危舊房屋改造項目中深基坑支護工程施工研究

鄧小明

（中國鐵路南寧局集團有限公司 經開部，高級工程師，廣西 南寧 530029）

1 工程概況

本項目位于廣西省南寧市西鄉塘區南鐵社區的中心區域，場地的西側、南側、北側均緊鄰城市支路，分別為南鐵一街、南鐵五街、南鐵六街，三條街道均具有城市交通功能、日常交通繁忙，場地東面的桂花苑小區是1998年建成的住宅小區。項目由2棟高28層的住宅樓構成（2層整體地下室，地面以上高87m）。項目整體地下室輪廓線總長330m，基坑底面積6310㎡，主體采用框剪結構，基礎采用筏板基礎。該項目±0.000的絕對標高為78.60m，天然地面絕對標高在78.20m至78.60m之間，基底設計絕對標高在67.80m至68.80m之間，基坑開挖深度在9.40m至10.40m之間。基坑工程合同工期為120天。

2 工程不利條件

2.1 基坑開挖無放坡條件

場地南、北、西比鄰的南鐵街道均為交通繁忙的城市支路，場地的用地紅線為南鐵一街、五街、六街三條城市街道的人行道邊界線，項目地下室的外墻軸線與三條街道用地紅線的最小距離為5.0m，場地東面是桂花苑住宅小區用地邊線，與住宅樓基礎不足1.0m。

2.2 基坑上方有高壓電力線

兩條10kV高壓電力線橫穿場地東面、西面上方，均處于項目基坑支護范圍內。

2.3 基坑東側緊靠桂花苑住宅樓

場地基坑東側緊鄰桂花苑小區住宅樓（住宅樓主體8層，框架結構，毛石混凝土基礎），既有竣工資料顯示危舊房屋改造項目的地下室軸線距離桂花苑最近的一棟住宅樓的毛石混凝土基礎僅2.925m～3.255m，項目擬采用直徑1500mm的支護樁。由此推算支護樁與相鄰住宅樓的毛石混凝土基礎邊緣距離僅0.745m。項目采用旋挖機施工，施工前需埋設6.00m長鋼護筒，鋼護筒為φ1800，鋼護筒邊緣距離毛石混凝土基礎為0.595m。

3 工程風險因素

3.1 管理因素

按照朗肯土壓力的計算公式分析，地基內的某處土壓力除自身土體性質和與地表高差外，主要受地表外部壓力影響，基坑周圍必須減小和避免堆載，主要避免在基坑的周圍停放重型機械，堆放大量的施工材料；將挖土施工速度減緩，避免過快急速改變原土層的相對平衡；各階段開挖過程中，挖土深度一定要控制，避免超挖，造成支護結構上側壓力過大，導致支護強度不足；基坑施工時間控制，縮短基底暴露時間，避免坑底土體的回彈增大，從而影響支護結構穩定性；避免地下水位降低過大、過快，基坑坑壁及坑底會出現漏水以及涌水等，漏水、涌水等水土流失，最終基坑周邊的城市支路路面、住宅樓樓梯出現沉降、開裂與傾斜等危險。

3.2 技術因素

支護結構施工中，工程質量差，支護結構出現嚴重的滲漏水，支護結構后側土體伴隨滲漏水嚴重流失，支護失去作用；過早基坑開挖，支護結構尚未達到設計要求強度值，支護結構過早受力，使得支護結構實際強度和剛度不足，出現異常變形；施工前，未能充分應用地質勘探資料，對支護樁的土體整體穩定性以及抗滑移驗算不全面、不準確，致使驗算錯誤，最終導致支護結構實際強度、抗滑移、整體穩定性不足，造成整體垮塌；對周邊地表水匯水、排放等造成的支護樁側壓力預測和計算不足，導致支護結構設計不足，造成整體垮塌。

4 基坑開挖及支護方案研究

危舊房屋改造項目設置二層整體地下室，基坑開挖深度在9.40m至10.40m之間，基坑支護結構采用排樁加預應力錨索，因與東面住宅樓毛石混凝土基礎不足1m，為保護東面住宅樓的基礎和主體結構安全，在東面樁間土增加高壓旋噴樁止水帷幕，支護結構設計使用年限為支護完成后一年。基坑支護平面圖如圖1。

圖1 基坑支護平面圖

排樁采用機械旋挖鉆孔工藝，化學泥漿護壁，跳挖方式成孔。排樁直徑分別采用1000mm和1500mm兩種，排樁間距均為2000mm。樁頂設冠梁GL1（B×H=1000mm×1000mm），冠梁GL2（B×H=1500mm×1000mm）。支護結構設兩道預應力錨索，在冠梁頂面下方2.40m處設置第一道錨索，間隔2.5m處設置第二道錨索。

