杭州碧桂園深基坑復合土釘墻支護技術應用

孔慶生 余建春 赫發寶

(杭州中慶建設有限公司，杭州310013)

1 工程概況

下沙碧桂園住宅小區項目是國內知名房產企業碧桂園在杭州開發的首個項目，位于下沙大學城北部生態居住區，向東距離錢塘江約1km，具體位置處在銀海街(在北側)、云濤北路(在西側)、海濤路(在東側)和水云街(在南側)圍合的街區內。包括排屋區和高層區兩個相對獨立的部分，總占地面積65 711m2，總建筑面積268 748m2，其中地上建筑面積為184 288m2，地下建筑面積為84 460m2;排屋區位于場地南側中部，高層區位于北部(二層地下室)，和排屋區東西兩側(一層地下室和汽車庫出入口)。排屋區設計為整體一層地下室，工程樁采用預應力管樁，基坑開挖深度約為3.35m;高層區大部設計為二層地下室，工程樁采用鉆孔灌注樁，基坑開挖深度9.5m～11.0m，局部電梯井位置13.0m;排屋區和高層區基坑臨邊處基坑高差東西兩側4.45m，北側為7.4m;(見圖1)。

圖1 基坑平面布置簡圖

2 基坑支護設計方案選擇

2.1 影響深基坑施工的各種因素分析

(1)基坑工程規模大，平面尺寸240m×260m，基坑周長1 000m余，深淺基坑臨邊長度320m，土方工程量達到430 000m3;

(2)基坑平面布置復雜，分為排屋區和高層區兩個相對獨立區域，排屋區位于場地南側中部，高層區位于北部(二層地下室)，和排屋區東西兩側(一層地下室和汽車庫出入口)。排屋區設計為整體一層地下室，基坑開挖深度約為3.35m;高層區北部區域為二層地下室，基坑開挖深度9.5m～11.0m，局部電梯井位置13.0m;位于排屋區東西兩側的區域為一層地下室和汽車庫出入口，基坑開挖深度約為7.8m;排屋區和高層區地下室基礎平面投影距離約2m，僅夠布置復合土釘墻結構，垂直基坑臨邊處基坑高差東西兩側4.45m，北側為7.4m;

(3)整個場地滿堂布置地下室，沒有足夠的施工場地，基坑施工期間需要統籌安排總體進度，動態管理布置施工平面;

(4)地質情況:場地位于錢塘江沖海積平原，地形平坦、開闊，基底巖性為泥質砂巖，場地內無不良地質作用。受基坑開挖影響的土層為砂質粉土，透水性強，如有滲流作用下，邊坡穩定性較差，易形成流砂、管涌等，可能會引發基坑邊坡失穩，深層壓力潛水對基坑開挖無影響。淺層地下水埋深約0.5m，土層透水性強，基坑開挖深度范圍內降水至關重要，對于基坑邊坡穩定具有重大影響;

(5)按照甲方工程進度計劃安排，排屋與高層基礎同時施工，排屋區基礎將先于高層區基礎施工完成，因此排屋區基礎與高層區臨邊支護安全為本基坑施工重點管理事項;

(6)基坑施工的有利因素:圍合場地東西南側的道路已經建成，北側路基工程已經完成，路面工程正在施工，場地交通條件良好。場地東面地塊的項目深基坑施工已進行大約6個月，其位置位于本工程靠近錢塘江的方位，本場地地下水位受到其基坑降水影響;

(7)我公司是甲方戰略合作單位，本項目是甲方進入杭州的首個項目，因此我公司從項目規劃開始，即展開施工準備工作，從項目地質勘察、施工圖設計到基坑圍護方案選擇、設計，全過程參與，總體工作準備充分，基坑各種工況把握得透徹，施工關鍵節點和重點工作梳理得清楚;

(8)本工程主體結構樁基工程已經施工完成，樁基施工給場地帶來的不利影響已經基本被時間消除。

2.2 深基坑支護方案選定

(1)甲方利益:復合土釘墻圍護方案大幅削減施工工期，尤其是快速達到銷售形象進度節點，滿足甲方快速回籠資金，壓縮資金成本的需求;同時，復合土釘墻圍護方案物料消耗大幅節約，施工成本大幅削減;因此可以說，方案最大限度符合甲方利益;

