某高層住宅樓工程基坑支護設計及施工

王慧榮

1 工程概況

太原市某高層住宅樓，地下2層，地上32層。建筑面積35 512.39 m2，建筑外輪廓尺寸為 32.3 m ×41.2 m。鋼筋混凝土剪力墻結構，總高度98.4 m，室內地面標高786.50 m。該工程室內外高差0.9 m，地下1層層高3.6 m，地下2層層高3.3 m。基礎采用鋼筋混凝土灌注樁，墻下布樁。基底標高為－8.3 m。承臺基礎外邊線距中線約1.2 m。本工程東側距院內道路邊約3 m，距小二樓住宅約18 m;北側距圍墻15 m，距水西關南街25 m;西側距圍墻8 m，距勁松北路18 m;南側距小花園約7 m。

2 工程地質情況

根據巖土工程勘察報告，場地地基土按沉積時代及成因類型自上而下依次為第四系全新紀沖積地層及第四系上、中更新紀沖洪積物組成。土層較平緩，起伏不大。地基土自上而下分層構成及巖性特征、力學性能見表1。

表1 地基土分層構成及巖性特征、力學性能

地下水類型屬孔隙水，主要由側向徑流補給。水位埋深介于地表下2.10 m ～2.50 m，水位標高 782.94 m ～783.22 m，呈西高東低趨向。

3 截水帷幕、降水、支護設計

3.1 設計依據

JGJ 120-99建筑基坑支護技術規程;YB 9258-97建筑基坑工程技術規范;JGJ 94-94建筑樁基技術規范;GB 50010-2002混凝土結構設計規范;GBJ 10-89混凝土結構設計規范;JTJ 024-85公路橋涵地基與基礎設計規范;巖土工程勘察報告及補充說明;建筑設計和試樁及錨樁詳圖;現場了解調查情況;PKPM巖土系列軟件。

3.2 地基土抗剪強度值的選用

地面高程取室外設計地面標高785.6 m。

結合巖土工程勘察報告、太原地區經驗及相關參考資料，地基土的重度、粘聚力C和內摩擦角φ值按表2采用。

3.3 支護方案選擇

基坑側壁安全等級按二級采用，重要性系數γ0取1.0。地面上施工荷載取20 kN/m2。

按基坑邊距建筑軸線最小距離1 500 mm，基坑凈尺寸為35.1 m×44 m的長方形。

因地下水位較高，砂層厚，擬采用懸掛式深層水泥攪拌樁雙層帷幕截水，四角采用角撐桿支護。

3.4 支護部分設計

3.4.1 支護樁

支護樁采用φ700鋼筋混凝土灌注樁，間距1.1 m，樁頂標高－2.4 m。C25混凝土，縱筋及加強筋用HRB335鋼筋，螺旋箍筋用HPB235圓鋼，主筋保護層50 mm。

3.4.2 帷幕樁

帷幕樁為雙排深層水泥攪拌樁，樁徑500 mm，縱向搭接200 mm(間距300 mm)，橫向搭接150 mm(排距350 mm)，頂標高－3.05 m，進入基坑底面下 9 m(底標高 －17.3 m)，有效樁長14.25 m，普硅水泥用量55 kg/m。

但多邊城市氣候聯盟在國際氣候治理方面也有明顯弱勢。首先是作為NGO資金有限，最終還是要依靠國家和超國家機構的支持才能運行，因此行動多限于倡議、呼吁、技術指導等方式。同時，目前的城市氣候網絡主要集中在發達國家，對發展中國家城市關注不夠。發達國家和發展中國家城市間的聯盟，即使有也多是發達國家主導合作方式和議題，發展中國家被動接受。另外，發展中國家間的城市氣候聯盟更少，但這些城市才是國際氣候治理中最困難的群體，既要承擔高速發展的繁重任務，又缺少能力實現經濟轉型，于是往往只能按照傳統方式發展，最后陷入發展-排放-發展的惡性循環。

3.4.3 冠梁

冠梁斷面取 900 mm×650 mm(1—1剖面，3—3剖面)和1 200 mm×650 mm(2—2剖面)，頂標高 －2.40 m。C25混凝土，主筋用HRB335鋼筋，箍筋用HPB235圓鋼。基坑內側相平，超出支護樁100 mm。支護樁頂混凝土錨入冠梁50 mm，頂部鋼筋鑿出后全部錨入冠梁內。

3.4.4 角撐樁撐桿

主撐桿采用φ609×12焊接鋼管，系桿采用φ273×8焊接鋼管。支撐立柱共5根，為格構式鋼樁，外形尺寸500 mm×500 mm，肢桿用120×10角鋼，綴板用200×10鋼板，間距800 mm，嵌入基礎底面下3 m。材質均為Q235。支撐鋼管連接采用全焊透焊縫，連接處另加4根120×10角鋼(每根長400 mm，6 mm厚焊縫)加強。立柱下為φ800鋼筋混凝土灌注樁，有效樁頂標高為－8.3 m，樁底標高為－17.3 m，配筋8Φ25，C25混凝土，每根立柱角鋼與灌注樁主筋的搭接部位兩端與中間焊接共3處，焊縫厚6 mm，每處長50 mm。

表2 地基土的粘聚力C和內摩擦角φ值

3.5 降水部分設計

降水采用深井，按潛水非完整井計算涌水量約1 200 m3/d。擬布置8口降水井，井底標高－15.3 m(即基坑底面下7 m);回灌井12眼，南、北兩側各兩眼，東、西兩側各四眼，井底標高－13 m，進入中粗砂層，其位置根據現場情況確定，盡量均勻分布，且離基坑遠一些;觀測井4眼，基坑內2眼，基坑外2眼(根據現場情況布置在基坑東側)，井底標高－13 m。