土方的分段分層開挖支護方式，按40m至60m為分段長度，以錨索的垂直間距為分層高度。施工流程嚴格遵守本層土方開挖-本層施工錨索（含噴射混凝土墻）-本層的噴射混凝土墻體達到設計強度的70%時-下層的土方開挖-下層的施工錨索（含噴射混凝土墻）施工。C20混凝土達到設計強度的70%常規需要7天，為加快施工工期，可在混凝土中摻入早強劑等可將時間減少到3天至4天。在編制基坑施工方案時，統籌考慮土方開挖和支護施工需求時間、工藝間隔需求時間，在水平、豎向施工段上合理安排、緊密配合。

基坑東邊采用高壓旋噴樁帷幕截水，高壓旋噴樁頂標高75.00m，樁底帷幕底面標高為63.80m。截水帷幕采用掛網噴混凝土，噴射混凝土標號C20，100mm厚度，施工時將膨脹螺釘植入樁身，與加強筋焊接鋼筋網，鋼筋網采用雙向φ8@200。基坑分層分段開挖，拱形板分層分段制作，分層制作高度1500mm。基坑南邊、西邊、北邊采用降水井進行降水，共設計10口降水管井。基坑支護含支護樁（旋挖）165根總長2672m，冠梁一道總長333m，腰梁兩道665m，預應力錨索總長7080m，高壓旋噴樁75根，噴射混凝土1300㎡。基坑支護斷面圖如圖2。

圖2 基坑支護斷面圖

5 施工組織

5.1 針對工程不利條件，逐一采取對應措施

基坑支護樁開工前，再次核實周圍環境，通過現場勘探，核準臨近建筑物、臨近構筑物的基礎數據、地下電線路、給排水管線、地下構筑物的基礎數據，對相鄰地下基礎及管線做好安全防護，對場地內的構筑物化糞池等進行拆改，完成基坑東、西面的10kV高壓電力線等遷改。核實本項目支護樁設計的兩排錨索施工范圍內工程管線是否受影響。其中，第一排錨索施工的絕對標高最高為74.60m，錨索向下，施工角度與水平夾角為25°，錨索均長約24m，通過計算和勘探，錨索的施工范圍內無周邊既有地下管線。

5.2 針對工程風險因素，科學組織施工

對場地東面施工采取特別措施，在旋挖機施工前，采用人工挖孔方式減少對桂花苑住宅基礎擾動，埋設鋼護筒。即人工挖孔至相鄰桂花苑住宅樓的毛石混凝土基礎下方0.5m處，觀測住宅樓基礎沉降和位移變化穩定，再通過旋挖機開挖；嚴格執行施工方案，按照劃定的施工段分層開挖，嚴禁出現超挖現象，控制挖土速度；混凝土支護樁和掛網噴混凝土滿足設計強度要求再施工下一工序，確保施工質量；嚴格控制坡頂設計荷載值，基坑周圍禁止停放重型機械、禁止堆放建筑材料，確保邊坡穩定；當基坑開挖后，按照工序進行基底處理、保護，及時跟進筏板施工。

5.3 加強監測，發現問題及時解決

針對風險項點，反復驗算支護樁的整體穩定和抗滑移驗算，確保一定安全余量；做好關鍵數據、關鍵環節監控，及時糾正和解決發現問題，項目本身主要有：做好本項目基坑支護結構沉降及位移變化的同步監測；錨索拉力監測；分層開挖支護的豎向位移監測；基坑坑壁及坑底漏、涌水情況檢查；場地地下水位變化監測。相鄰建構筑物：周圍建（構）筑物的沉降及位移變化監測，場地周圍三面道路路面、既有建筑物沉降位移和裂縫監測；基坑周邊地下管線變化監測。

6 結論

南寧西鄉塘危舊房屋改造項目深基坑支護工程實施過程中，樁基檢測時發現單樁承載力不足，地基形式變更為復合地基，變更設計影響關鍵工期4個月。但在實施過程中，通過對工程的不利條件、風險項點分析，提出有針對性的措施和解決方案，通過過程控制、平行監測，最終保證了基坑開挖、基坑支護的每一環節安全可控，為下一階段的筏板、主體結構施工創造良好條件。

該項目已于2021年8月交付使用，盤活低效土地資源、改善南鐵地區環境、解決了部分鐵路職工居住困難條件。