確保鄰近建筑安全的深基坑支護工程

陳繼志(東北電業管理局第一工程公司，遼寧 鐵嶺112000)

1 引言

2 工程環境及特點、地質特征

2.1 工程環境及特點

某發電廠T1轉運站是該廠“上大壓小”技改工程二期工程的一部分，位于碎煤機室西側，距其地下室外墻只有1.2m；轉運站的西側是輸煤棧橋基礎；南側是綜合管架；北側是綜合管架和排洪溝，可以說四周是建筑林立。該區域空中有棧橋和管架縱橫，吊車在該區域內每次站位作業都會冒很大的風險。相對而言轉運站東、西兩側的既有建筑與開挖區域更為接近，且碎煤機室基礎的深度為-6.5m，輸煤棧橋基礎的深度為-5m，而轉運站的基礎深度是-11.3m，基坑開挖深度遠大于既有建筑的基礎埋深。

此外，該區域地下水位較高、地下管網情況復雜、碎煤機室內的振動設備對地基具有影響等諸多因素，進一步增加了邊坡支護的難度。

2.2 地質勘測資料

地質勘測資料見表1。

表1 地質勘測資料(按標準值拆減0.8)

3 深基坑支護措施的選型和方案的確定

3.1 確定支護措施前需要了解的信息

收集相關水文、地質勘測資料、氣象資料、周圍環境、周邊建筑的結構設計圖、地下管網隱蔽資料，周邊各種荷載情況、振動荷載產生的影響、最小開挖邊線等，根據上述資料擬定支護措施及方案。

3.2 支護措施的分類和選定

目前國內常用的基坑支護手段主要有樁、樁錨、內支撐、擋土墻、噴錨支護等幾種方法。本工程由于施工條件的特殊性，選用樁基直立護坡。

3.3 本工程主要技術難點以及解決措施

1）由于轉運站與碎煤機室相距較近，打樁機無法作業，只能采用人工成孔鋼筒護壁的方式施工，而該區域地下水位又較高，所以需要深入研究如何做好施工降水和防止相鄰建筑基礎坍塌沉陷的問題。

通過采集邊坡、支護結構的沉降與位移等信息，使用深基坑FRWS反分析軟件，對下步施工可能出現的情況進行反演計算。預測支護結構受力、變形及可能出現的問題，并采取相應措施，確保基坑及周邊建筑物的安全。經過反復論證，確定采用δ=5mm每段高1000mm的鋼板筒護壁，開挖深度不到1000mm時開始壓入，確保土方不沉塌。同時，采取樁基坑直接降水的方法，保證施工和既有建筑的安全。

2）碎煤機室振動設備對地基產生影響

持一般盜竊觀點的學者認為，行為人以非法占有為目的，通過偷換二維碼的方式秘密竊取他人財物的行為構成盜竊罪。該學說認為本案的受害者是商家而非顧客，行為人采用“掉包”的方式竊取了本屬于商家的財產性利益，并且在整個行竊過程中行為人采取的手段具有平和性與隱秘性。另外，顧客在付款的過程中始終相信所掃描的是商家正確無誤的二維碼，其并沒有產生錯誤的財產處分意識，進而更不具有錯誤的財產處分行為。

根據地質資料和碎煤機室設計圖得知，碎煤機室的箱型底板坐落在粉質粘土層上，地基承載力特征值為fak=180KPa；根據設計院提供的資料得知，室內振動設備使箱型結構底板產生約20T振動荷載；根據上述數據和《建筑地基基礎技術規范》（DB21/907-2005）以及相關資料得知，在振動力作用下，孔隙水壓力上升，抗剪強度瞬時消失的土層，土層的液化，在相鄰既有建筑（相距1.2m）和深于既有建筑4.8m的環境下開挖基坑，在此側斷面處可使地基沉陷、滑移失穩、危及碎煤機室建筑物的安全。為解決此類問題，該側采用人工φ1000mm挖孔樁護坡，樁基護壁采用δ=5mm鋼板筒保護，樁距為1400mm，在開挖過程中，每層1000mm做樁間鋼筋混凝土噴錨護墻。

