緊挨房屋的基坑圍護實例分析

王金修

【摘 要】某基坑緊挨既有建筑，周邊環(huán)境復雜，變形要求高，地質條件較差，既有建筑保護要求高。針對本基坑周邊環(huán)境、工程地質及施工條件，采用對既有建筑基礎錨桿靜壓樁加固，基礎底部再進行壓密注漿補強， 基坑圍護采用水泥土攪拌樁內套打樹根樁，基坑內側進行土體壓密注漿加固，并信息化施工，保證了基坑及緊挨基坑房屋的安全，達到了預期的效果。

【關鍵詞】實例；樹根樁；基坑圍護；緊挨房屋；軟土地區(qū)

中圖分類號： TU753 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）25-0230-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.25.106

0 引言

我國城鎮(zhèn)化進程促進了地下空間的開發(fā)，地下工程日益增多。基坑設計施工的成敗，關系到周邊環(huán)境、經(jīng)濟安全。緊挨房屋邊緣進行新建筑基坑圍護設計施工其難度、風險均比其他地方要大，緊挨既有建筑邊緣進行基坑圍護要保護既有建筑安全，保證其在基坑施工期間位移、沉降在允許范圍內。目前緊挨房屋邊緣的基坑圍護受環(huán)境、施工條件所限，基坑圍護方法較少，主要有樹根樁、鉆孔灌注樁等。基坑圍護設計施工方案，據(jù)地質條件、周邊環(huán)境、基坑深淺的不同而異[1-10]。

本文介紹了軟土地區(qū)某緊挨房屋基坑圍護工程的設計、施工，及實施效果。

1 工程概況

工程場地位于上海市閔行區(qū)。擬建地下車庫工程±0.000（相當于地面絕對標高+3.700米）以上為1幢12層綜合教學辦公樓，地下車庫基坑開挖深度4.15米，基坑長約50米，寬約30米，基坑面積約1500平方米，底板厚度約500mm， 底板頂面埋深3.65米，地下車庫外墻采用鋼筋混凝土，厚300mm。

2 圍護結構設計

基坑工程區(qū)域性強、個性強、綜合性強、時空效應強，應根據(jù)工程地質和水文地質條件，基坑開挖深度和周邊環(huán)境條件，選用合理的圍護型式，基坑圍護型式很多，每一種基坑圍護型式都有其優(yōu)點和缺點，都有一定的適用范圍，要因地制宜，具體工程具體分析，選用合理的基坑圍護型式。

2.1 場地工程地質條件

該擬建場地在地貌上屬長江三角洲入海口濱海平原，涉及的地基土按成因類型、形成時代、工程性質等自上而下可分為5層。場地地層分布及物理力學性質見表1。

本場地雜填土較厚1.00-1.90m。房屋中部偏西有一條北西向的暗浜，浜寬15～20m，浜底埋深1.9～4.1m。場地地表3.2～4.5m以下存在厚度約10.5m淤泥質粉質粘土、淤泥質粘土層，該二層土強度低、壓縮性高。

場地淺部土層中的地下水屬于潛水類型，其水位動態(tài)變化主要受控于大氣降水，地下水埋深在0.9～1.2m之間。

2.2 周邊環(huán)境及地下管線

本基坑南側為運動場，西為食堂最近處約為8m，北西面為怡海公寓最近處相距15m、北面中段北東段較為開闊，東面緊靠學進樓，基坑邊線距學進樓基礎僅1.5m。

基坑南面、西面、北面均有校內雨水管、污水管、上水管、電力管、煤氣管等。

基坑東側緊挨學進樓，學進樓6層，基礎型式：條形基礎，條形基礎寬2.00m，基底埋深1.50m， 與擬開挖的基坑坑底落差2.66m，基礎邊緣距地下車庫1.50m。

2.3 緊挨房屋的基坑圍護結構設計分析

本工程基坑開挖深度約4.15米，屬三級基坑。基坑北面、南面、西面按常規(guī)基坑考慮，根據(jù)基坑挖深、周邊環(huán)境、工程地質條件、施工條件等，西面采用水泥土攪拌樁重力式檔墻，南面、北面采用復合土釘墻。本文僅探討東面緊挨奮進樓一面的基坑圍護設計與施工。

基坑東面由于緊挨學進樓而不允許基坑周圍地基土體產(chǎn)生較大的變形，則必須按變形控制設計，按變形控制設計中變形控制量應根據(jù)基坑周圍環(huán)境條件因地制宜確定

