變形相對較大，中間需要加墩、起拱或者增加錨桿等輔助措施來控制變形。然而該基坑所保護的古榕樹以及宗祠廟宇需要嚴格控制變形，一但榕樹或廟宇受損，我們在面臨巨額賠償(當地已發生過類似賠償案例)的同時，項目工地也有可能在當地村民的阻撓下而停工。

排樁支護形式中，排樁主要起擋土作用，但樁與樁中心存在較大間距，需另外加一道止水帷幕以解決樁間縫隙所造成的水土流失問題。止水帷幕若按三軸攪拌樁來考慮，綜合下來造價較高。根據我司預決算部門對造價的初步估算分析，該方案可比SMW工法高出300萬左右(只針對本基坑)。

綜上，從結構安全、施工進度以及工程造價這三個因素綜合考慮，本基坑的支護形式，采用SMW工法。

4.3 基坑支護方案設置

以地下室范圍邊線為準，四周向外擴相對的距離為基坑開挖支護邊線，局部轉角位置適當進行調整，避免陽角出現。

基坑支護施工順序:基坑場地平整——測量放線——三軸水泥攪拌樁及H型鋼施工——被動區三軸攪拌樁加固施工——土方開挖至冠梁頂標高(+2.00m)——木樁超前支護——放坡坡面掛網噴錨施工——基坑預應力錨桿施工——錨索注漿施工(養護)——錨索張拉施工——基坑冠梁施工——基坑土方分層開挖施工。

典型基坑支護剖面圖詳見(圖1、圖2)。

4.4 典型基坑剖面圖分析

圖1 古榕樹基坑支護剖面圖一

圖2 宗祠廟宇基坑支護剖面圖

本工程在施工之前，聘請了景觀方面的專家對古榕樹的生長現狀以及根系的發展情況進行考察分析，考慮到古榕樹根系較為穩定且均勻分布，計算下來，SMW工法能較好地控制土體變形，最終決定該段基坑支護形式不另做特殊處理，與其他段基坑采用相同支護方式(圖1)。而靠近宗祠廟宇附近的基坑，由于當地村民對宗祠廟宇較為重視，因此基坑支護設計充分考慮在施工過程中應嚴格控制宗祠廟宇的變形。(圖2)中，原先設計的錨桿，在施工過程中會對宗祠廟宇產生影響，受到了當地村民的阻撓，最終取消了該錨桿的施工，而增加了圖中所示意的被動區加固。被動區加固可有效減小型鋼變形，有利于型鋼更好地承受土壓力和附加荷載。最終，該段基坑支護施工過程在當地村民的監督下順利進行，并未引起宗祠廟宇的開裂變形，對其完整性起到了保護作用，確保了整個基坑支護工程的進度不受影響。

5 結語

深基坑支護工程施工技術措施是否安全合理，特別是關鍵部位的處理方式是否妥當，直接影響到工程本身的質量、進度，以及施工現場的人身安全。該基坑支護在方案前期，經過多次討論，最終在不影響工期的情況下，順利完工。

[1]JGJ120－2012，建筑基坑支護技術規程[S].

[2]DBJ13－07－2006，建筑地基基礎技術規范[S].

[3]牛志榮.地基處理技術及工程應用[M].中國建材工業出版社.2004.

[4]譚煒深層攪拌樁支護及其工程應用[J].低溫建筑技術.2004.