3）懸臂混凝土樁背側壓力土和錨固長度的設計

選用混凝土樁做開挖基坑直立護坡，因基坑開挖后樁懸臂長度在5.2m～8.9m之間，為解決懸臂樁侵復水平值小于5mm的安全技術指標，初步考慮錨固長度為15～18m。為了縮短工期和降低施工成本，經過反復論證，最終采用在排樁上部增加水平支撐或局部補加錨鎖，以提高懸臂樁抗侵復措施來降低樁入巖深度，從而使錨固長度從15～18m改為6.8～12.8m分段不等。

3.4 多支點排樁支護方案

1）基坑護坡采用多支點排樁+噴射混凝土的聯合支護體系、懸臂排樁支護體系和排樁+內支撐支護體系，φ1000mm支護樁采用人工挖孔灌注樁，φ800mm支護樁采用鉆孔灌注樁，支護結構樁參數見表2。

表2 護坡樁參數

2）冠梁和腰梁設計

規格為800×1000mm和400×1200mm；C25混凝土；配筋及主筋：8Φ25+4Φ16和6Φ25+4Φ16；箍筋：φ8@200。

3.5 水泥土地錨支護方案

水泥土地錨支護方案見表3。

表3 水泥土地錨設計參數

4 基坑支護總體施工程序及內容

本工程主要施工程序及內容包括：①場地平整；②護坡樁成樁，冠梁澆注；③第一步土方開挖及水泥土地錨施工，樁間土噴護；④第二步土方開挖，樁間土噴護；⑤鋼支撐施工；⑥第三步土方開挖，清底；⑦結構底板完成后進行剛性鉸施工；⑧剛性鉸達到設計強度后拆除鋼支撐。

5 基坑支護結構監測

由于基坑開挖深度較大，為確保基坑邊坡安全，采用信息化施工技術。在施工全過程中，通過采集基坑支護結構位移等信息，及時發現問題，并采取相應措施，確保基坑安全和施工順利。

5.1 預警值設定

依據《建筑基坑支護技術規程》JGJ-99中條文說明中3.8.6條，結合施工經驗及場地條件，為確保邊坡安全性，本工程主要監測項目為支護結構變形監測和相鄰建筑物監測。支護結構水平變形預警值：基坑深度為2‰，即樁頂變形控制在4cm以內。

5.2 位移觀測方案

1）點位埋設：冠梁施工后，在其上布設測點。測點間距20m，點位用水泥釘固定，主要固定于基坑中段。受場地條件制約，觀測基準點選在基坑相對穩定的角點部位并距角點5m距離。測站點用水泥樁固定，樁頂設小釘，以保證儀器對中的精度，樁位附近設立醒目標志，以防破壞。

2）觀測方法：可采取直線法觀測。在基坑護坡樁支護深度段開挖之前每點進行兩次觀測，作為基準數據，以后的觀測結果和首次觀測相比較，求出樁水平位移。

3）觀測時間：在基坑開挖過程中，每天進行一次觀測。在雨后第2天加強1次觀測，基坑開挖結束達到穩定后每7天觀測1次。

5.3 資料整理

每次觀測結果需及時整理、分析，繪制出代表樁體、邊坡位移、建筑物位移的時程曲線。同時利用曲線成果，采用反演軟件預測下一步施工階段支護系統及鄰近建筑物的變形發展，如發現異常現象，應立即通報有關決策部門，采取搶救措施。

6 結語

深基坑支護工程是施工開挖與結構工程、巖土工程、環境工程等諸多學科的交匯，是一項涉及范圍廣且具有時空效應的綜合性工程。本文中如有紕漏或錯誤之處，請與我聯系，以便大家能夠一起探討、論證。同時，由于深基坑支護工程具有很強的區域性、綜合性、環境效應以及風險性，在實際組織施工中，針對具體工程，可能會采用不同的支護措施，希望在參考本文時能夠活學活用，切不能生搬硬套，否則很可能會造成工期和經濟上的浪費。

[1]《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）

[2]《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）

[3]《加筋水泥土樁錨支護技術規程》（CECS147:2003）

[4]深基坑支護計算軟件《理正深基坑支護F-SPW5.5版軟件》