東面緊挨學進樓的基坑圍護體：本工程東面緊挨學進樓的基坑圍護體考慮場地條件與周邊環(huán)境、施工技術手段。為減小基坑施工對學進樓基礎的影響，又要保證圍護體結構的止水效果，還要保證圍護體結構及學進樓的穩(wěn)定性，采用在緊挨學進樓一側水泥土攪拌樁內套打樹根樁φ400@500的基坑圍護方法；水泥土攪拌樁采用φ700@500。

針對既有建筑學進樓基礎的加固技術：施工對保護對象的影響是互相關聯(lián)的，因為基礎緊挨學進樓，復雜條件下難以判斷保護對象學進樓的具體變形形態(tài)。所以，采用對學進樓臨基坑一側進行基礎加固，可以起到對既有建筑較好的保護作用。

學進樓基礎進行錨桿靜壓樁加固，錨桿靜壓樁樁長16m，樁間距1m，單樁承載力設計值120KN。

學進樓基礎錨桿靜壓樁施工完畢后條形基礎底部再進行樁間壓密注漿加固（采用“間跳法”施工，壓密注漿加固深度6.30m，孔距1m）；

基坑側土體加固技術：在基坑側坑底加固可以有效地提高被動區(qū)土體抗力，可以有效地改善基坑范圍內土體的力學特性，起到控制變形的關鍵作用，減小基坑變形，進一步保證圍護體結構的抗滑穩(wěn)定性，所以，在地下車庫側進行坑底壓密注漿加固（深度3.2m，寬度3.0m），使基坑施工區(qū)域與學進樓內土體之間形成一道有一定強度的壩體，能夠起到很好的隔離作用，從而減小基坑施工對學進樓的影響。開挖前應進行坑內輕型井點降水疏干。見圖1、圖2。

3 基坑圍護及緊挨學進樓地基加固的關鍵施工技術

在整個基坑施工過程中，采用科學方法和有效手段獲取瞬間變化的信息，使監(jiān)測數(shù)據(jù)能及時、準確的反映實際情況，做到信息化施工，嚴格控制各項施工參數(shù)，確保在施工過程中基坑圍護體系和學進樓、周圍道路、地下管線的安全，使整個工程的地下施工能順利進行。

3.1 圍護結構與加固體施工順序

為了保證基坑的穩(wěn)定、學進樓的穩(wěn)定安全，施工順序如下：先進行學進樓基礎錨桿靜壓樁與基礎底部壓密注漿加固，再施工基坑圍護體水泥土攪拌樁與樹根樁，最后進行基坑內壓密注漿施工。

（1）水泥土攪拌樁設計施工技術

雙軸水泥土攪拌樁單樁斷面尺寸700×1200，相鄰樁搭結200mm。雙頭水泥土攪拌樁采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比0.5，水泥摻入量為13%（暗浜區(qū)提高至15%）。攪拌樁樁體施工為兩噴三攪工藝。鉆頭每轉一周提升（下沉）1.0～1.5cm為宜，水泥土攪拌樁應連續(xù)施工，相鄰樁間歇不得超過10小時，且噴漿攪拌時鉆頭下沉速度不宜大于1.0m/min，提升速度不宜大于0.5m/min。

水泥攪拌樁下沉時不得采用沖水下沉，以免影響攪拌樁樁身強度。制備好的漿液不得離析，不得停置時間過長，超過二小時的漿液應降低標號使用。

水泥土攪拌樁強度采取鉆孔取芯的檢測方法。水泥土攪拌樁養(yǎng)護期不得少于28天，無側限抗壓強度qu>0.8MPa時方可開挖基坑。樁位偏差不大于20mm。坑內水泥土攪拌樁加固應注意避開工程樁。

（2）樹根樁設計施工技術

樹根樁施工工藝流程：a.開挖樁孔，清除孔內垃圾及障礙物。b.鉆機定位和校正垂直度，樁位誤差為±2cm，垂直度誤差小于1%。c.成孔，采用工程地質100型鉆機成孔，天然泥漿護壁。d.下注漿管、吊放鋼筋籠，鋼筋籠的主筋采用鋼套筒擠壓連接。e.填灌碎石、注漿。e.拔注漿管、移位。

圍護樹根樁樁徑φ400mm，設計樁長10m米，鋼筋籠長9.0米，鋼筋籠直徑330mm，保護層厚度35mm。主筋8φ16mm（二級筋），箍筋φ6.5@200mm；注漿材料采用P·O32.5普通硅酸鹽水泥，注漿漿液采用純水泥漿液，注漿壓力>1.5MPa。碎石料級配φ10～25mm，充填率應>0.8，樁身強度C20。

