長沙某大廈基坑支護工程設計與施工技術

羅高亮，李　禮，張譯之

（1.湖南省有色地質勘查局二四七隊，湖南 長沙，410129；2.湖南有色地勘二四七隊置業有限公司，湖南 長沙，410129）

長沙某大廈基坑支護工程設計與施工技術

羅高亮1，李禮2，張譯之2

（1.湖南省有色地質勘查局二四七隊，湖南 長沙，410129；2.湖南有色地勘二四七隊置業有限公司，湖南 長沙，410129）

以長沙某大廈基坑支護工程設計與施工為例，介紹了長沙地區典型深基坑的設計原則、設計參數選擇，基坑和邊坡支護的分段結構設計方法、排水系統的設計、邊坡的綠化；以及深基坑的土方開挖技術、監測技術和安全防護技術等。

基坑支護；邊坡支護；監測；設計；施工

1　工程概況

長沙某大廈位于東六路西側，座北朝南，分多期開發，一期開發總建筑面積43912.47m2，其中地上建筑面積36332.47m2，地下室面積7580m2。主體建筑26層，設地下室1層，基坑周長373.0m。設計建筑室外地坪±0標高為54.25m，基坑底板土高程為48.4m，場地自然地面高程介于53.5-66.0m，開挖后形成深度約5.85m的臨時性深基坑，南面配合二期削土在標高60.0m改成形一個平臺，西、北面分別形成0.0-11.75m的邊坡。基坑以上臨時邊坡高度：南向形成高0.0-11.25m，西向形成高10.0-11.5m，北向形成高0.0-7.5m，東向地面與東六路路面基本齊平。場地原始地貌單元屬于瀏陽河高級堆積階地，無人工堆填物，場地地勢西南高、北東低，標高變化于53.73-66.58m之間。施工范圍內無永久性建（構）筑物，無地下管線。場地及其附近無明顯工程活動斷裂。

2　工程地質條件［1］

2.1地層巖性

經勘察，基坑及邊坡范圍地層自上而下依次為：

1）人工填土①。褐紅色、褐黃、灰褐色，主要由粘性土組成，含植物根莖，不均勻混砂、圓礫等粗顆粒。土質及密實度不均，結構松散，稍濕，見于局部鉆孔，厚度0.50-2.30m不等。

2）沖洪積粘土②。上部褐紅色夾褐黃色，下部為褐黃色夾灰白色，稍濕，硬塑-堅硬狀態。網紋斑狀結構，含深色鐵錳條紋，光澤反應有光滑，搖振無反應，干強度、韌性中等，上部較下部稍硬，底部含少量粉細砂、圓礫。厚度1.30-8.30m。

3）沖洪積粉質粘土③。褐黃、黃色夾灰白色，濕，硬塑-可塑狀態，稍有光澤，搖振無反應，干強度、韌性中等，底部含少量細砂、圓礫。厚度1.00-7.00m。

4）中砂④。褐黃色、褐灰色。主要礦物成分為石，次為長石，含少量云母片及粘土。濕-飽和。稍密狀態。以透鏡體狀分布，僅見于個別鉆孔，厚度0.50-1.80m。

5）圓礫⑤。灰黃色，灰白色，粗顆粒主要成份為石英質，砂巖質等，略具風化，粒徑一般為0.5-25mm，最大可達50mm。顆粒形狀為亞圓形及圓形，充填物為中粗砂及粘性土，很濕-飽和，中密-密實，級配較好，厚度0.50-3.20m。

6）殘積粘土⑥。紅褐色，紫紅色，系泥質粉砂巖殘積而成，原巖結構清晰可辯，稍濕-濕、可塑-硬塑狀態，光澤反應稍有光澤，搖振無反應，干強度、韌性中等。厚度0.40-4.80m。

7）白堊系（K）泥質粉砂巖。褐紅色、紫紅色，主要礦物成份為長石、石英、云母及粘土礦物等，泥質膠結，中厚層狀。遇水易軟化，失水易崩解。分強、中風化兩帶：強風化泥質粉砂巖⑦。紫紅色、棕紅色，大部分礦物已風化變質，原巖結構清晰可門辯，沖積鉆進困難，回旋鉆進時，巖芯呈短柱狀，手捏可碎，節理裂隙很發育，巖體較破碎。RQD小于50，巖體質量等級為Ⅴ級，極軟巖。厚度3.00-9.70m。中風化泥質粉砂巖⑧。紫約色、棕紅色，巖芯呈柱狀、長柱狀，節理裂隙發育一般，巖體較完整，巖芯手不能扮碎，錘擊方碎。RQD為60-80，巖體質量等級為Ⅳ級，軟巖。厚度7.80-21.20m。