降水井及回灌井成孔不小于600 mm，井管直徑400 mm，降水井濾水管采用鋼筋混凝土條孔管，底部2 m長沉淀管和頂部4 m長保護管可用混凝土實心管;回灌井頂部4 m長保護管用混凝土實心管，其余全部采用鋼筋混凝土條孔管。

降水井、回灌井及觀測井的濾網采用2層60目尼龍網或銅絲網，濾料采用2 mm～5 mm干凈石屑或礫砂。

基礎內的降水井需在井管外設置帶止水鋼板的φ508×6鋼套管(長度根據底板厚度確定)。

當地下室外側防水層做好回填土完成且驗算墻下樁抗拔承載力滿足要求后可停止降水。

封井應先室內后室外，由基坑一端向另一端順序進行，并編制專項施工方案實施。

3.6 拆撐與換撐

拆撐擬采用兩個方案:

1)在地下2層結構完成后，立即做外墻防水并回填土到2層結構頂面下300 mm左右，將斜撐拆除;

2)在地下2層結構完成混凝土達到一定強度后，在地下2層樓板位置頂水平圓木加楔后拆除斜撐。

4 支護施工過程

1)支護降水編制專項施工方案，按所在分項工程的施工質量進行檢查驗收。

2)支護樁位嚴格放線定位，支護樁及立柱樁按照JGJ 94-94建筑樁基技術規范有關水下混凝土灌注樁的規定施工。

3)止水帷幕施工前要做好樁機、鉆頭及配件的檢查維修，確保鉆頭直徑，確保正常不間斷施工;加強水泥漿的配制、攪拌、過濾，控制提鉆桿速度，實現均勻噴漿攪拌;每根樁都要嚴格定位，鉆進時保持鉆桿垂直度，盡最大可能保證帷幕樁的搭接咬合尺寸;控制相鄰樁體的施工間隔時間不超過12 h;采用兩噴四攪工藝施工，水灰比 0.5 ～0.6。

4)降水井、回灌井和觀測井成孔后應立即洗井，下井管和濾料。降水井成井后隨即進行試抽水，其出水量及出水泥砂含量符合要求后再驗收。正式降水時，應分兩次先淺后深設置水泵，避免一次將水泵放到位造成水位下降過快。且在滿足基坑底面下降水深度0.5 m～1.0 m的前提下，盡量提高水泵位置。抽出的水經沉淀后方可排入雨水管道。回灌應鋪設專用管道，要定量不間斷補水，控制回灌井內水位維持在－3.3 m左右。降水期間要備用發電機。

5)挖土應分層開挖。現場已挖除部分土方，為方便施打工程樁用。正式挖土時，應先挖至角撐底面下約500 mm處，安裝好角撐并驗收合格后，再進行下一步挖土。當挖土接近設計要求的東西兩側保留土區域時，再次抄平放線，確保保留土不受擾動。挖土時要注意保護降水井、回灌井、觀測井、角撐及角撐立柱，避免損壞帶來不必要的損失。

6)做好應急預案。特別是對帷幕漏水、涌砂應有一定的物資準備、堵漏措施及培訓。

7)所有施工檢測的初始觀測應不少于兩次，觀測結果應一致。

8)監測:a.摸清周圍地下管線的設置情況，避免在帷幕樁、支護樁、觀測井、回灌井施工時損壞。在不受基坑變形影響的位置設置水準基點、變形監測基點，并在整個施工過程中妥善防護。b.支護樁水平位移觀測:可在冠梁上設置支護樁水平位移觀測點，除四角布置四個測點外，南邊、東邊冠梁另設9點，分別設在支點處和支點中，北邊冠梁上另均勻布置兩點，西邊冠梁上另均勻布置三點。在冠梁混凝土凝固后立即設點進行第一次觀測。挖土期間，每2 d～3 d觀測一次，位移較大時每天1次～2次。經觀測:支護樁頂水平位移監控值小于30 mm。c.周圍建筑沉降觀測:在東側三幢小二樓、西側東江酒店、北側金湖會館及住宅樓設沉降觀測點。在降水、挖土前進行初始觀測。小二樓每幢樓可布置六點，除四角外，在兩條長邊另增加兩點;東江酒店、金湖會館及住宅樓除在迎街面角點、每隔不大于15 m設點外，可在與街道相垂直的面上另各設一點，與角點相距10 m～15 m。降水開始后，包括挖土期間，每2 d～3 d觀測一次，沉降較大時每天1次～2次，沉降基本穩定后，每5 d～7 d觀測一次。建筑沉降監控值按GB 50007-2002建筑地基基礎設計規范第5.3.4條規定值的一半取用。d.地下水位觀測:基坑內觀測井主要用于決定挖土時間，基坑外兩個觀測井設置在東側，監控東側水位變化情況，與小二樓的沉降觀測對比分析，以確定是否采取應急措施。e.可能時，增加支護樁傾斜、支護樁鋼筋應力、角撐軸力等的監測。f.安排專人巡視觀察:主要觀察地面、道路的裂縫、沉陷，圍墻、建筑、混凝土支護樁、冠梁等的裂縫，坑壁漏水、涌砂等。

5 結語

根據本工程場地狹小的地理特征，且距離周邊居民區較近，地下水位較高的特點，本著安全原則，參照規范設計，既經濟，又合理運用了新技術、新材料，取得了巨大的效益。

［1］ 曹景福.軟土地區基坑支護方案［J］.山西建筑，2010，36(21):109-110.