武漢王家墩商務區基坑坑中坑設計治理措施

湯捷 ，蔡濤，張威，劉艷敏

(1.武漢王家墩中央商務區建設投資股份有限公司，湖北武漢 430022;2.武漢市測繪研究院，湖北武漢 430022)

1 引言

隨著城市高層建筑的不斷崛起，地下空間的開發利用，各種不同應用類型的基坑工程不斷涌現，其受到應用功能、建筑形式、周邊環境的影響，逐漸呈現出深、大、緊、近的工程特點。應建筑一體化的要求，坑中坑的出現就成了必然結果。它的存在不僅為維護結構設計、施工增加了難度，同時也為基坑穩定性控制增加了風險與成本，由于坑中坑處理措施不當，導致主體結構工程樁位移、基坑維護體變形、垮塌的基坑工程事故屢見不鮮［1］。為了避免重大工程事故，采取切實可行的支護措施，同時降低工程成本，本文對王家墩商務區基坑工程坑中坑圍護體的設計治理方法進行了總結與分析，對其使用條件與效用進行了評價。

2 影響坑中坑穩定性因素

基坑工程往往具有很強的區域性、個別性。作為一個系統工程，它不僅涉及土體穩定、變形等巖土工程性質，滲流、降水等水理、力學性質，而且涉及結構選型、結構穩定性等結構工程問題，同時，又具有極強的時間、空間效應。而坑中坑的出現，往往使得基坑開挖深度局部劇增，外坑形成的應力場二次重分布，土體穩定性受到威脅;同時，被動區土體壓力增加，作用于圍護體結構應力增加，結構穩定性受到威脅。局部開挖揭露砂層或者砂土互層時也會受到地下承壓含水層水的威脅。而坑中坑相對平面位置與深度則是制約其土體、結構穩定性的關鍵因素［2］。

武漢市王家墩商務開發區域位于長江一級階地［3］?？又锌佑绊懛秶鷥榷喑雎队谐休d力較低的軟弱土層(多為淤泥質土)、粉砂與粉土互層、砂層，開挖深度涵蓋1 m～6.5 m。建筑期內，受建筑主體設計條件限制，坑中坑圍護體的設計常要滯后于主體基坑。

3 坑中坑圍護體系設計選型分析

坑中坑圍護體系的設計作為實現工程技術經濟性至關重要的一環，應根據工程地質與水文地質條件、環境條件、施工條件以及基坑使用要求與基坑規模等設計條件，通過技術與經濟性比較確定。

目前，常被坑中坑選用的設計支護方法有放坡、重力式擋土墻、水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁、復合土釘墻、鉆孔灌注樁及其組合體系等。合理選用支護方法是坑中坑設計的重要環節，根據武漢王家墩商務區基坑支護效用，對各支護方法進行總結分析，定性評價見表1［4］。

坑中坑支護方法定性分析表［5］表1

續表1

基坑工程的支護型式多樣，常需根據周邊環境、水文、地質條件、開挖深度、基坑特點以及經濟、技術因素，綜合評價、選取支護型式，或采取多梯次組合支護體系。

4 坑中坑支護方法應用工程實例

本文以武漢王家墩商務區武漢中心項目為例，來探討各支護方法的選擇及其應用效用。

4.1 武漢王家墩商務區武漢中心項目概況

武漢中心項目位于武漢王家墩商務區商務中路以南，是武漢市標志性建筑。大基坑面積約2.9萬m2，塔樓坑中坑面積約為3 800 m2，塔樓核心筒電梯井、集水井坑中坑面積約為 120 m2［6］。

4.2 支護方法選型

塔樓區域坑中坑主要集中在主坑西南角部，其相對普遍裙樓區域開挖深度為1.2 m，坑中坑邊距離主坑距離最小處約為22 m，按照1∶1放坡進行處理，同時結合中深管井降水;對于局部土質較差區域，在坡體表面加打短鋼筋的抗滑措施。

電梯井、集水井坑中坑布置較為分散，其所在區域出露地層主要為(4－2)粉細砂，北側及東側相對開挖深度為1.4 m～1.8 m，坑邊相對于塔樓坑中坑較近，坑外主體結構工程樁布置較為密集，放坡支護受到限制，故設計采用高壓旋噴樁重力式擋墻為主要的支護方案。墻寬2.6 m，高6 m(見圖1、圖2)。

中部電梯井坑中坑相對開挖深度為6.5 m，局部已揭露砂層，存在承壓水的問題，設計采用樁撐支護，排樁外側結合高壓旋噴樁帷幕止水，坑底采用高壓旋噴樁封底處理(見圖1、圖3)。

圖1 武漢中心項目坑中坑支護平面布置圖

圖2 武漢中心項目坑中坑高壓旋噴樁重力式擋墻(HJK段)典型支護剖面圖

圖3 武漢中心項目坑中坑排樁加內支撐、高壓旋噴樁封底加固典型剖面圖

4.2 各支護方法效用評價

武漢王家墩商務區武漢中心項目坑中坑支護型式多樣，周邊環境復雜。

支護期間對外坑、內坑及主要支護結構、周邊結構構筑物均進行了變形監測。監測結果顯示，坑內降水對于坑中坑的穩定起到了有利的作用，放坡支護結構結合降水作用效果良好，是一種經濟、簡約的臨時支護結構。在施工期間，外坑施工使得內坑穩定性受到了一定影響?？又锌臃€定性與其平面位置及其與外坑的關系制約了支護型式的選擇?；幼冃巍⒎€定性主要受到了降雨、周邊環境等因素影響。現有支護型式的選擇對于坑中坑的支護效果顯著，施工期間，坑中坑未發生明顯的開裂、變形，邊坡變形亦控制在規范允許范圍內。

5 結論

依據工程特點綜合地質、水文、環境、技術、經濟等因素選擇支護型式是切實可行的?；庸こ讨锌又锌右嗍侵萍s整個工程穩定性的關鍵因素。武漢王家墩地區內坑支護型式的選擇依據坑中坑支護方法的適用條件及其優劣勢來進行是安全、可靠的，且更快捷、經濟、簡便。

［1］侯新宇，劉松玉，董立元.地鐵換乘站坑中坑開挖變形特性［J］.東南大學學報(自然科學版)，2011(06):1289～1294.

［2］吳銘炳，林大豐，戴一鳴等.坑中坑基坑支護設計與監測［J］.巖土工程學報，2006，28(S1):1569 ～1572.

［3］機械工業第三勘察設計研究院.武漢中心項目巖土工程勘察報告.2009.7.

［4］JGJ 79－2002.建筑地基處理技術規范［S］.

［5］DB42/159－2004.基坑工程技術規程［S］.

［6］湖北中建三局建筑工程技術有限責任公司.武漢王家墩商務區武漢中心項目基坑支護設計［R］.2011.