(2)復合土釘墻基坑支護技術屬于建筑業10項新技術，在本工程應用可以發揮重要作用，大幅減少基坑施工物料消耗，縮短施工工期，具有顯著的經濟效益和社會效益;

(3)對我公司來說，以顧客需求為管理能力提升方向是一項工作原則，同時，新技術運用，按照符合國家產業導向發展生產力也是我公司發展的一項原則，因此公司決策層在基坑支護方案選擇時支持采用復合土釘墻方案，并部署施工要求:信息先導，科學決策;規范管理，責任落實;最壞打算，枕戈待旦。

2.3 深基坑支護設計管理重點

支護方案選型確定后，根據深基坑施工總體設想，我公司受甲方委托，結合工程總體進度計劃安排，對基坑支護設計提出原則要求，并全過程協助基坑設計工作:

(1)基坑圍護設計中，重點復核深淺基坑臨邊鉆孔灌注樁復合土釘墻在各種工礦下的邊坡穩定，按照一級基坑設計標準進行支護設計計算;

(2)基坑支護設計按照深基坑設計管理規定組織專家論證，在按照專家意見修改完善后由設計單位技術負責人批準使用;

(3)深基坑支護設計方案在大量調查研究和數據分析的基礎上進行，設計過程中借鑒和參考了同類型同條件工程案例，并咨詢了基坑設計專家。基坑支護的幾個典型邊坡剖面如圖2-4下:

3 深基坑施工技術和管理創新

3.1 技術先導，方案引領，措施到位，質量保證

主要分部和分項工程均需要在充分把握圖紙，詳細研究施工條件的基礎上，經充分討論溝通制訂施工方案。通過方案確定工作和質量標準，安全注意事項等，制定禁止事項和違反禁止事項的處罰制度，消除質量和安全隱患。方案確定后嚴格執行，質量和安全專職管理人員分塊負責，發現違規行為及時制止并在項目部范圍內通報情況，按照規定給予處罰。

圖2 排屋與高層二層地下室臨邊支護

圖4 高層區北側局部基坑邊坡支護

3.2 信息先導，科學評估，預案落實，安全保證

加強基坑安全監測，專業監測要求按照專業監測專項方案開展工作，及時提供監測數據和分析評估報告;現場監測要求制訂監測巡查制度，明確工作要求，責任落實到人。重點部位關鍵施工時段要求24h巡查，觀測邊坡情況，降水水位等指標，確保基坑安全。基坑施工關鍵階段，按照應急預案需要的機械、物資和應急預備隊人員保障到位，做到招之能來，來之能戰，戰之能勝。

3.3 計劃先導，步調一致，投入充分，快速施工

以周計劃為基礎制定滾動施工計劃，確定實施方法路徑，各施工班組銜接搭配步驟，各種資源組織到位。做到統一協調，步調一致和資源供應保證。保證基坑施工節奏流暢，以計劃有效控制施工進度。

3.4 建立高效運行的管理網絡

按照基坑施工工作流程，梳理各工作塊、線節點的工作內容和工作要求，根據流程和工作要求梳理配置工作崗位和管理人員，制訂崗位工作制度。這個高效運行的管理網絡就是所有在崗人員的工作平臺，運行的主要內容就是基坑施工的信息流交換，協調和引導每個崗位人員高效工作，達成整個施工過程按照計劃順利實施的目的。

管理網絡有效運行在于工作界面清晰，責任落實和完善的管理網絡運行監督、協調機制。負責網絡運行的人必須每天檢查運行狀態，定期召開工作協調會，及時發現問題和隱患，采取措施糾偏，負責管理網絡運行的責任人是項目經理，關鍵時期公司領導駐場指導工作開展。工作質量決定工程質量，管理網絡運行質量決定深基坑施工的總體質量。

