環境復雜的基坑支護技術

劉巍

摘要：昆明向陽新村棚戶區改造項目基坑周邊環境和地質條件復雜，形狀不規則，陽角多，基坑支護和環境保護難度大。根據基坑實際情況，在陽角處采用坑頂放坡（局部）-支護樁-預應力錨索支護形式，并通過調整冠梁腰梁的凈距以及錨索的入土角度，防止預應力錨索相交；在淺基礎和上部結構薄弱的磚混結構區域，采用雙排深層攪拌樁-支護樁-錨索支護，錨索施工采用干成孔施工工藝。監測結果表明，基坑支護環境保護效果良好。

Abstract： The foundation excavation supporting of Xiangyang renovation project in Kunming has complex environment and geological conditions， irregular shapes， too many external angles， and it is very difficult in protecting the environment and foundation pit supporting. According to the actual situation， the supporting method of supporting pile， anchor cables and slope cut is adopted at the external angular position. By adjusting the clearance distance of wales and the angle of anchor cables to prevent anchor cables intersection， the supporting method of supporting pile， the double-row piles， anchor rod are adopted at peripheral constructions with shallow foundation and structural instability， and anchor cable construction uses the technology of dry pore forming construction. Monitoring results show that practical effects are very good.

關鍵詞：變形控制；預應力錨索；支護樁；泄水管；雙排深層攪拌樁

Key words： deformation control；prestressed anchor cable；supporting pile；drain pipe；double-row deep mixing pile

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）10-0115-02

0 引言

昆明地下空間開發規模越來越大，基坑工程普遍具有開挖深度大，開挖范圍廣，地下水位高，時常伴有水流運動，周邊常常緊鄰建筑物、道路、地鐵、鐵路、市政管線等特點。如何在市區復雜條件下，圓滿完成深基坑支護工程施工，是需要面對和解決的問題[1]。在昆明向陽新村棚戶區改造基坑工程中，基坑開挖深度深，規模大，基坑地下水最大疏干量達666.4m3/d，基坑涌水量大，周邊環境復雜，周邊建筑保護要求高，在工程中局部應用了雙排深攪樁、支護樁、錨索、錨桿、坡頂放坡等組合支護形式，在北測采用泄水管明排水，平衡坑內外水壓力，變形控制效果顯著。該工程靈活運用多種支護形式和處理方法的手段，可為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

向陽新村棚戶區改造項目場地位于昆明市虹山東路西側云南交通運輸有限責任公司向陽新村內，該項目場地東側為虹山東路，南側為交通職工醫院，西側為道路和住宅區，北側為昆明市汽車總站宿舍區。擬建項目用地17214.32m2，約26畝，擬建3棟高層住宅及一棟附屬用房和社區配套用房，住宅主要為27層及28層，高度分別為75.4m、78.6m，配套用房為4層，高度15m，地下為2層車庫，局部設計人防地下室，地下室建筑面積17467m2。建筑結構形式：住宅樓為剪力墻結構，主樓基礎采用旋挖鉆孔灌注樁，樁徑Φ800mm，地下室及多層建筑基礎采用筏板基礎，抗拔樁采用預應力混凝土管樁，樁徑Φ500mm。

基坑開挖底邊線周長約428.6m，基坑面積約9969.87m2。根據坑底大面標高和現狀地面標高，本基坑不同剖面開挖深度在現地面下8.7～12.0m。基坑設計年限為1年，基坑側壁等級為一級[2]。

2 工程特點與技術控制難點

①基坑形狀極不規則，有多處陽角，且陽角長邊長，場地整體北面高，南面低，致使支護結構南北高差不一致（冠梁和腰梁的前后高程不同），妨礙掛網噴漿作業。

②基坑四周均有密集地下和架空管網、線分布，這些管網多分布有基坑紅線附近或道路周邊，局部即分布于坑頂附近，特別是基坑西側配電線，局部分布在基坑邊，對基坑施工影響大。在基坑西側，有一條寬約2.0m、深約2.0m的排水溝，由南北向穿過基坑。

③地下水位高，開挖基坑深度范圍內存在透水層，基坑北側支護體系外存在暗流，有水流運動，且水流量大。

④建筑紅線內，基坑西北角有磚混建筑物（4層）和公共衛生間。基坑周邊的建筑物主要為淺基礎，基坑東北側84棟7層的混凝土結構為人工挖孔樁基礎，特別是4-4剖面22棟5層建筑，為毛石基礎，磚混結構（無構造柱和圈梁），基礎和上部結構均脆弱，建筑物距基坑開挖線近，距離道路最近約0.50m，對基坑支護結構變形要求較高。