2.2水文地質

場地地下水、土對鋼結構和砼結構及鋼筋砼結構中的鋼筋具有微腐蝕性。

1）地表水。場地內無地表水系存在，但雨季期會形成地表水流，對邊坡坡面產生沖刷作用。

2）地下水。場地鉆孔均遇見地下水，分上層滯水、孔隙潛水、基巖裂隙水。上層滯水主要為雨季或大氣降水后短期賦存于人工填土①、粘土②、粉質粘土③、粉質粘土⑥中的上層滯水，水量貧乏，對施工影響不大。孔隙潛水主要賦存于中砂④、圓礫層⑤內的孔隙潛水，水量較小，對施工影響不大。經勘察，測得地下水穩定水位埋深范圍為2.3-9.5m，其高程變化范圍為46.43-57.33m。基巖裂隙水主要賦存于泥質粉砂巖中，水量較小，對施工影響不大。

3　基坑支護工程設計技術［2］［3］［4］

3.1設計原則及設計參數

1）設計原則。基坑、邊坡的安全等級西側為一級，南、北、東側為二級，場地地下水位較低。按照“動態設計，信息化施工”的原則，力求設計合理、施工可行、成本節約。基坑頂設1-2m寬的隔離臺階，采用“坡率法放坡+噴砼護面”，以確保基坑、邊坡整體穩定。坡面采用3m×3m的網格PVC短管泄水，基坑底部、邊坡臺階等采用磚砌集排水溝，坡頂采用砼截水溝。

2）設計參數。坡面基本無活荷載，以勘察報告為依據，結合長沙類似成功經驗進行修正，相關指標見下表。

注：“*”者為等效摩擦角；設計采用坡率法，其余參數作安全多冗余度綜合參考。

3.2結構設計

1）基坑、邊坡支護設計。分為4段：北側段，東、南側段，西南側段，西側段。支護形式均采用“坡率法放坡+噴砼護面”，要求砼噴射厚均勻，層面平整美觀，泄水管通暢。地下室施工預留工作面寬1.5m，坡率為1：0.50，素噴砼50護面，坡面泄水為Φ50L350PVC管。設54m、60m兩個高程平臺。60m高程以下，坡面按1：1.25的坡率整形，60m高程臺階坡腳設磚砌排水溝；60m高程以上，坡面按1：1.00的坡率整形。全坡面掛Φ6@200單層雙向鋼筋網，噴C25砼厚100mm+安裝Φ50L350PVC管3m×3m網格泄水。①北側段，基坑長22.3+70.5m。②東、南側段，基坑長88.5+61.4m。坡面與東六路基本齊平，坡頂設排水溝，臨近坑坡1m范圍內表面噴砼50護面。③西南側段，基坑長20.4m，坡頂設砼截水溝。④西側段，基坑長57.9+42.2m，坡頂設砼截水溝。

2）排水設計。為做好基坑、邊坡排水系統與市政排水系統銜接，防止坡頂雨水及地表積水下滲，軟化基坑、邊坡土體，降低其強度，影響邊坡的穩定。排水系統分基坑及其上邊坡、基坑頂和底集排水、坑頂邊坡3部分。①基坑及其上邊坡。坡面采用（網）噴砼+泄水管防排水。②基坑頂和底集排水。排水走向分2條：西→西北角→北→東北角處附近市政污水管井；西→西南角→東南角處附近市政污水管井。排水溝降坡按2-5‰，設一次沉淀池為1.0×5.0m2深1.0m，二次沉淀池為1.0×2.0m2深0.5m，經一、二次沉淀池再匯入市政管井。③坑頂邊坡。局部周邊設砼截水溝+PVC管泄水。

3）邊坡綠化。坡腳培土種植爬山虎、常春藤、炮仗花，坡頂栽花種草綠化、固坡防沖涮、風化。

4　基坑支護工程施工技術

4.1施工技術［5］

為確保工程質量，施工前詳細調查基坑周邊、邊坡頂及邊坡上下建（構）筑物的裂縫情況，作好記錄，并將裂縫部位作為施工工程的觀測點，按設計圖紙要求建立完善的變形觀測體系，定期觀測。制定施工和安全組織設計，專項安全方案經專家論證后實施。

1）施工工序。嚴格按照：坡頂→基坑底部，分坑頂和邊坡形整理、網噴護面、疏排水和防護3部分。①坑頂和邊坡形整理。按設計圖分段位整理坡形，每段邊坡分層開挖、分層處治。②網噴護面。坡形整理合格→人工修坡→清理浮土→安插泄水管→第一層坡面噴砼→掛網→第二次噴到設計厚度。③疏排水和防護。截、排水溝→坡頂圍墻→基坑臺階防護網→日常維護。