4 深基坑施工關鍵工序簡介

4.1 降水和排水

基坑和邊坡降水采用自流深井，基坑開挖前，要求提前一周開始降水，基坑施工過程中，降水水位要求在基坑和邊坡影響范圍內，降至開挖標高1m以下。設置于基坑邊坡頂部的排水溝從東西南側各就近設置排水口排入規劃道路雨水管網，排水溝內日常清理干凈，出現裂縫缺陷時及時修補，防止發生滲漏水。由于基坑邊坡土質為砂質粉土，在含水和排水的情況下，土體指標明顯改善，我們在排水前和排水后1、3、7和28天分別原位取土進行試驗，土體力學指標發生明顯變化。因此，我們深刻地認識到降水的重要性，整個基坑施工過程中堅持提前預排水，制度化對深井水位進行觀測，保證備用電源和備用設備。出現水位偏高或水質渾濁時，及時分析原因，補打降水井，確保降水滿足需要。

4.2 深淺基坑臨邊復合土釘墻和挖土施工管理

按照設計和專項施工方案要求，第一步開槽施工復合土釘墻鉆孔灌注樁冠梁，土方開挖深度約3m，壓頂梁以上邊坡和壓頂梁處分別有一道鋼筋土釘;第二步整個基坑開挖至排屋基底標高，施工排屋部分地下室基礎;第三步排屋部分地下室基礎完成7天后，排屋周邊的高層區地下室土方開始挖土，土方開挖深度約7.8m，垂直方向7道土釘。

在深淺基坑臨邊長度大約360m，二層地下室基礎底板按照后澆帶分為12個施工塊(段)，從深淺基坑臨邊土方開挖和復合土釘墻施工，到這些區域二層地下室基礎底板砼澆筑完成，是本工程施工最關鍵的施工時段。針對這個時段施工和基坑施工綜合情況，制訂了如下管理原則:(1)盡量縮短這個施工過程的總時間，采取以空間換時間，充分利用時間，充分保證資源投入等措施。具體采取復合土釘墻采取開槽施工，投入足夠多的施工人員和機械先行施工，快速施工，為挖土施工提供充足作業面;(2)嚴格管理挖土施工，每個班前和每個工程部位開始前，制定詳細方案，規定作業順序、挖土機械行走路線、挖土深度和工程量計劃，施工全過程中由專人監督執行，嚴格杜絕超挖、亂挖;(3)保證土釘墻施工質量，設計采用鋼筋土釘，土釘鉆孔孔徑110mm，主筋Ф20，II級鋼筋，長度9m，土釘定位、成孔、安放鋼筋和注漿管、掛網噴射混凝土等各道工序嚴格控制施工質量;(4)嚴格控制復核土釘墻施工工藝，復合土釘墻逐道施工，嚴禁超挖;每道土釘灌漿并養護24h以上，才能開挖施工下道土釘;施工工藝流程:土方開挖標高控制在土釘標高以下約0.5m-進行該道土釘鉆孔施工-安放錨筋、注漿管-噴射底層混凝土-綁扎鋼筋網并與鋼筋土釘焊接-噴射面層混凝土-土釘注漿、養護……進行下層土方開挖和土釘施工;挖土施工嚴格工藝要求，嚴格控制分層開挖和挖土順序，機械和車輛作業順序、行走路線等關鍵事項，堅決杜絕基坑超挖，土釘施工、養護滯后等情況發生;(5)統籌安排施工平面布置和施工工序，貫徹以空間換時間的部署，從中部按照兩個施工段分別向東西兩個方向施工，最大限度展開作業面積，投入施工力量;(6)全天候及時掌握基坑信息，要求專業基坑監測每天監測二次，及時口頭報告監測數據，每天一次書面報告監測數據，提供數據圖表和數據分析結論;項目部的現場觀測，實行專人負責的24h不間斷巡查，觀測深井水位和水質清澈情況，邊坡和土釘結構的位移、沉降情況，邊坡和土釘結構的外觀情況等，見圖5。