⑤基坑西側緊鄰小區道路，支護結構已部分占用公共道路，且上部空間存在高壓管線，嚴重影響施工機械正常作業，存在重大安全隱患。

3 技術措施與創新

①在基坑陽角處，根據坑頂標高，采用局部放坡+樁錨的設計思路，嚴格根據土層受力，錨索錨固力原理，調整陽角兩側錨索入土的角度，冠梁和腰梁的相對標高，防止錨索在土中相交，減小預應力錨索在張拉過程中的相互影響，減弱錨索預應力損失。為控制腰梁和冠梁之間掛網噴漿作業質量，統一鋪設標準規格的鋼絲網片，最后進行噴灑100mm厚水泥漿。為減少陽角處位移過大，采用對稱張拉施工。

②針對基坑西側配電線，在施工前進行改道處理，防止電線影響機械施工。對基坑西側南北向通過基坑的排水溝進行改道疏流，施工前進行疏干處理，然后采用Φ1500mm大直徑波紋管從場地西北側坑外引流泄洪溝至基坑西側坑外，在中部坑外引入原水溝。

③基坑降排水采用深層攪拌樁止水帷幕+降水井+回灌井+坑內明排的設計思路，嚴格控制坑內外的水頭差，使坑內外水壓力保持平衡，有效減少支護結構的水平距離。針對北側暗流，采用Φ48mm直徑的鋼管和小直徑導管（將小直徑導管另一端固定在直徑為400mm的PVC管內，PVC管以2%坡度架設在腰梁上，集中將泄水導管所有水量排入基坑內的集水坑中），穿過支護結構，進行逐步瀉流排水，將水排放至基坑排水井，最后利用抽水泵將水送至沉降池中，其排水量根據坑外降水井的水位確定，即與暗流流量保持一致，使坑內外水流量保持動態平衡，保證坑內外水土壓力平衡，有效加強基坑支護結構的穩定性，可以減少基坑與周邊建構物的變形。

④基坑周邊建構物緊鄰建筑紅線，其最近距離僅0.5m。且周邊建筑物多為淺基礎，上部結構薄弱，無構造柱與圈梁。施工前將各建筑物進行鑒定，施工過程中，采用雙排深層攪拌樁進行土體加固，采用支護樁+錨桿錨索等支護形式，防止建筑物因基坑開挖過大變形產生破壞，雙排深層攪拌樁主要起止水和加固的作用。錨索采用干成孔施工技術，通過錨索強度試驗和回收試驗指導基坑錨索施工，試驗數據表明干成孔施工工藝比傳統濕做法施工能更好地控制周邊建構筑物的變形，提高錨索與土體之間的錨固力。同時，在各建筑物薄弱點進行設點觀測，嚴格控制預報警值[3]。

⑤該基坑工程開挖面積大，土方量大，工期緊。采用盆式開挖與島式開挖相結合的方法，有效縮短工程工期，開挖過程中采取分層，分區，對稱開挖方式，縮短基坑表面暴露時間，對基坑沉降變形控制有很大作用[4]。

4 基坑監測

該基坑采用信息化的監測技術，以監測數據指導基坑開挖支護施工，根據監測數據及時地優化調整支護方案、調整施工程序。監測對象包括：基坑支護結構樁頂水平位移、豎向位移；支護結構內力監測；錨桿內力監測；土體深層水平位移；地下水位觀測；周邊建筑物位移監測；周邊地表豎向位移；周邊地表、道路裂縫監測；周邊管線變形。基坑監測的程序：①監測點的設定→②初始數據的測定→③過程監測→④數據整理分析→⑤中間預警→⑥完整監測報告編制。

數據分析：該基坑周邊環境復雜，周邊建筑物結構薄弱（以建筑6#為例），西北角無構造柱和圈梁的建筑6#的豎向沉降位移變化小，變化速率均小于0.2mm/d，總的位移沉降均小于25mm。D3號點前期沉降變化速率大，沉降過大，隨著支護樁和錨索的等工序的施工，其變化速率逐漸減小，施工中期其變化速率均小于0.15mm/d，總的沉降量小于預警值。

5 結語

鑒于本基坑周邊環境的復雜性，根據基坑實際情況，采取多種考慮環境保護的支護技術及信息化施工。監測結果和基坑周邊實際情況表明，支護結構水平變形、沉降變形以及周邊建構筑物變形指數均在預報警值以內，基坑周圍地面和建筑沒有出現顯著的變形和破壞。

參考文獻：

[1]鄭云剛，王自忠，楊世相，王曉曙.城市復雜條件下超深基坑支護技術的研究與應用[J].施工技術，2014（01）.

[2]陳祖煜.深基坑支護技術指南[M].北京：中國建筑工業出版社，2012：287-289.

[3]王衛東，劉國彬.基坑工程手冊（第二版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2009：617-633.

[4]王成華，段賢偉.基坑開挖對地下管線工作性狀影響的數值分析[J].巖土工程學報，2014，36（S2）.