（3）錨桿靜壓樁設計施工技術

據(jù)房屋沉降傾斜狀況及場地工程地質條件，本工程采用錨桿靜壓樁為250×250mm預制方樁，每節(jié)段長2～2.5m，有效樁長為16.0m，樁尖進入⑤層。單樁承載力設計值約為120KN，設計施工30根，最終壓樁力=單樁承載力設計值×1.2≈150KN，施工中開鑿樁孔尺寸上口≥300×300mm，下口≥350×350mm，樁孔應盡量靠近基礎梁。壓樁前用小鉆桿探明地下有無障礙物，保證樁能壓下去。

樁架應與錨桿緊固到位，防止樁架晃動，樁架與基礎平面保持垂直。基樁樁尖就位時保持垂直，嚴禁偏心受壓，樁段就位后必須加以校正，保持與上節(jié)樁在同一軸線上，垂直偏差不超過1.5%的樁長。采用電焊接樁，為確保接頭質量，接樁前應清除接樁角鐵鐵銹，焊接時必須予以滿焊。采用C30早強微膨脹混凝土封樁、φ16交叉鋼筋與錨桿焊接并澆筑帽梁，帽梁尺寸700×500×200mm。保證樁與基礎連接可靠后封樁。

（4）壓密注漿設計施工技術

本工程壓密注漿地基加固處理根據(jù)注漿范圍，共布置3排注漿孔，采用梅花形布孔，注漿孔間距為1.0×1.0m，注漿深度范圍基坑底面下0.0～3.2m，即注漿長度3.2m/孔，共設注漿孔90個，總計注漿長度288m。

本次壓密注漿工程采用劈裂注漿，漿液材料選擇以注漿材料采用P·O32.5普通硅酸鹽水泥及精細粉煤灰制成的懸濁液，其配比為水：水泥：粉煤灰=1：1：0.75（重量比），注漿壓力為0. 3～0. 5MPa，且應恒定壓力3min以上，注漿速率16～20L/min左右。漿液注入率25%（即每m3土體注漿量0.25m3）。初凝時間一般應控制在1～2小時。注漿施工時采用注漿量和注漿壓力雙控制的方法。

注漿孔成孔采用振動沉管設備，將20mm注漿管用平板振動器壓入預定土層，埋設外徑φ75mm注漿鋼管，連接注漿軟管和注漿泵等，啟動拌漿機拌料； 漿液經(jīng)攪拌機充分攪拌后，開始注漿；注漿采用分層法，以底部向上部分層注漿，每孔注漿提升間距為0.5m；當灌漿一定程度后暫停注漿，向上提升一段鉆桿（一般為0.5m），再繼續(xù)進行注漿。注漿順序實行先外后里，考慮相鄰注漿孔相互影響，注漿時采用跳孔間隔進行注漿。

3.2 緊挨學進樓的土方開挖施工技術

挖土期間應確保坑內土體處于較干燥狀態(tài)，防止坑外明水倒灌入坑內，土方據(jù)“分層分區(qū)”的要求進行施工，分層厚度小于2.0m。施工順序應遵循先圍護后開挖、加強監(jiān)測的原則。土方開挖要求采用盆式挖土。土方開挖施工應嚴格實行“分層分段、留土護壁、限時開挖”，將基坑開挖造成的周圍設施的形變控制在允許的范圍內。基坑邊嚴禁大量堆載。

開挖最下一層土方時，坑底必須留200mm～300mm厚土層用人工鏟除及修平。開挖至坑底時，混凝土墊層“隨挖隨澆”，即墊層必須在見基坑底后24小時內澆筑完成。混凝土墊層需直接澆搗至圍護樁內側面。施工時需確保墊層的平整度、厚度和強度，使混凝土墊層能夠起到一道地撐的作用。

3.3 基坑降水

基坑降排水是保證基坑工程穩(wěn)定的重要舉措。基坑圍護結構施工結束后，土方開挖前要進行基坑降水，本基坑據(jù)基坑挖深、工程地質條件等采用輕型井點降水，降水深度控制在坑底以下0.5m-0.8m。基坑開挖前預降水6天以抽取基坑內土體中的潛水和上層滯水。輕型降水井點均勻布置于基坑內。使基坑內土體疏干，除坑內降水措施外，地面及坑內應設明排水措施，及時排除雨水及地面流水。從而達到使基坑安全、順利施工的目的。坑內排水嚴禁在坑邊挖溝。