2）土方開挖。按標高整理控制點，機械開挖為主，局部輔以人工修坡，人工清理坡面浮土、松土。坡面平整度誤差不大于±20mm，嚴禁超挖。

3）網噴技術。噴射砼面層強度為C25，厚度100mm，配合比由試驗確定鋼筋保護層厚度為35-50mm。鋼筋網采用焊接，搭接長度不小于300mm，網格誤差±10mm。噴射前，采用固定釘Φ10L600@3.0×3.0m將鋼筋網片固定在邊壁上。按噴射砼面層沿邊坡走向每20m設一條縫寬20mm的伸縮縫，由泡沫塑料填充。噴射砼終凝后2小時，河水養護7天。噴射砼強度用100×100×100mm試塊測定，按常規的原材料送檢，每批留3組，每組3塊，厚度檢測取100m2三個鉆芯樣的平均值。

4.2監測技術［6］

1）監測項目。基坑、邊坡監測委托某專業測繪院進行。主要監測項目有：坡頂水平位移，垂直位移，地表裂縫，坡頂建（構）物變形，網噴支護結構應力，變形、地下水、滲水與降雨的關系。

2）監測規定。在每一個基坑、邊坡的支護結構頂部設置3個觀測點，觀測位移量、移動速度、方向。選擇有代表性的支護結構觀測應力、變形。土方開挖時，嚴格監測對周邊環境的影響，監測頻率：①開挖≤5m時，1次/2天。②開挖為5-10m時，1次/1天。③開挖≥10m時，2次/1天。土方開挖后，對邊坡的水平位移、豎向位移監測直到變形穩定。

3）預警指標。①坡頂水平位移監控值：＜邊坡高度的1/300，變化速度連續3天2mm/d；報警值：≥25mm，變化速度連續3d≥1.5mm/d。②垂直位移監控值：＜邊坡高度的1/100；報警值：變化速度連續3d≥1.0mm/d。③土體出現可能導致剪切破壞的跡象或其它可能影響安全的征兆，或坡頂堆載超過限值、坡體滲水突然增大等情況時，應立即報警，并停止施工和采取應急措施。

4.3安全防護

基坑坑頂開挖線外側0.3m處設臨時施工圍擋防護，骨架材料為腳手架鋼管Φ50，高H為2.0m，其底端埋入土中固定，網格橫向3≥50L全基坑段、縱向1500@1500+細目安全網，并張掛醒目安全警示牌。坡頂設2m高磚砌圍墻封閉式防護。

5　結語

以長沙某大廈基坑支護工程設計與施工為例，系統、全面地介紹了長沙地區典型深基坑的設計與施工技術，能為類似工程的設計與施工提供參考。

［1］湖南鑫湘工程勘察有限公司.長沙某大廈基坑、邊坡工程巖土工程詳細勘察報告［R］.長沙：2012.

［2］中華人民共和國國家標準.GB/T50330-2002建筑邊坡工程技術規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2002.

［3］中華人民共和國行業標準.JGJ120-99建筑基坑支護技術規程［S］.北京：中國建筑工業出版社，1999.

［4］核工業長沙工程勘察院.長沙某大廈基坑支護工程施工圖設計［R］.長沙：2012.

［5］中華人民共和國國家標準.GB/T50086-2001錨桿噴射混凝土支護技術規范［S］.北京：中國計劃出版社，2001.

［6］中華人民共和國國家標準.GB/T50497-2009建筑基坑工程監測技術規程［S］.北京：中國計劃出版社，2009.

Construction Technology and Engineering Design of Foundation Pit Project of Some Building in Changsha

LUO Gao-liang1，LI li2，ZHANG Yi-zhi2
（1.Hunan nonferrous geological prospecting bureau，247，Changsha 410129，Hunan；2.Hunan nonferrous geological exploration team 247 real estate co.，Changsha 410129，Hunan）

Taking the foundation pit engineering design and construction of some building in Changsha as an example，this paper introduces the design principle，the design parameter selection，the slope excavation and supporting of segment structure design method，the design of drainage system and slope greening，and earthwork excavation of deep foundation pit technology，monitoring technology and safety protection technology，etc.

foundation pit supporting；the slope supporting；monitoring；design；construction

TU17

A

1671-5004（2016）05-0004-03

2016-05-24

羅高亮（1983-），男，湖南衡東人，湖南省有色地質勘查局二四七隊工程師、國家一級注冊建造師、國家注冊安全工程師、碩士，研究方向：建筑工程綠色施工。