某大型天然氣液化及儲存設備項目地下室基坑支護工程實例

董浩 ，徐藝勻，趙明，岑仰潤，林國衛，吳海峰

(1.中國空分設備有限公司，浙江杭州 310012;2.杭州經緯建筑設計有限公司，浙江杭州 310012;3.杭州市勘測設計研究院，浙江杭州 310012)

1 工程概況

某大型天然氣液化及儲存設備項目位于杭州市濱江區西興工業園內，開挖深度 5.600 m～7.500 m，電梯井局部加深 1.700 m～3.500 m，工程樁為鉆孔灌注樁。場地表層分布一定厚度的粉土，滲透系數較大，需考慮止降水，坑底局部及以下位于深厚的淤泥質粉質粘土中，淤泥質土層厚度約 30 m左右，土質條件較差。基坑周邊情況較復雜，基坑東側、南側、西側為已建建筑物，北側為已建道路，且均距離基坑邊較近，對變形控制要求較高，如圖1所示。

圖1 支護結構總圖

2 基坑支護設計

根據本工程基坑開挖深度、地質條件及周邊環境，設計采用鉆孔灌注樁+一道鋼筋砼支撐［1，2］，坑外采用一排三軸水泥攪拌樁［3，4］擋土止水，坑內采用簡易深井降水的方案。考慮到立柱樁數量較多、樁長較長，采用借用工程樁作為立柱樁，但部分為單樁承臺，借用有一定施工難度;因本工程設一層半地下室，開挖深度較深，換撐后圍護樁懸臂高度較大，采用提高換撐構件來減小懸臂高度。

3 現場施工情況

利用工程樁作為立柱樁的施工:①鋼格構放置位置有利于鋼筋穿越，當基礎鋼筋數量較多且難以穿越井字鋼構架時，在鋼構架上開孔，但角鋼開孔面積不大于角鋼全面積的30%，如圖3、圖4所示;②當鋼格構與剪力墻相交時，先施工周邊剪力墻，在鋼格構附近留施工縫，待底板換撐施工完畢達到設計要求后拆除支撐割除鋼格構，最后施工與鋼格構相交的位置的剪力墻。

換撐構件的施工:由于設計提高了換撐構件高度，因此現場施工中先施工地下室墊層至圍護樁邊，然后施工地下室底板及底板位置的換撐構件，砼標號同地下室底板，再用C20素砼施工剪力墻及剪力墻與圍護樁之間的換撐構件至設計標高，換撐構件采用自然養護，待強度達到80%設計強度后方可人工鑿除支撐、施工地下室外墻。

圖2 典型剖面圖

圖3 鋼格構開孔示意圖

圖4 鋼格構打孔現場施工圖

基坑開挖過程中坑內深井僅在止水帷幕施工完畢后起作用，開挖過程中深井的作用很小，原因分析主要為:基坑開挖影響范圍內的體層主要為粉質粘土和粘質粉土，施工質量較好的三軸水泥攪拌樁止水帷幕進入不透水層后將基坑內的水量控制住。

4 監測結果分析

本工程布置了測斜管、水位管、軸力計、沉降點等對基坑開挖進行監測，如圖1所示，以指導該工程信息化施工。

根據本工程監測成果報告顯示，整個基坑開挖過程對周邊環境影響較小，其中深層土體累計最大水平位移值在 8 mm～45 mm之間，典型深層土體水平位移曲線，如圖5所示。由曲線圖可知:基坑深區土體水平位移變化特征為:①最大水平位移發生在基底位置，上部支撐位置變形得到有效控制;②根據跟蹤監測數據拆撐工況產生的位移占總位移量的30%左右;③實測結果與計算預計位移發展規律基本相符，累計值均在警戒值范圍內。

圖5(CX1)曲線圖

支撐軸力值在2 055 kN～2 900 kN之間，典型支撐軸力曲線，如圖6所示。①支撐軸力在土方開挖的過程中不斷增大，最大支撐軸力產生在開挖至基底墊層底板未澆筑時，待墊層、底板澆筑完成后軸力變化幅度開始減小并逐漸趨于穩定。②由曲線圖可知最大支撐軸力均在 3 000 kN以下，均處于警戒值范圍內。另據監測報告比較，角撐位置的支撐軸力與對撐處的支撐軸力大小差不多。

地表最大沉降累計值在5 mm～17 mm之間，典型地表沉降曲線，如圖7所示。監測結果顯示，地表沉降值隨著挖深的增加而不斷增大，但沉降累計值均在20 mm內。另據監測報告，從基坑開挖到回填整個過程中建筑物沉降變化值均較小，說明基坑開挖對建筑物沉降的影響不大，未影響建筑物的正常使用。

圖6(G1－1)曲線圖

圖7(C1)曲線圖

由于整個基坑采用了三軸水泥攪拌樁止水帷幕，并且止水帷幕打入不透水層，止水帷幕的施工質量也較好，所以地下水位監測結果顯示，在基坑開挖及地下室施工整個過程中地下水位波動的幅度較小，在施工過程中未出現明顯滲漏現象，監測結果均滿足相關規范［5］以及設計要求。

5 小結

本工程實際施工通過業主、設計單位、施工單位、監測單位的相互配合及努力，進行順利，通過本工程實例主要得出以下結論:

(1)本工程地處杭州濱江區，地基土為軟土，基坑開挖深度較深，設計采用鉆孔灌注樁+一道鋼筋砼支撐結合三軸水泥攪拌樁止水帷幕，立柱樁采用借用工程樁的方案是合理、可行的。

(2)從本基坑工程選用鉆孔灌注樁+一道鋼筋砼支撐結合三軸水泥攪拌樁止水帷幕的實際效果來看，該支護體系具有工藝成熟，質量容易控制，安全有保證，對周邊敏感建筑影響小等特點;三軸水泥攪拌樁作為止水帷幕進入不透水層后的止水效果較好。

(3)借用單樁承臺的工程樁作為立柱樁在實際施工中稍有難度但可行，并具有較高的經濟性。

(4)增加換撐構件的高度，可以有效控制拆撐工況的圍護體的變形及減小對周邊敏感建筑物的影響。

(5)止水帷幕封閉且打入不透水層后，基坑內的水量可以被控制住，后期在坑內施工的鉆孔樁在養護過程可吸收土層中的水，基坑內的降水工作量可適當減少。

［1］JGJ120－2012．建筑基坑支護技術規程［S］．

［2］DB33/T1008－2000．建筑基坑支護技術規程［S］．

［3］JGJ/T199－2010．型鋼水泥攪拌墻技術規程［S］．

［4］DB33/T1082－2011．型鋼水泥攪拌墻技術規程［S］．［5］GB50497－2009．建筑基坑工程監測技術規范［S］．