輕型井點管要確保沖孔直徑≥300mm，濾管長度取2.0m，主管應盡量下放以滿足抽水要求及真空度。抽水系統(tǒng)和真空系統(tǒng)安置完畢后，應進行試抽，達到要求后轉入正常抽水，除遇特殊情況外，一般應連續(xù)工作。

挖土后在坑內設明溝或盲溝集水井明排水，明溝及盲溝應避免沿基坑底邊布置，宜利用電梯井等加深部分作為集水井。

4 基坑施工期間監(jiān)測

基坑監(jiān)測包括對緊挨基坑學進樓周邊環(huán)境的保護監(jiān)測和對基坑圍護體系的安全監(jiān)測，及時預報施工過程中可能出現(xiàn)的問題，及時控制和調整施工進度和施工方法，從而達到優(yōu)化施工方案、防止意外事件的發(fā)生、信息化施工的目的。

（1）監(jiān)測內容：①圍護墻體頂端水平位移及沉降；②學進樓的水平位移及沉降；③坑內外地下水位，每日抽水量；④坑外地表沉降。

（2）監(jiān)測要求：①圍護結構施工前，須測得初讀數(shù)；②在基坑降水、開挖期間，須做到一日一測。在基坑施工期間，可視測得的沉降、位移等變化情況加密。測得的數(shù)據(jù)應及時分析；③監(jiān)測報警值：一般情況下，基坑圍護體水平、垂直位移大于5mm/d或累計大于35mm；學進樓沉降最大變形≥5mm；變化速率≥1mm/d，且持續(xù)2天以上；地下水位變化>500mm；變化速率≥150mm/d，且持續(xù)2天以上。

若監(jiān)測值達到上述界限須及時報警，引起重視，綜合分析，采取相應措施，控制位移與沉降，確保基坑施工安全。

5 實施效果

經(jīng)幾個月的基坑施工、基礎底板澆注，從本工程監(jiān)測數(shù)據(jù)可知：基坑圍護體累計最大水平位移51mm、累計最大沉降35mm，緊挨基坑學進樓的最大累積沉降4mm，沉降速率遠<1mm/d，沉降、位移均在規(guī)定范圍內，控制效果良好，滿足要求。

監(jiān)測結果說明本基坑設計參數(shù)的選取、基坑圍護設計與緊挨基坑的房屋加固方案、施工工藝是合理的。

6 結語

軟土地區(qū)緊挨房屋的基坑圍護設計施工應充分考慮場地巖土工程條件、周邊環(huán)境條件、基坑挖深、基坑大小、基坑形狀、既有建筑保護、施工條件等，做到精心設計、精心施工；

本緊挨既有建筑的基坑圍護采用水泥土攪拌樁內套打樹根樁、基坑內側土體壓密注漿加固方案，既有建筑的基礎采用錨桿靜壓樁加固，基礎底部再進行壓密注漿補強等綜合措施，保證了基坑及緊挨基坑房屋的安全，達到了預期的效果。

本文參考了閔行區(qū)有關場地的資料，沒能注明出處，在此致謝。

【參考文獻】

[1]黃立雄.大型住宅小區(qū)大面積淺基坑圍護設計方案優(yōu)化 [J].建筑施工，2013，36（5）：498-500.

[2]葛明軍.基坑圍護施工中特大自來水管道保護技術[J]. 探礦工程（巖土鉆掘工程），2009，36（4）：66-69.

[3]石鈺鋒，陽軍生，白偉，張學民.緊挨鐵路偏壓基坑圍護結構變形與內力測試分析[J].巖石力學與工程學報，2011，30（4）：827-833.

[4]王英銳，董紅霞，黃新林.上海中心城區(qū)復雜地質條件下基坑圍護設計與施工[J].施工技術，2011，40（12）：35-37.

[5]戚新根，倪小龍.復雜環(huán)境下深基坑圍護的對策[J].建筑技術，2005，36（12）：934-935.

[6]朱燕飛.外灘歷史文化風貌保護區(qū)基坑圍護施工方法的研討[J].建筑施工，2012，34（7）：644-645.

[7]胡建華，謝石連，付奕.復雜環(huán)境下的某深大基坑工程設計施工[J].建筑施工，2009，31（5）：336-337.

[8]劉國彬，王衛(wèi)東.基坑工程手冊（第二版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[9]張永鈞，葉書麟.既有建筑地基基礎加固工程實例應用手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.1

[10]龔曉南.地基處理手冊（第三版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.