圖5 土方開挖流程圖

4.3 管理好關鍵工序的細節

細節決定成敗，關鍵的細節其實是管理的一個要點。(1)整個基坑施工期間，邊坡支護施工先行并投入充足資源，確保領先挖土施工，重點控制臨邊基礎板塊施工時基坑邊坡的安全;(2)集中優勢資源保證基礎底板施工進度;(3)嚴格控制挖土進度、挖土順序和挖土機械的行走路線;(4)重視相鄰板塊間挖土施工時基坑內相對高低差，控制土方車輛行走路線，挖機站位和基坑內臨時坡度坡度，保證坑內邊坡穩定(各種工況下的邊坡穩定均采用PKPM計算軟件進行安全驗算);(5)臨邊板塊基礎澆筑砼時，基礎與邊坡土釘墻面之間分層夯實回土，面層與基礎同時澆筑200mm厚砼。

5 結論

整個施工過程組織流暢，節奏緊湊，施工質量好，全過程基坑邊坡穩定，沒有發生任何施工安全事故，管理成效顯著;深基坑施工達到的各項技術經濟指標如下:

(1)基坑支護費用不足500萬元，按照建筑面積的指標是86元/m2;按照基坑延長米的指標是5 000元/m，是采用排樁 +內支撐體系造價的約25%，經濟效益顯著;

(2)2012年5月1日開始挖土施工，2012年8月1日部分住宅樓±0.00完成，甲方按照預定計劃開盤售樓;2012年11月28日全部±0.00以下結構工程完成，工期僅210天;

(3)我公司基于對設計圖紙和地質條件數據詳細的研究分析，基于對大量的工程實例調查研究，大膽采用建筑業10項新技術，實現了用簡單的支護方案完成龐大復雜的地下空間工程的創舉，具有顯著的經濟效益和社會效益;

(4)我公司通過210天深基坑專項管理，實踐了許多管理和技術創新舉措，管理水平得到提升，管理團隊得到鍛煉，也使我們認識到創新是提升公司生產力的有效途徑。

6 工作體會和展望

我們有如下體會和展望:(1)采用復合土釘墻支護技術為我公司戰略合作伙伴加快了項目建設進度，為其開盤銷售創造條件，同時節約了基坑支護費用，用簡單、簡潔的方案完成了復雜的地下工程。雖然并沒有直接經濟效益，但是我們得到了顧客的信任，這符合我公司的經營策略和長期利益;(2)本次工程實踐我們全過程經歷了深基坑支護方案的數據分析，工程實例調研，通過多種方案比較優選最終選定方案，使我們深刻認識到技術和管理是生產力和創造力，(3)采用復合土釘墻支護方案，通過本工程深基坑施工實踐，能夠大幅節約物料消耗，具有重大社會效益;(4)本工程中我公司能夠全過程參與方案選擇、設計和施工，因而對于過程的把握到位，能夠高效率發揮作用。通過這個過程我們也能夠體會到方案選擇和設計對深基坑施工過程起著決定性作用。目前建設工程市場上，對于這項工作的管理過程是前后割裂的，不連續的，這對于施工單位在基坑施工中應發揮的作用造成極大制約。有些工程因設計不夠先進造成極大的浪費;有些工程因設計與施工脫節，管理出現盲區，造成深基坑施工安全隱患。

[1]張忠苗.工程地質學.北京:中國建筑工業出版社，2007.

[2]建設部，質量監督檢驗檢疫總局.建筑工程施工質量驗收統一標準(GB50300-2001).北京:中國標準出版社，2001.

[3]住建部.建筑業10項新技術.北京:中國建筑工業出版社，2010.

[4]住建部，質量監督檢驗檢疫總局.混凝土結構施工規范(GB50666-2011).北京:中國建筑工業出版社，2011.

[5]住建部.建筑樁基技術規范(JGJ94-2008).北京:中國建筑工業出版社，2008.

[6]住建部.建筑基坑支護技術規程(JGJ120-2012).北京:中國建筑工業出版社，2012.

[7]住建部，質量監督檢驗檢疫總局.建筑工程綠色施工評價標準(GB/T50640-2010).北京:中國計劃出版社，2011.